果林樹木黃化病的研究進展

摘要：對果林樹木黃化病的病因與癥狀、診斷技術、致病機理和防治技術等5個方面的研究進展進行了綜述，并根據黃化病研究中的現狀，提出了幾個值得深入研究的問題。

關鍵詞：果林樹木；黃化病；診斷技術；致病機理；防治技術

中圖分類號：S436.6文獻標識碼：A文章編號：1006—6500(2008)06—0061—04

果樹以及林業(yè)的許多樹木在生長發(fā)育過程中，遭受有害生物侵染或不良氣候、土壤、人為等各種非生物因素脅迫后，導致葉片失綠的癥狀稱為黃化病。近年來，無論在園林、林業(yè)還是果樹上黃化病的發(fā)生程度有越來越重的趨勢。

為了解和掌握這一病害研究領域的最新進展，筆者針對果林樹木黃化病的病因與癥狀、診斷技術、致病機理和防治技術做簡要概述。

1 病因與癥狀

按照主要病因把黃化癥狀分為：病理性黃化癥狀、生理性黃化癥狀。

1.1 病理性黃化瘟狀

病理性黃化癥狀是病原微生物侵染果林樹木的根系、葉片或其它組織而引起葉片黃化，田間發(fā)病具有擴散蔓延的特征。

根系病害常導致樹體葉片黃化。其癥狀為葉片小而薄，色淡發(fā)黃，嚴重時葉緣焦枯、脫落，枝條生長緩慢或停滯。發(fā)病初期癥狀有時先出現在一側的主枝上，隨病情發(fā)展，整個樹冠的葉片均出現黃化癥狀。根系病害常見的病原生物有：真菌、細菌、病原線蟲。此外，類菌原體(MLO)引起的棗瘋病使根部受害嚴重時根系壞死，導致樹體衰弱或整株死亡。另一類黃化癥狀是葉片變小、枝條叢生，花變態(tài)成葉，植株節(jié)間縮短表現為叢枝、萎縮等癥狀。引起這類黃化病的病原微生物主要是類菌原體(MLO)、少數是立克次氏體(RLO)、類細菌(BLO)等類原核生物。常見的病害種類有：泡桐叢枝病、棗瘋病、柑橘黃龍病、苦楝叢枝病、桉樹黃化病等。有的發(fā)病樹體的篩管細胞中能夠發(fā)現類菌原體和病毒復合侵染，也有病毒單獨侵染的，其黃化癥狀主要是花葉。

病理性黃化病的田間流行具有明顯的擴散蔓延特征。1930年前后，印尼邦加島最早發(fā)現的胡椒黃化病，僅6年左右就侵染了整個印尼大多數的商業(yè)胡椒園。1981年在海南首次發(fā)現檳榔黃化病時面積近6.67hm²，到2005年全省染病面積達2000ban2以上。

1.2 生理性黃化癥狀

生理性黃化癥狀是果林樹木生長過程中受到土壤環(huán)境或大氣環(huán)境因素的脅迫，植物的正常生理功能受阻表現了以葉片失綠黃化為主要特征的一類癥狀的總稱。

導致果林樹木生理性黃化的主要原因是缺素或植物組織內礦質元素生理失調，其它誘發(fā)因素有：土壤貧瘠、肥害、干旱、洪澇、大氣毒害等。

在160多年黃化病研究的歷史中，土壤礦質元素的供給與黃化病的關系一直是研究的重點，通過研究已經證實與植物黃化有關系的幾種主要礦質元素有：鐵、鎂、錳、氮、鉀、鋅、銅，它們的缺素癥狀各不相同。

鐵元素失調引起的黃化：最早表現癥狀的是枝條的幼嫩葉片，然后向老葉片發(fā)展。發(fā)病初期，葉脈綠色，脈間組織黃化。當嚴重缺鐵時，枝條中下部老葉片，葉緣或葉尖出現枯焦或壞死，最后葉片早期脫落。

鎂元素失調引起的黃化：先由下部的老葉片開始褪綠，容易出現斑點，脈間組織明顯失綠，但不易出現壞死。

錳元素失調引起的失綠：先在新葉上表現癥狀，葉肉失綠，表現枯黃、黃白或略帶灰色，葉脈保持綠色。

氮營養(yǎng)失調所致黃化：老葉片先表現程度不同的褪綠癥狀，但是幼嫩葉片在很長時間保持綠色。

鉀營養(yǎng)失調黃化：新葉片常呈現皺縮，葉緣卷曲枯焦，如火燒過一樣，老葉葉尖沿葉緣出現黑褐色斑點，葉片周圍變黃，中部的組織仍保持綠色。

缺鋅引起銀杏黃化癥狀為：開始發(fā)生時，每個葉片葉緣頂端邊緣失綠而成淺黃色的亮晶狀，逐漸向葉基部擴展，此后葉緣顏色由淺黃變?yōu)榈稚辽詈稚儆缮詈稚優(yōu)榛野咨瑥亩拐麄€葉緣呈灰白色枯死狀提早脫落。

酸性土壤中過量的銅容易使植物產生失綠癥狀，其原因是高濃度的銅可誘導植物缺鐵。在20世紀50年代，美國有報道稱，佛羅里達州的酸性沙質土壤生長的柑橘樹經常由于銅中毒產生失綠病害I

肥害、干旱、洪澇產生的黃化現象一般不作為植物黃化病研究的重點，因為只要進行科學的肥水管理即可避免此類黃化癥狀的發(fā)生。

大氣中對植物有較大危害的污染物質主要有二氧化硫(SO₂)、臭氧(O₃)、二氧化氮(NO₂)等。這3種物質中任何一種的濃度一旦超出某種植物忍耐的臨界濃度后就會出現中毒癥狀。二氧化硫毒害癥狀為：葉脈間發(fā)生煙斑(斑點狀黃白化甚至壞死)。臭氧的毒害癥狀是葉表面出現均勻的灰白色乃至褐色的小斑點或條紋，出現不規(guī)則的雀斑(煙斑)。二氧化氮對植物葉片的急性毒害癥狀與二氧化硫和臭氧的危害癥狀相似，但影響較小。低濃度時，植物呈暗綠色，隨之發(fā)生一種非特性的褪綠，進而導致葉片過早脫落。

2 診斷技術

2.1 病理性黃化病的診斷技術

2.1.1 按照柯赫氏法則確定分離獲得的微生物的病原性由真菌、細菌、病毒侵染引起的黃化病能夠采用柯赫氏定律來證實，這是植物病理學的傳統診斷技術。但是，許多植物類菌原體(MLO)類病原還不能嚴格按照柯赫氏定律證實其病原性。

2.1.2 電子顯微鏡直接觀察確定類菌原體病原的存在應歸功于1967年電子顯微鏡技術的改進。20世紀60年代末期，Doi等和Ishiie等對幾種黃化病進行了研究，發(fā)現病株韌皮部篩管細胞中存在著與人體和動物的菌原體相似的原核生物，提出了類菌原體學說，確認了有些植物的黃化病是由類菌原體引起，而不是病毒所致。我國1981年首次對海南省藥材常發(fā)生的檳榔黃化病進行研究，趙建生、愈浩等認為是一種由于缺素引起的生理性病害，到了1995年，金開璇等用電子顯微鏡技術在檳榔黃化病的病株組織中觀察到BLO和MLO菌體形態(tài)，初步認為，檳榔黃化病是由BLO和MLO復合侵染引起的新病害。

2.1.3 感病組織染色熒光觀察這種技術能夠直接觀察到感病組織中是否有典型的類菌原體MLO存在。1985年2月在澳大利亞昆士蘭州的一種崗松屬植物上發(fā)現了典型的黃化癥狀，研究者采用DNA4’，6-diamidino一2-phenylindole，2HCLfDAPI)進行細胞化學試驗，結果在感病植株的篩管組織中發(fā)現有典型的類菌原體MLO。用DAPI溶液處理有黃化癥狀的幼莖組織橫切片，觀察到強的熒光，表明在曬管細胞中有MLO的DNA集聚，正常的組織中相同處理后沒有出現相似熒光，由此證明這種黃化病是由類菌原體侵染引起的。梁振普等對楊樹黃葉病的診斷也采用了DAPI技術。此外，迪納氏染色(Dienes’stain)和富根氏染色(Feulgenstain)在1979年、1982年、1983年，也被用作初步診斷植物類菌原體病害的簡易手段。

2.1.4 四環(huán)素族抗菌素治療效果的驗證利用類菌原體對四環(huán)素族抗菌素的敏感性，能夠緩解或消除類菌原體引起的植株黃化癥狀的特點來佐證黃化病的病因。羅大全等人自1994年開始通過對檳榔黃化病樹田間發(fā)病規(guī)律調查、四環(huán)素族抗菌素注射診斷、電子顯微鏡的觀察等多年研究，證實植原體(Phytoplasmas)是導致海南檳榔黃化病的病原。這一技術已經普遍應用于類原核生物引起的植物病害的診斷。

2.1.5 免疫化學和生物化學技術檢測類菌原體的方法除了以上提到的技術以外，還有的研究者使用免疫化學、生物化學技術。1982年，朱本明、蒯元章等制備的桑樹黃化型萎縮病類菌原體抗血清，可以用來檢測桑樹樹體是否存在類菌原體病原。1983年，丁正民用聚丙酰胺凝膠電泳法測定月季綠瓣植株，發(fā)現過氧化物酶同工酶活性降低，但在注射四環(huán)素病狀緩解后，體內的過氧化物酶同工酶的活性又有所增強。1984年丁正民等又對桑樹萎縮病、竹類叢枝病的病株和健康植株進行過氧化物酶同工酶的活性測定，也得出了同樣的結果。

2.1.6 草本指示植物和嫁接方法采用草本指示植物檢測和診斷某些植物黃化病，是一種較為簡便、有效、準確的方法。黃樹君等人采用嫁接方法排除了桂圓黃化病由病毒侵染。具體方法是，在試驗園內，取黃化樹的葉片黃化的枝條20條做接穗，分別嫁接到20株生長正常的桂圓樹枝條上，成活后1個月、3個月、6個月觀察接穗發(fā)出的葉片是否正常，如果正常，說明黃化樹不具備傳染性，并非由病毒侵染所致。

2.1.7 多聚酶鏈式反應(PCR)技術此項技術是以重度泡桐叢枝病株作陽性對照，利用檢測植原體16sRNA的通用引物對發(fā)病樹體的葉和枝條韌皮部進行植原體的PCR檢測。

2.2 生理性黃化病的診斷技術

2.2.1 補素矯正診斷缺鐵黃化癥狀最簡易的方法是，在適宜植物生長的季節(jié)中，在失綠的葉子上施用硫酸亞鐵的稀溶液(0.5％～1.0％水溶液)，噴施、浸泡或簡易滴人，2周內葉片出現由黃轉綠顏色加深。如果施用方法不當，葉綠素的增加呈斑點狀，試驗應在沒有老化或新葉子上進行。鄭慶新對刺槐苗期黃化病的診斷采用的是對黃化病株噴施不同濃度的硫酸亞鐵，適宜的濃度為0.1％，噴后7d，黃化葉片逐漸轉綠。由此確定刺槐苗期黃化病是一種生理病害。

2.2.2 礦質營養(yǎng)元素含量、土壤酸堿度、礦化度分析法目前，常用的方法是對葉片和土壤中礦質營養(yǎng)元素的含量分析，以及對土壤酸堿度、礦化度等相關指標的分析。

黃樂平對新疆庫爾勒香梨黃化病研究采用了對健康樹體和不同級別的黃化樹體的土壤、葉片以及灌溉水進行分析的方法，分析的項目主要有：土壤pH、全鹽含量、八大離子、K+、Mg2+、有效銅、有效鐵、有效鋅，有毒有害重金屬離子：汞、鉛、砷、鎘等。葉片分析的項目有：總鐵、有效鐵、葉綠素、硝態(tài)氮、鈣、鎂、鉀、鈉，氯根、硫酸根、碳酸根、重碳酸根等。陳超燕研究合肥樟樹黃化病成因時也采用對葉片營養(yǎng)和土壤礦質元素、肥力、土壤體積質量等進行分析診斷的方法。

2.2.3 生理、生化測定與病癥調查法近年來，大氣污染物質對植物生理傷害的研究報道有所增加。但是，植物黃化病是否為大氣污染所致，診斷的方法通常采取較大區(qū)域的發(fā)病特征調查與葉片的生理生化指標檢測兩種方法。王約等對大連銀杏黃化病的病因研究除了采取生理性和病理性診斷技術外，還調查了大連甘井子公園附近的污染源及銀杏生長期內的主風向與黃化病的相關性。在自然條件下，二氧化硫污染區(qū)與對照區(qū)抗污染較強的50％的植物葉片的超氧化歧化酶(sOD)活性低于對照。

3 致病機理

3.1 病原微生物侵染引起植物黃化的機理

目前，對病理性植物黃化病病原物的致病機理的研究報道還很少，Pegg(1976年)研究認為，通常一些與生長素過量或生長物質代謝改變有關的癥狀，包括褪綠、生長偏上、葉和器官的脫落、不定根的產生，都是乙烯造成的。Talbovs(1972、1975年)宣稱，酒花由輪枝菌屬(Verticilli-um)侵染后造成的褪綠等癥狀是由乙烯決定的。已經報道的類原核生物侵染引起叢枝狀畸形生長的黃化病類癥狀的致病機理可能與干擾寄主植物激素代謝有關。有研究發(fā)現，赤霉素能使因類菌原體引起的玉米矮化逆轉，但其細節(jié)尚不清楚。

3.2 生理性因素的致病機理

生理性植物黃化病絕大多數是由土壤根區(qū)環(huán)境礦質營養(yǎng)元素供給失衡造成的，其中包含土壤不良的酸堿度等理化性質誘導產生的礦質元素的生理鈍化現象，土壤中鐵元素的缺乏或生理鈍化是各類植物黃化病成因研究的重點內容。

在20世紀70—80年代，國外圍繞“土壤缺鐵引起植物黃化病”展開了更深入的致病機理研究，并指出了高濃度的HCO₃-影響鐵的吸收、運輸和體內利用的一些可能機理：(1)石灰性土壤中高濃度的重碳酸根既提高又緩沖了pH值，降低了可溶性鐵的濃度；(2)同時高pH值嚴重抑制雙子葉植物根系對鐵的適應性反應，其中包括H+的中和而使H+泵活性減弱；(3)降低酸的釋放；(4)減弱質膜上Fe3³⁺的還原(Romheld等，1983年)；(5)高濃度的HCO₃可以增加植物，尤其是嫌鈣植物中CO₂的固定和有機酸的合成(Bedri等，1960年；Lee等，1969年)，而某些有機酸可在液泡中螯合鐵；(6)可能抑制鐵向地上部運輸；(7)高濃度的HC03-還可抑制根系伸長，并降低根壓驅動木質部中的溶質流向地上部運輸(Wallace等，1971年)，造成鐵向展開葉運輸嚴重受阻，使鐵在葉片組織內分布不均勻(Rutland，1971)。

國內大多數的研究仍然停留在對土壤和葉片的礦質營養(yǎng)及土壤其它指標與正常植株的比對分析上，以此闡明黃化病的成因。對于黃化病植物在土壤不良理化因素脅迫下的深層次的生理生化的復雜過程研究的極少。

大氣污染引起葉片中毒性反應的致病機理在于：SO₂主要通過葉片氣孔進入葉片組織，破壞葉綠體，嚴重時使葉綠素分解。同時它對許多酶系統產生影響，導致酶的活性降低或喪失；O₃對植物的毒害源于其強氧化性，與細胞產生系列生物化學反應而產生毒性作用；NO₂對植物的傷害癥狀與SO₂和O₃相似，所有的傷害出現在葉脈間或其它部分，尤其以葉緣葉尖最明顯，壞死部分呈現白色、黃褐色或褐色。

4 防治技術

4.1 病理性黃化病的防治技術

4.1.1 藥物防治對類原核生物病原引起的黃化病可采用施用四環(huán)素、土霉素治療。結果都表現了一定的治療效果，但是，還存在復發(fā)的問題。對于真菌、細菌、病毒采用藥物防治是目前主要的防治手段。

4.1.2 培育無病苗木、選育抗病品種這項措施在控制棗瘋病、桑樹黃化萎縮病蔓延中起到了很大作用。

4.1.3 防治傳毒媒介昆蟲它是苗圃中培育無病苗木的重要措施之一。

4.1.4 切斷或鏟除病原物在植物體內的傳播根源利用病原體在寄主植物內分布存在季節(jié)性變化，冬季病原體主要在根部越冬，控制病原體在秋季回流到根部、春季病原體向樹體上部擴散，采取主干或病枝環(huán)剝或據除病枝，達到控制發(fā)病的目的。山東林科所在控制泡桐叢枝病時采取了此項措施，1984—1986年經過大面積推廣，防治病樹163萬多株。

4.2 生理性黃化病的防治技術

4.2.1 改善植物根區(qū)的土壤環(huán)境，促進鐵元素的溶解和植物的吸收，是黃化病治本的基本思路劉效義在試驗區(qū)土壤中的總鐵含量高達400mg／kg，土壤并不缺鐵時，成功防治葡萄黃化病的方法是：葡萄行間鋪牛糞30-45m³／hm²，控制葡萄的負載量18750kg／hm²，實施滴灌。

4.2.2 補素矯正治療對于確實缺素的黃化病樹木、果園，補鐵或補鋅也是各地常用的措施。具體方法有：土壤中施入鐵肥或鋅肥、土壤酸化物或石灰等，補充土壤礦質元素。這種方法的弊端是有效成分易被固定、營養(yǎng)元素易流失，對于根部遭到破壞引起的黃化病幾乎無效。葉面噴施有一定的局限性，對于葉面吸收效率較低的元素(如Ca)效果并不理想。注射或輸液(根系或樹干)這種措施在許多果樹上已經應用，具有一定的效果，但是效果不穩(wěn)定，樹體易受損傷，尤其是高壓注射不易推廣。

防治果林樹木缺鐵性黃化病的產品目前應用最普遍、最經濟的仍然是硫酸亞鐵。多年來，各地也研發(fā)了適應當地土壤條件的防治黃化病的專用肥料，如TL新型鐵肥(輸液用)[28，291、FCU復合鐵肥(50kg水加檸檬酸25g，溶解后加入125g硫酸亞鐵、50g尿素配成葉面肥噴施防治冬棗缺鐵性黃葉病)、遼寧腐鐵、唐山腐鐵、熬合鐵肥、綠亨鐵王等多種補鐵肥料。

5 結束語

果林樹木黃化病從病因診斷、致病機理到防治技術各個環(huán)節(jié)都取得了一定的研究成果。但是。在以下幾個方面還有待深入研究：(1)類原核生物病原性的研究。目前只有少數幾種的類菌原體和螺旋質體在植物體外人工培養(yǎng)獲得了成功，更多果林樹木類原核生物的人工分離、培養(yǎng)等有待研究，以便能夠按照柯赫氏法則直接證明類菌原體的致病性；(2)類菌原體的侵染造成植物生長的叢枝、花變葉、褪綠黃化，它的侵染是如何破壞寄主體內生長激素平衡的和其致病機理值得深入研究；(3)城市園林植物黃化病防治技術是應該關注的研究課題。果樹類缺素性黃化病根本的控制技術在于改善果園土壤的理化性質，增施有機肥，提高根系對土壤中鐵元素的吸收利用。這項技術在農村果園應用是可行的，但是在城鄉(xiāng)園林植物上應用這項技術是非常困難的，原因是，城市許多園林植物尤其是行道樹，相當一部分樹盤土壤裸露面積非常有限(只有1m²左右)，其余都采用地面磚或水泥覆蓋，在樹盤覆蓋條件下，采用哪種技術施肥、施藥更適合防治黃化病，高壓注射是否為合適的備選技術都有待各地進行試驗研究。