植物病害的诊断、预测和防治

植物病害的诊断、预测和防治第十章第一节植物病害的诊断•植物病害的诊断是根据得病植物的特征、所处的场所和环境条件，经过调查和分析对植物病害的发生原因、流行条件和为害性等作出准确判断。•诊断目的就是了解病害发生的原因，确定“是否”是某种病害，是以不同病原的病害特点为依据。准确的诊断是控制病害的前提，是防治病害的依据。诊断和鉴定是相互联系的，鉴定是将病原物种类和病害种类同已知的种类相比较，确定其科学名称或分类上的地位，确定其“是什么”，是以不同病原物的分类性状为依据。在诊断时，首先要求熟悉病害，了解各类病害的特点；其次要求全面检查，仔细分析；最后注意下结论要慎重，要留有余地。一、诊断的程序和方法诊断的基本步骤和方法：病情调查、显微镜检、试验验证、病原鉴定、专项检测。首先应从症状入手确定病原类型，即确定是属于侵染性病害还是非侵染性病害。然后再确定侵染性病害中是真菌、病毒、细菌还是线虫或其他病原物侵染引起，非侵染性病害中是营养失衡还是环境不适等其他原因引起。最后再鉴定病原，确定它是哪个种、变种、生理小种或者其他具体原因。（一）病情调查观察和了解植物病害田间的群体和个体表现及相关情况。观察和了解时应注意以下方面：群体表现：包括病害在整个田间如何分布，其时间动态和空间动态如何变化，是个别零星发生还是大面积成片发生，是由点到面发展还是短时间同时发生，发病部位是随即的还是一致的，开始发病时间、株龄和生长发育阶段等。个体表现：包括症状的局部和整株、地上和地下、内部和外部、病症和病状表现及症状的变化、气味等。田外表现：相邻田块和整个当地的发生情况，不同类型作物发生情况，不同品种的田块发生情况等。•相关情况：询问病史与查阅有关档案，即询问病史看以前是否发生过，查阅资料看是否有相关报道。了解品种及栽培管理情况，包括品种来源、名称、播期、施肥、灌溉和农药使用情况等。调查生长环境及气象条件，包括土壤环境、周围生态（地势、工厂、生物、水源等）及近期或更早时间的温度、湿度、降雨等变化情况。这是诊断的第一步，通过以上调查，结合各种病害特点，可以初步确定病害类型、缩小进一步诊断的范围，对其作出大致的估计。对于病症不明显或者明显但我们又不能断定是否由病原生物引起的病害，我们就要进行第二步显微镜观察。（二）显微镜检主要观察和了解是否有病原物及其形态。观察方法因病原而异，真菌、线虫及部分病毒内含体可直接通过普通光学显微镜观察，细菌用油镜观察，菌原体、病毒粒体及部分病毒内含体用电镜观察。观察时应注意：①采样要典型，症状必须表现明显，症状不明显的可以在25～28℃下保湿培养1～2d；②时间要适宜，太早观察不到，太迟腐生菌干扰或病原孢子飞散或释放；③部位要完整，发病主要部位，其他部位甚至整株；④制片要正确，病部正背面、内外部、刮切兼顾，要多取几个部位，多做几个切片观察；⑤观察要仔细，注意光线的调节，注意病原物与杂质、植物组织等的区别，注意观察病原物不同部分，不能仅仅根据观察到的孢子或其他某个部位就下结论。（三）试验验证就是通过一系列试验过程来确定病原。在试验过程中遵循的一个重要法则就是柯赫氏法则(Koch’srule)，该法则是通过对致病性的测定来确定某种生物是否是病原物，具体内容有四步：①在病植物上常伴随有一种病原生物存在；②该生物可在离体的或人工培养基上分离和纯培养；③将纯培养接种到相同品种的健株上，表现出与原来相同的症状；④从接种发病的植物上再分离到该生物的纯培养，性状与原来记录的相同。经过以上四步，简单地说就是经过两次症状观察和两次分离培养，若前后结果相同，我们就可确定所观察到的生物就是病原物。•柯赫氏法则在病理学上非常有用，但也存在一些片面性，表现在：①针对生物病原而言，如病原是非生物因素或是由非生物因素和生物因素结合而引起的病害，该法则将不能证实；②针对单一病原而言，忽略病原物之间的协同作用；③针对体内病原而言，而在寄主体外致病的生物不能完全运用该法则来验证；④针对非专性寄生物而言，而一些专性寄生物至今人工尚不能培养，难以完全依赖该法则进行确定。•虽然柯赫氏法则存在一些片面性，但其基本原理对任何病原都是适用的，只不过具体试验操作过程因病原不同而已。（四）病原鉴定病原鉴定是确定病名和病原物的分类地位，确定是什么病，病原学名是何。以不同病原物分类鉴定指标为依据，先了解所要鉴定病原物的有关性状，再通过查阅资料进行对照比较，如和资料中某个种相符就可确定，若资料中没有则可能是新种或新病害，确定一个种需要有完备的资料。各种病原物鉴定依据不同，真菌、线虫主要依据形态特征，细菌、病毒主要依据其综合生物学性状及生理、生化等特点。在实际操作中要注意:病害和症状的复杂性，虫害和病害的区别，柯赫氏法则在病害诊断和鉴定中的作用和应用。一种植物发生一种病害的同时，另一种病害伴随发生，这种伴随发生的病害为并发病，如小麦粒线虫病常伴随着小麦蜜穗病的发生。一种病害的发生以另外一种的病害发生为条件，后发生的一种病害为继发病，如红薯只有到受到冻后，才会发生软腐病。人们为了及早、准确、快速诊断病害，将生物、物理和化学的方法应用于病害诊断，形成针对不同病害或病原物特点的专项检测技术。（五）专项检测包括理化方法、噬菌体方法、血清学技术、核酸杂交及PCR诊断技术等。1．理化方法非侵染性病害根据假设通过化学分析、人工诱发、化学治疗等方法进行诊断，感染马铃薯环腐病的病薯切片，通过紫外光照射可以看到荧光产生。2．噬菌体方法噬菌体即侵染细菌的病毒，它侵染细菌，引起细菌细胞破裂，使细菌培养液由浊变清或使含菌的固体培养基上出现透明的噬菌斑。噬菌体和寄主细胞间大多存在专化性相互关系。寄主范围广的，可侵染一个属的不同种的细菌，称多价噬菌体；范围窄的，只能侵染同一种细菌的个别菌株，称为单价噬菌体。从病组织或病田土壤中能分离到专化性程度高的噬菌体，利用专化噬菌体可以检测从病组织上分离到的细菌的种类和数量，10～20h就可看到反应结果，故是一种快速的诊断方法。3．血清学技术抗原和抗体特异性结合的反应技术，可以快速地鉴定病原、鉴别生物类群间的亲缘关系。抗原都是些蛋白质、糖蛋白、脂蛋白和多糖等大分子物质，植物病毒、细菌细胞及真菌细胞都可作为抗原。常用的方法有沉淀反应、凝集反应、琼脂双扩散法、免疫电镜技术、放射免疫测定和酶联免疫吸附反应等。4．电镜技术免疫电镜是将免疫学与电子显微技术相结合的病毒诊断技术，具有快速、灵敏、直观之特点。该技术将免疫学中抗原抗体反应的特异性与电镜的高分辨能力和放大本领结合在一起，可以区别出形态相似的不同病毒；在超微结构和分子水平上研究病毒等病原物的形态、结构和性质；还可进行细胞内抗原的定位研究，从而将细胞亚显微结构与其机能代谢、形态等各方面研究紧密结合起来。5．核酸杂交也叫核酸探针技术，已知的核酸片段和未知核酸在一定的条件下通过碱基配对形成异质双链的过程称为杂交，其中预先分离纯化或合成的已知核酸序列片段叫做核酸探针（Probe）。核酸杂交主要在DNA和RNA之间进行，由于大多数植物病毒的核酸是RNA，其探针为互补DNA（cDNA），称为cDNA探针。核酸探针技术是目前最特异、敏感、简便、快速的检测方法，特别适用于直接检出致病性微生物而不受非致病性微生物的干扰，不仅可以检测到目标病毒的核酸，而且还可以检测出相近病毒（或核酸）间的同源程度。5．聚合酶链式反应（PCR）是一种体外扩增特异性DNA的技术，用于扩增位于两段已知序列之间的DNA区段。首先从已知序列合成两段寡聚核苷酸作为反应的引物，然后经过DNA加热变性、引物退火和引物延伸三个过程重复循环，在正常反应条件下，经30个循环可扩增至百万倍。应用PCR扩增技术可将很少的病原微生物核酸扩增放大，用于病害的早期诊断；也可产生大量的核酸探针，用于病害的诊断。二、非侵染性病害诊断对非侵染性病害的诊断通常从以下几个方面着手：一是进行病害现场的观察和调查，并了解有关环境条件的变化；二是依据侵染性病害的特点和侵染性试验的结果，尽量排除侵染性病害的可能；三是病原鉴定。（一）病情调查观察病害特点。非侵染性病害特点：①病害发生一般表现为较大面积同时发生，发病时间短，如由于大气、水、土壤的污染或气候因素引起的冻害、干热风、日灼等病害。②病害田间分布较均匀，发病程度可由轻到重，但没有由点到面的过程即没有发病中心。③发病部位在植株上分布比较一致，有些表现在上部或下部叶片，有些表现在叶缘，有些表现在花、嫩枝、生长点等器官，有些表现在向阳或迎风的部位等。④症状表现没有病征，病斑不规则。⑤在适当的条件下，有的病状可以恢复。了解环境条件。一般包括地形、地势、土壤、栽培、管理、气象、生态等。（二）病害确定在以上观察和调查基础上，若还不能确定是否是非侵染性病害，根据情况可进一步诊断。对于不能确定是否有病症时，可以通过病组织保湿培养和普通显微镜观察，看有无病症和病原物，以和细菌、真菌、线虫病害初步区分。当和病毒、菌原体等病害难以区分时，可按病毒病害的诊断方法如组织解剖、传染试验、免疫检测或电镜观察等进一步诊断。也可按非侵染性病害诊断方法如治疗诊断，进一步诊断。对于病组织可能存在的非致病性腐生生物，结合非侵染病害症状特点和病部生物种类综合分析，必要时可通过柯赫氏法则进行验证。（三）病原鉴定经过以上步骤和分析，确认为非侵染性病害后，再通过以下方法进一步确定和鉴定具体病因。化学分析法就是对病株组织或病田土壤进行化学分析，测定其成份和含量并与正常值进行比较，从而查明哪种成份过多或过少，确定病原。人工诱发法就是根据初步分析的可疑病因，人为提供类似条件如低温、缺素或药害等，对植物进行处理，观察其是否发病。化学治疗法就是初步分析可疑病因，采取治疗措施如怀疑缺某种元素，可以对植株进行喷洒、注射或浇灌营养液等方法，观察症状能否减轻或恢复健康。指示植物法就是根据可疑病因，选择对该病因敏感、症状表现明显且稳定的植物作为指示植物，种植在发病环境中，观察症状反应，一般用于果树植物缺素症鉴别。三、侵染性病害诊断田间观察时，应了解侵染性病害的一些特点：①病害发生一般不表现大面积同时发生，不同地区、田块发生时间不一致。②病害田间分布较分散、不均匀，有由点到面、由少到多、由轻到重的发展过程。③发病部位（病斑）在植株上分布比较随机。④症状表现多数有明显病征，如真菌、细菌、线虫、寄生性种子植物等病害。病毒、菌原体等病害虽无病症，但多表现全株性病状，且这些病状多数从顶端开始，然后在其他部位陆续出现。多数病害的病斑有一定的形状、大小。⑤一旦发病后多数症状难以恢复。在此基础上，再按不同病原物的病害特点和鉴定要求，进行诊断和鉴定。（一）真菌病害症状鉴别：真菌病害症状多为坏死、腐烂和萎蔫，大多数在病部有霉状物、粉状物、点状物、锈状物等病症。对一些真菌性的维管束病害，茎干的维管束变褐，保湿培养后从茎部切面长出菌丝。对于常见病害，通过这一步就可确定病害种类。镜检验证：对于不能确定的病害，通过刮、切、压、挑等方法制片，观察孢子、子实体或营养体的形态、类型、颜色及着生情况等。镜检时，病症不明显的，进行保湿培养；保湿培养后仍没有病征的，可选用合适的培养基进行分离培养。另外镜检或分离时，要注意区分次生或腐生的真菌或细菌，较为可靠的方法是从新鲜材料或病部边缘制片镜检或取样分离，必要时还要通过柯赫氏法则进行验证。种类鉴定：一般情况通过病菌形态观察我们可鉴定到属，对常见的病害根据病原类型，结合症状和寄主可确定病原真菌的种及病名；对于少见或新发现的真菌病害，必须经过病原菌致病性测定后，根据其有性、无性孢子和繁殖器官的形态特征经查阅有关资料核对后才能确定病原的种；有些病原真菌需要测定其寄主范围才能确定其种、变种或专化型；对寄生专化性强的真菌，需要测定其对不同寄主品种或鉴别寄主的反应，才能确定其生理小种。（二）细菌病害症状鉴别：多数植物细菌病害症状特点表现为坏死、萎蔫、腐烂和畸形（根肿、毛根）等，病症病部有菌脓、菌膜、菌痂。坏死病斑多受叶脉限制，为角斑或条斑，初期有水渍状或油渍状