如何给植物“看好病”,这是一个丰收密码

作者: 高凯星

来源: 科学大院

发布日期: 2023-09-27 07:14:22

本文详细介绍了植物病害的种类、危害以及防治方法,强调了科学防治病害的重要性,并介绍了最新的绿色防治技术。

秋天,金黄又璀璨的季节,神州大地充斥着收获的喜悦,丰收的种子是当年辛劳的硕果,也是来年播种的希望。不过,从种子萌发破土而出,到长出绿叶并结出累累果实,农作物的一生中一直面临着病原微生物的威胁。作物根部、叶部、果实会遭受不同病原物的侵染而导致植物不同程度的损伤。不仅如此,当雨水丰盈、温湿度适宜时,病原物往往更加猖狂。

2023年7月份,“杜苏芮”台风的爆发就冲击了我国安徽、河南等黄淮海地区的主要粮食产区,造成了玉米、大豆等主粮作物受到大量破坏,植物叶片和果实均受到创伤。为防止灾后病虫害的大肆爆发,国家农业农村部专门出台了灾后相关预防政策,以防作物减产,减少经济损失。可以见得,病虫害的发生对作物生产与收获有着巨大的潜在隐患。

以水稻为例,作为我国乃至东南亚地区最为主要的主粮作物,水稻在我国的种植面积达4.5亿亩,年产量达2吨以上,我国65%以上的人口都以大米为主食。水稻的全生育期大约为4-5个月。在这期间,水稻经历了从种子—小秧苗—分蘖—拔节—孕穗—抽穗—扬花乃至最终完熟结实的一系列环节。这期间有大量的细菌、真菌、病毒病害的发生,例如水稻白叶枯病、水稻条纹叶枯病、水稻纹枯病等等。

而最为严重,也被称为水稻癌症的水稻稻瘟病更是在水稻全生育期均可发病,并且一旦在结实期间大规模爆发穗茎瘟和谷粒瘟,就会让整片农田颗粒无收。稻瘟病是一种典型的植物真菌病害,其最早发生可追溯至我国明代宋应星于《天工开物》中的一段记载。

植物病害发病如此迅速且危害严重,到底怎样防治才能最为有效?其实,防治植物病害就如同医生给人类看病一般,首先医生会建议患者增强自己的免疫力。

对植物来说,可以通过外源施加肥料增加植物营养吸收,从而提高自身免疫,增强对病原物的抗性。一旦植物已经感染了病菌,便需要对其进行鉴定,判断是细菌、真菌还是病毒攻击导致植物“生病”,利用相应的药物对症下药。通常情况下,如果是细菌性病害,我们可以对植物做一个横切,将切面置于水中,如果此时水里渗透出大量的菌脓物质,便可以判断其遭受了细菌的攻击。

而真菌性病害往往会如稻瘟菌一般产生大量的孢子,可以通过肉眼很明显地判断出真菌的存在。病毒性病害是最难确认的一种,因为它引起的植物发病症状会和一些非侵染性的病害(植物缺素、高温胁迫等)相似,对其鉴定往往需要借助一些分子生物学的手段,在实验室条件下确认。由于植物病毒通常是活体寄生,有80%以上都由媒介昆虫进行传播,它们聪明地利用了昆虫介体的取食过程,随着昆虫唾液一同进入健康植物体内从而完成侵染。

当然,农药的使用往往给人们带来了大量担忧,过度地依赖和使用农药对环境及人类自身健康有着较大的威胁。因此,科学家们也在不断探索和创新防治病害的新型绿色方法。

中国科学院院微生物所叶健课题组于2023年6月30日发表了有关病害防治的成果,他们发现利用近红外光(NIR)照射植物之后就能够增强植物对于病毒病的抗性,提高植物的免疫反应,创造性地提出利用光疗法来进行病毒病害的绿色防控,为植物病毒防控的物理学工具箱增添绿色法宝。

植物与微生物的“爱恨纠葛”从古一直延续至今,人类往往希望植物能在斗争中占据“上风”,但别忘了,小小的微生物也具有着极高的“智商”,随时准备迎接新的挑战。而为了我们能够享受到那份丰收的喜悦,无数的科研工作者正在努力工作。

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