胡義鈺 孫亮 袁坤 馮成天 王真輝
摘 要 橡膠樹死皮是制約天然橡膠生產發展的重要因子之一,對其進行有效的防治成為急需解決的生產實踐問題。本文著重對病理性死皮和生理性死皮的防治技術研究進展進行綜述,以期為選擇和開發合理的橡膠樹死皮防治技術提供有益的參考和借鑒。
關鍵詞 巴西橡膠樹 ;死皮 ;防治
中圖分類號 S794.1 Doi:10.12008/j.issn.1009-2196.2016.04.016
Advances on the Prevention and Control Technology of
Tapping Panel Dryness in Hevea brasiliensis
HU Yiyu SUN Liang YUAN kun FENG Chengtian WANG Zhenhui
(Rubber Research Institute, CATAS, Danzhou, Hainan 571737, China)
Abstract The tapping panel dryness (TPD) in Hevea brasiliensis seriously restricts the development of natural rubber yield and how to prevent and control the TPD become an urgent problem in the production practice. This paper reviewed the prevention and control technology for pathological TPD and physiological TPD. It is helpful to provide a reference to choose or research reasonable prevention and control technology for TPD.
Keywords Hevea brasiliensis ; tapping panel dryness ;prevention and control
橡膠樹死皮是指乳管部分或全部喪失產膠能力的現象,其癥狀為割線排膠減少甚至完全停排。自20世紀初發現橡膠樹死皮危害以來[1],人們為尋找發病原因和探索發病機理投入了很大的精力,研究涉及到生理學、病理學、生物化學、組織解剖學、分子生物學和遺傳學等多個學科。研究者從不同學科角度提出各種假說,如“局部性嚴重創傷反應說”[2]、“樹皮有效水份不正常波動說”[3]、“病原微生物致病說”[4]、“貯備物質耗殆盡與營養虧缺說”[5]、“遺傳及環境影響說”[6]、“乳管壁透性降低致病說”[7]、“自由基破壞黃色體膜致病說”[8]、“局部衰老致病說”[9]、“防護機制及保護反應說”[10]、“程序性細胞死亡說”[11]以及“樹皮組織壞死病說”[12]等等。隨著時代的發展關于死皮機理的認識在不斷地深入,以上各種關于死皮發生機理的假說都有其一定的合理性,但都不能完整闡述其發生發展的全部過程。關于橡膠樹死皮的病因,目前還未找到其最根本的原因,然而橡膠樹死皮已成為制約天然橡膠生產發展的重要因子之一。最近的一份調查研究表明,全國橡膠樹死皮率高達24.71%[13],如何對其進行有效的防治是目前生產實踐亟需解決的問題。
1 橡膠樹死皮的分類
根據不同的表現形式,橡膠樹死皮存在不同的分類方式。根據割線是否出現褐斑,橡膠樹死皮可分為非褐皮型死皮和褐皮型死皮[14]。另外,根據其發生過程是否可逆,表現為具有組織壞死癥狀的和不具組織壞死癥狀的[15],前者通常發生在常規割膠情況下,其割線樹皮變褐[16]。在具有樹皮壞死癥狀的死皮樹中相當多的一部分屬于樹干韌皮部壞死病[17]。樹干韌皮部壞死屬于壞死性死皮,其發生之后是不可逆的,再生的樹皮照樣患病。這類死皮主要發生在非洲地區,占當地總死皮率80%~99%[18],但在中國的發生率較低,對生產構成威脅不大;而后者在我國習慣被稱為割面干涸[17]。割面干涸是我國天然橡膠生產的主要類型,屬于非壞死性死皮,其發生過程是可逆的,通過停割、減刀、陽刀轉陰刀割膠以及施用微量元素等措施可部分或者全部恢復產排膠能力。
目前主要根據有無致病菌,將橡膠樹死皮分為病理性死皮和生理性死皮兩類型[19]。病理性死皮由病原微生物侵染引起;生理性死皮主要是由強割和強乙烯利刺激引起的一種復雜的生理綜合癥[20]。最近有學者[21]將生理性死皮分為可逆型和不可逆兩類,即活性氧類死皮(reactive oxygen species TPD, ROS-TPD)和褐皮類死皮(brown bast TPD, BB-TPD)。ROS-TPD 是因乳管內活性氧過量造成的,該類死皮是可逆的。BB-TPD是在ROS-TPD的基礎上進一步惡化,最終組織變形、褐變而不可逆。筆者認為,我國的橡膠樹死皮主要是生理性死皮,對其進行有效的防治是現在和今后一段時間橡膠樹死皮防治的工作重點。
2 橡膠樹死皮防治技術研究進展
2.1 基于病理性的橡膠樹死皮防治技術研究進展
國際上關于橡膠樹死皮最早的防治方法是1912年Rutgers采用的刨皮法[2]。對于重癥植株,采用該方法刨除所有患病組織而不傷及形成層,是比較困難的。隨后,1917年Pratt等又發明了剝皮法,1919年Harmsen采用去除表層病皮并配合涂施熱焦油法[22]防治橡膠樹死皮。1989年,印度尼西亞的Siswanto等采用隔離、刮皮同時使用棕油(95%)+敵菌丹5%混和制劑,死皮恢復率達85%[23]。20世紀70、80年代國內也開始了刨皮、剝皮和開溝隔離等方法治療橡膠樹死皮的研究[2,24-25]。黎仕聰等[24]通過淺刨或剝離病灶加施復方微量元素治療死皮停割樹,處理7 a后觀察發現,淺刨處理過的樹皮其厚度與正常樹再生皮接近,但其乳管總列數及正常乳管總列數只有正常再生皮的2/3;而剝皮處理的樹皮厚度只有正常再生皮的2/3,乳管列數及正常乳管列數只有正常再生皮的1/3。這表明處理病灶后新生皮是有可能恢復的,但乳管的分化與成長比正常再生皮要慢,處理后恢復正常割膠需要至少7 a的時間;而剝皮處理的植株恢復所需時間可能會更長。廣東省海南農墾局生產處對死皮樹開展了開溝隔離法控制膠樹褐皮病的試驗,認為該方法是有效的,且以小于或等于三級死皮的輕病期處理效果更佳[26]。
以上幾種方法都是基于當時認為死皮是寄生物或病原菌引起的病害而提出來的防治方法,通過物理的方式刨除或隔離病灶,或配合補充一些微量元素。該類方法都有一定的療效,但操作復雜,恢復周期較長。為開發更簡便、高效的防治方法,國內有些科技人員[27-28]開發了一些藥劑,有針對性的消除病原菌,取得了一定成效。針對真菌病、條潰瘍病、線條蟲病、病毒病引起的死皮,梁根弟[27]發明了一種治療植物橡膠樹死皮復活劑的制造方法,該藥劑由多種中草藥經曬干、研磨及部分煮汁、混合攪拌、熱炒后過篩定量包裝而得。20世紀90年代初,中國熱帶農業研究院植物保護所陳慕容等公開了一種橡膠樹褐皮病防治藥劑(申請號:97121908.7),它以甲基纖維素為載體,內含四環素族藥物、黃元膠等物質。將該藥劑涂施于患病植株割面上,能有效地防治死皮,并能使其干膠產量增加14.27%。在該藥劑配方的基礎上,該團隊開發了“保01”、“保02”系列橡膠樹死皮防治產品。6 a(1985~1990年)的田間試驗和示范試驗結果表明,“保01”對橡膠樹病理性死皮有較好的療效[28]。李智全等[29]對中幼齡死皮橡膠樹的防治試驗顯示,“保01”對3 級以下死皮植株有明顯療效,而對重度死皮(4、5 級)死皮植株療效不夠理想;溫廣軍等[30]的試驗結果與此類似。宋澤興等[31]用“保01”及其A、B兩種改進藥劑對外褐型死皮進行防治,3 a的試驗結果表明,3種藥劑對外褐型死皮都有不同程度的防治效果,主要表現在割線死皮長度減小和排膠量增加,其中B劑防效最高(70.4%),“保01”其次,其防效為49.9%、干膠凈增產率9.1%。“保01”的防病增產機理在于藥劑被患病膠樹組織吸收后,破壞菌體,從而控制死皮樹的病情。在一些輕度而未壞死的組織中,由于“保01”抑制了病菌的活動從而使膠樹恢復了正常的生理機能和產膠功能,最終起到防病增產的作用[32]。
2.2 基于生理性的橡膠樹死皮防治技術研究進展
針對生理性死皮,通過少藥、減刀、淺割、輪換割面、陽轉陰刀和停割等方式,能起到一定的緩解作用。但是這種方式相對來說比較被動,恢復周期較長,而且恢復過后再割,很容易再次死皮。針對這種情況,科研人員和生產者通過化學手段對其進行防治,取得了一定成效。
20世紀70年代,廣東省國營火星農場在開割橡膠樹上施用赤霉素的試驗中發現赤霉素不但能夠增加干膠產量(增產量5%~10%),而且對死皮有一定的防效。為進一步確認赤霉素對橡膠樹死皮的防治效果,該場連續4 a(1980~1984年)進行了相關的試驗,得出相同的結論[33]。很多膠工在生產實踐中也意識到,新鮮牛糞和一些植物的汁液對橡膠樹死皮防治有一定的效果[33]。梁尚樸[33]認為,橡膠樹死皮是由于患病植株內源乙烯過量,導致體內各種激素失調,加速乳管衰老、死亡,產膠機能銳減甚至直接喪失的生理病害。施用赤霉素和生長素等一些植物激素,可以通過抑制乙烯的生理作用,延緩器官和組織的衰老,從而對死皮起一定的防治作用。20世紀80年代華南熱帶作物研究院與河南化工所合作研制了一種鰲合稀土鉬(CRM),該復合制劑由硝酸稀土、鉬酸銨和金屬螯合劑(氨基羧酸鹽和有機磷酸鹽)組成,將其涂施于割面,可被割膠后露出的薄壁細胞直接吸收。該制劑對橡膠樹死皮的控制及治療效果較好[34-36]。楊少瓊等[37]進一步的研究發現稀土可強烈抑制黃色體酸性磷酸酶活性和膠乳細胞質中性磷酸酶活性、強烈抑制黃色體產生超氧陰離子的速率、抑制內源乙烯產生、縮短流膠時間、促進再生皮的生長和乳管細胞的分化等作用。劉昌芬等[38]用幾種植物源藥物對橡膠樹死皮進行防治的試驗顯示,各提取液都有不同程度的治療效果(表現在死皮長度縮短),其中效率最高的達92.6%。通過試驗,蔣桂芝等[39]認為,割面補充微量元素營養和適宜的生物激素對控制死皮的發生是有作用的。林運萍[40]和袁坤等[41]的研究發現,寶卡有機液肥有一定防效,但其防效只是針對輕度死皮而言的。寶卡是馬來西亞寶卡生物科技集團針對橡膠樹死皮而開發的一種有機無機混合肥料,該肥料主要由腐植酸及植物所需大量、微量元素組成。
在死皮防治藥物配方方面,陳守才等[42]發明了一種防治橡膠樹死皮病的復合制劑及其制備方法。該復合制劑以甲基纖維素為載體,內含一種或多種抗氧化物。所述的抗氧化物質為抗壞血酸、還原型谷胱甘肽、β-胡蘿卜素或維生素E中的一種或幾種,此復合制劑能夠預防死皮,消除死皮的發生,效果顯著。馮永堂[43]發明了一種用于治療橡膠樹死皮的組合。該組合包含5%~10%重量的檸檬酸和90%~95%重量的過氧化氫及少量的十二烷基磺酸鈣。任建國[44]發明了一種防治橡膠樹死皮病的制劑及其制備方法和應用。該制劑由植物所需的維生素、氨基酸、微量元素等組成,將其噴施于樹干,對橡膠樹死皮治愈有一定的效果。最近,王真輝等[45]發明了一種橡膠樹死皮康復營養液,該死皮康復營養液中包含多種營養組分、殺菌抑菌組分、解毒組分、助劑等。將其噴于橡膠樹樹干及樹頭,能提高橡膠樹免疫力、延緩橡膠樹的衰老,同時緩解因營養虧缺導致的橡膠樹死皮。每周噴施1次,連續噴施3個月,橡膠樹死皮恢復率可達52.18%。王真輝等[46]同時還發明了一種橡膠樹死皮防治涂施藥劑及其制備方法,該藥劑以殼聚糖為載體,包含抗氧化物、植物活性物質和鉬酸銨等物質組成。除此之外,國內有些研究者為延緩死皮發生,增加干膠體產量,另開發了一系列的橡膠增產素或營養劑。何向東等[47]發明的由氧苯硫酞胺、三乙胺和羧甲基纖維素組成的橡膠樹產膠促進劑,任建國[48]發明由營養液及殺菌藥劑組成的一種用于橡膠防護除菌、營養增膠的制劑都對延緩死皮也具有一定效果。
綜上所述,現有的生理性死皮防治化學藥劑主要是通過營養補充、內源激素調控、活性氧清除和增強抗氧化性等方法對死皮植株進行治療,各種方法效果不一。目前在生產上還未見大規模應用產品,因此,還需進一步開發更高效、更經濟的橡膠樹死皮防治藥物或其它防治方法。
3 結語
死皮的發生是橡膠樹生產中出現的一個極其復雜的問題,其復雜體現在以下幾個方面:一是可引起死皮的原因較多,極少比例的剛開割橡膠樹即可產生死皮并停割;割膠強度過大、過度施用乙烯刺激易引起死皮;也不能完全排除生物病原的作用;膠園立地環境與自然災害對樹體的影響與死皮發生也有一定的關系;育苗技術——尤其是芽接部位砧穗結合障礙也有可能引起死皮。二是死皮癥狀的表現復雜,癥狀通常只表現在割膠工作面樹干部位樹皮內部,植株其它部位表現正常,而褐皮癥狀并非在所有死皮病例中出現。三是死皮發展的多樣性,有些病樹停割或降低采膠強度后可以恢復,有些則不能恢復;有些死皮局限在一定范圍,有些迅速擴展到整個樹干。四是死皮植株在田間連續或集中分布的方式是否與傳播有不同的看法。由于以上這些問題與原因的存在,很難采用單一方式對橡膠樹死皮進行防治,應該找出其形成主因,并對死皮進行分類,采取針對性的綜合治療措施,才能對其進行有效的防治。
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