维管束病害:兰州园林树木枯萎现象

2023-01-06 20:09王俊杰
甘肃林业科技 2022年1期
关键词:茎干维管束木质部

王俊杰

(甘肃省林业科学研究院,甘肃 兰州 730020)

2016年夏季,在兰州金昌南路西侧绿化带,发现一株紫玉兰Magnolia liliflora枝头挂满枯叶,全冠枯黄,如同被火烤过,十分刺目。仔细观察未见枯树主干损伤、蛀孔等异常,也不见长势衰弱迹象,树下草坪生长正常。推测该树生长期间叶片突发性迅速枯萎,原因不明。

兰州还观察到19种园林树木类似或疑似枯萎现象,包括雪松Cedrus deodara、油松Pinus tabuliformis、侧柏 Platycladus orientalis、桧柏 Juniperus chinensis、国槐 Styphnolobium japonicum、刺槐 Robinia pseudoacacia、红花槐 Robinia×Ambigua 'Idahoensis'、旱柳 Salix matsudana、榆树 Ulmus pumila、栾树Koelreuteria paniculata、木槿 Hibiscus syriacus、紫叶李Prunus cerasifera f. atropurpurea、榆叶梅 Amygdalus triloba、桃 Amygdalus persica、山桃 Amygdalus davidiana、大叶黄杨Buxus megistophylla、金叶女贞Ligustrum× vicaryi、小叶黄杨 Buxus sinica var. parvifolia、紫叶小檗Berberis thunbergii 'Atropurpurea'。其中国槐和3种绿篱灌木枯株数量较多,比率约1%,零星分布或数株相邻;其余树种多为1~3株,最多10余株。红花槐、旱柳、少数国槐表现为7月枝叶稀疏,不久全冠光秃;国槐表现为发芽后嫩梢干枯,枯梢长不足3 cm,症状如同晚霜冻害,常被误认为没有发芽,6、7月茎干萌蘖抽生新枝,个别新枝再次枯萎,多数恢复正常生长,少数连年重复,个别植株枯死被伐除;栾树枯株主干萌蘖抽生新枝,恢复正常生长;其余树种枯株均如紫玉兰。国槐、旱柳枯株见于行道树,其余乔木树种见于绿化地,地面为草坪或绿篱。

2019年5月23日,兰州段家滩路某单位院内紫荆Cercis chinensis突发性枯萎,解剖观察,初步判断为一种茎干木质部病害[1]。园林工人介绍,同院种植多株紫荆,2018年1株枯死,齐地面平茬后残桩萌生新枝。2019年2株正常发芽开花,前几天全冠叶片、花朵一起萎蔫干枯,但茎干近地表处萌生枝生长正常,树下地面草坪也正常。另有1株位于楼阴,树下地面裸露,从地表分出两茎,1茎干枯;另1茎主枝正常而侧枝干枯。剥开枯株树皮,发现从根颈处开始,木质部表面遍布深褐色条纹,丝状或虚线状斜上延伸,根颈附近见有水渍状斑块,有水渍臭味。枝干横截面皮与木质部交界处为深褐色环纹,向内第3—5个年轮见褐色环,或不闭合,褐色由春材向秋材逐渐变淡,其中第4年轮褐色最深。分析认为,病菌侵害新生木质部,随树液向上蔓延,并沿干周横向扩散。病菌破坏新生木质部,阻断水分输导,导致上方侧枝枯萎,扩散到整个干周时则全冠枯萎。

紫荆突发性枯萎的解剖症状与榆枯萎病[2-3]相似。榆枯萎病的典型症状是嫩枝先发病,随后叶片萎蔫干枯不落,向下蔓延,病情发展快者4~5周全株死亡;茎干最外层几个年轮有深褐色短条纹,嫩枝上连接成褐色环。榆枯萎病病原为子囊菌纲长啄壳科壳属真菌,主要危害榆属树种,我国未见分布[4-5]。

2020年10月,学术会议上听1位苗圃专家介绍,园林苗木甚至大树会发生青枯病,造成全株死亡,所述典型症状与兰州所见紫荆突发性枯萎极其相似。

林木青枯病见诸报道者有油橄榄Olea europaea[6]、柑橘 Citrus reticulata[7]、桉树 Eucalyptus spp.[8]、桑 Morus alba[9]、木麻黄 Casuarina spp.[10]等10余种,多见于热带、亚热带地区[11],病株典型症状:叶片枯萎,保持青绿久挂枝头;新梢枯死;茎干木质部褐色或黑褐色,横切面溢出脓液,乳白色或淡黄色,水渍臭味[12]。柑橘[13-14]、油橄榄[15]、桉树[8]、油茶 Camellia oleifera[17]、蝴蝶果Sinopimelooleolrom kwangsiese[18]等树种病株可分为突发型和渐变型2类。1)突发型病情急促,树冠顶部先发病,迅速向下扩展。病叶向内纵卷,失水状萎蔫青枯,久挂枝头,后变枯黄,最后全株枯死;但油橄榄青枯卷叶易落。2)渐变型病程长,感病初期骨干枝或全株明显滞育,发芽迟,数量少,新梢纤细,叶片发黄无光泽,花谢后花瓣和花丝不落,滞育枝与健康枝可同株并生;病程中期滞育枝叶片向内纵卷;病程晚期叶片失水状萎蔫青枯,骨干枝或全株干枯。油橄榄渐变型青枯卷叶可残留数月。油茶和蝴蝶果渐变型病株表现为黄化落叶,树冠稀疏,小枝叶片凋落,最后全株光秃枯死,有些病株表皮裂开,暴露木质部。其他树种青枯病症状描述没有细分类型,偏重于突发型,但渐变型病树可以治愈[13],甚至自愈,木麻黄发病期间如果降雨充沛可以恢复正常生长[10]。

植物青枯病为维管束病害[19],病原为青枯雷尔氏菌Ralstonia solanacearum[20-21],能侵染50多科近500种植物,我国各省(区)均有分布[22]。青枯雷尔氏菌属于细菌界薄壁菌门β-变形菌纲伯克氏菌科雷尔氏菌属,革兰氏阴性,好氧;菌体短杆状,两端钝圆,长1.3~2.2 μm,粗0.5~0.8μm,单极着生鞭毛1~4根;不形成荚膜和芽孢[23-24]。该菌为土壤习居菌,土壤和水体中可长期存活,腐生[25-26],能在早熟禾等杂草腐烂根系中繁殖,或附生在杂草根毛区和根冠[27];逆境中转化为类似休眠的非可培养状态,无法培养分离[26]。该菌经伤口、根冠、根表皮病态细胞间隙侵入植物根维管束,或者分解根表皮细胞壁入侵[27]。在寄主体内,该菌随液流侵入茎干维管束生存繁殖,释放胞外多糖堵塞维管束,阻碍水分运输,严重堵塞叶柄结和小叶较细导管的穿孔板;侵入寄主细胞间隙,释放果胶酶、纤维素酶、半纤维素酶、角质酶等酶类,降解中胶层和细胞壁组分作为营养,寄主细胞壁解体、质壁分离形成空腔,菌体进入空腔生活;刺激完整导管形成侵填体,菌体经侵填体进入导管[24]。青枯雷尔氏菌还释放蛋白引起寄主防御过敏反应,诱发细胞坏死水解;引起寄主氧化迸发,造成活性氧积累[19,28]。活性氧能够杀灭病菌,强化细胞壁防御病菌侵袭,大量积累则激发细胞主动死亡。总之,青枯雷尔氏菌侵染茎干维管束大量繁殖,造成寄主枯萎。病株死亡,组织降解,该菌返回土壤[19,26]。

基于上述文献调研可以推断,青枯雷尔氏菌入侵寄主维管束,主要在导管(管胞)液流中吸取营养生存繁殖,利用极生鞭毛在液流中上下移动;健康寄主免疫防御系统可以阻止菌体溢出入侵维管束薄壁组织,抑制菌体数量,乃至清除病菌。寄主免疫防御系统失效,病菌大量繁殖,随之入侵维管束薄壁组织细胞间隙,破坏细胞壁造成组织坏死,释放胞外多糖堵塞导管,阻碍水分运输,造成新梢、叶片滞育或黄化落叶,寄主宏观上表现为渐发型症状。寄主免疫防御系统失败,病菌繁殖失控,大量菌体释放蛋白刺激寄主氧化迸发,引发维管束薄壁组织大面积主动死亡,阻断新梢和叶片的水分供应,新梢和叶片因此失水青枯,寄主宏观上表现为突发型症状。之后,不稳定的叶绿素受阳光破坏,青枯叶片失绿呈现为胡萝卜素的黄色。

对比文献所述症状,除紫荆外,兰州所见园林树木枯萎只是部分青枯病症状。除了并非青枯病致枯外,关键原因是枯株数量少,见时已经全株枯萎,没有机会观察发病过程。受条件限制,也无法解剖观察枯株。国槐为兰州市树,行道树多见,观察到的病株较多,症状记录比较全面,并观察到连年重复突发性发病的现象,与文献所述突发型青枯病的症状不同,兼有突发型和渐变型两类特点。但是,国槐枯株伐桩和病株修枝残桩截面没有发现木质部褐变典型症状,可能与树种特性有关,其茎干木质部薄组织受病菌侵害轻微,因此可以萌蘖抽生新枝。柑橘病株砧木木质部正常[7,13],与国槐情况相似。

从病害机理上判断,只有维管束病害可以圆满解释兰州园林树木枯萎现象。土传维管束病害宏观症状相似,不易区分,病原中常见细菌类有5属,如青枯雷尔氏菌属;真菌类有4属,如造成榆枯萎病的壳属[19]。值得注意的是,兰州园林树木枯死株多见于绿地,其发病环境十分适合土壤习居性青枯雷尔氏菌生存。除了草坪草外,这些地方往往杂草丛生,土壤中根系密集,植物残体丰富,卫生不良,为兼营腐生生活的该菌创造了多种多样的生存环境,大大增加了树木染病的机会。南河道两侧绿化带就近抽提沟内污水灌溉,其北侧绿篱中小叶黄杨和小叶女贞枯萎现象较他处为重;有些饭馆门前绿篱被倒入厨余污水,同样也多见枯株,暗示土壤卫生不良会加重细菌性维管束病害。另外,有些移植大树的假活现象可能也与维管束病害的侵染有关。

维管束病害造成兰州园林树木枯萎,虽然数量不多,但也值得重视,特别是绿地中孤植、丛植的造景乔木,一旦发病将严重削弱观赏价值。兰州园林树木枯萎症状很像青枯病,但林木青枯病主要发生在南方湿润地区,干旱地区未见报道,鉴定其病原若确属青枯雷尔氏菌,无疑会加深对该菌的认识。

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