四川地区紫花苜蓿真菌病害.docx

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四川地区紫花苜蓿真菌病害

第1章　文献综述

1　研究意义

四川盆地作为全国农业生产基地之一，由于人口与耕地面积的矛盾导致了四川可耕地资源相对较为贫乏，所以为了有效的缓解这种矛盾，加强牧草的种植越来越受到重视，这样可以有效的防治水土流失保护旱涝地，合理地调整畜牧业的结构，从而也增加了农户的收入，丰富了四川地区生物资源[1]。

由于牧草及天然草地大面积的扩大，种植面积越来越广，牧草种子生产地区越来越多，这就使得牧草上面的病原菌得以有利的条件大面积爆发并迅扩散，使得牧草的产量受到了极大的损失，牧草的品质严重的损坏。

牧草病害它是由病毒、真菌、细菌等外源微生物侵入到牧草体内或者环境因素的影响引起牧草生理上的异常并最终导致牧草形态上的病变的过程。

根据最近几年对牧草病害调查情况来看，发生在牧草上面的常见病害有:

锈病，白粉病，霜霉病，菌核病，褐斑病，菟丝子病害等[2]。

在四川地区，人工草地面积的不断扩大，牧草的种质资源也得以丰富，这也使得牧草上面的病害种类越来越多，危害情况越来越严重，造成了大量的草种及鲜草产量损失及品质下降[3]。

近几年国内在牧草病害方面取得了一些研究进展，许多地区都开展了对牧草病害的研究。

目前国内主要是集中在病害调查方面的研究，其中有许多关于主栽牧草品种病害的调查的相关文献发表[6－9]，然而四川作为一个牧草资源丰富，具有独特的气候差异的地区，在对牧草病害调查方面的研究还比较空白，所以我们有必要系统地对四川地区各地牧草病害加以调查及对牧草病原真菌的收集，摸清四川地区各种牧草病害主要是常见病害发生及发展规律，从而为病害的防治以及生物资源的收集提供帮助，为下一步进行抗病选育，引种，驯化合理栽培管理提供一些有意义的指导。

2　四川地区概况

2.1　四川地区自然地理概况

四川位于我国西南部，是一块接近菱形的盆地，它是我国四大盆地之一，其地处于我国长江的上游，其方位是在东经的101°55′至110°12′之间，处于北纬的27°39′至32°56′之间，其总的领土面积达到17万km2，盆地四周山地海拔面积多在1000m到3000m之间，盆地地势较低，并且平整，土质肥沃，其海拔在200m至750m之间，现在分属于四川和重庆两个省市。

其耕地面积在493万hm2，占总面积的四分之三，现有人口总量为8041万人（据2010年人口调查数据），人平均耕地面积为0.053hm2。

现在有7100多万农业人口，每人平均经营的土地面积只有0.2hm2。

四川盆地内地形极为复杂，有山脉、丘陵、平坝，其中以盆地中部的方山丘陵为主，占总面积的62%，平坝的面积仅为9%，而山地面积居中，约为29%，由于长江横贯盆地南部，使得该地成为我国重要的粮食生产基地，但该地区由于高度垦伐养殖，生态环境较差，由上面数据可以看出，该地人地面积矛盾较突出，从而导致了四川地区农业较为落后，农民增收十分困难[1]。

因此，在调整农业结构与农业产业化的前提下，保护旱地，加强土地的综合生产都将使农业发展，农民增收意义重大，同时也有效地保障了我国长江上游粮食与生态安全。

四川盆地属于亚热带季风气候，夏季高温多雨，冬季温和少雨，四川气候有以下一些显著特点：

四川区域性差异特别大，其光热水量的差异极为不均衡，山地气候垂直变化显著，气候类型极多，局地气候千差万别，有的基本无冬，有的冬长无夏，气温年变化小，季风气候特点明显，秋雨比春雨多，多夜雨，年平均温度最高的区域可达20℃，最低的在0℃以下，区际温差达20℃以上，而与同纬度长江中下游的14-18℃的4℃区际温差相比，差异显著。

从日照来看，也表现极不均衡的情况，该地云多雾重日照少，年日照时数大部分地区小于1400h，最少者不到800h，而在高原及海拔较高的地区日照数在2200℃小时，与长江中下游1600-2200h的差距相比要大得多。

从降水量来看，年降水量最多的区域在1700mm以上，最少雨区却不足400mm，比其长江中下游地区的1000-1800mm的800mm区际差异相差比较显著。

四川地区总积温比长江中下游地区要高出许多，由于四川盆地的封闭致使四川盆地的年日照量，常年风整等偏低，一般东部是在5月到6月多雨7月至8月高温干旱，西部4至5月春旱，7至8月降雨量较多。

2.2　四川牧草种植的重要性

牧草是天然的优质饲料，由于牧草具有柔软多汁，木质素含量少，适口性好，消化率高的特点使得牧草适合喂养牛、羊、猪、兔、鱼等多种食草性动物，种植牧草可以提高四川丘陵地区的土地利用率，缓解饲料供应，增加农民收入。

2.2.1　种植牧草提高了种养业的效率

由于四川地区畜牧业发达，而畜牧以种粮为主，造成人畜争粮的局面，所以采用粮草混作模式不仅可以作为畜牧业优良的饲料，而且可以促进农牧业保持稳定发展。

2.2.2　牧草种植有效防止水土流失

四川丘陵主要为旱坡地，过度开垦为耕地过后，造成保护层破坏，所以种植牧草可以迅速提高地面植被覆盖，使土地免受侵蚀，从而能够起到保护水土流失的作用。

2.2.3　牧草种植提高了农户收入

单一的种植限制了农业经济的发展，近年来草畜牧业成为了农民增收的主要方式，提高了农民生活水平。

据马建萍研究报道认为，种植苜蓿每hm2所获得的收益是玉米的5.5倍，红苕的2.6倍，小麦的3倍，如果将苜蓿加工成干草外销出口或用于生产饲料所获得的经济效益更高[10]。

2.2.4牧草种植提高了生物多样性

四川地域广阔，其气候条件也决定了四川资源丰富，形成了极为复杂的生态环境，通过优良牧草的种植从而改善了为了追求经济效益而出现的种植品种单一的问题。

3　四川牧草种植所面临的问题和困境

四川省是我国一个农业大省，它的畜牧业、养殖业经济最为发达，这就使得四川牧草成为了四川畜牧业经济的根本。

近年来，土地大量开发、占用造成了农耕用地破坏减少，也就是使得四川地区多处牧草生产基地遭到破坏或者退化，然而造成四川牧草退化的一个重要因素是牧草病害，一旦牧草发生了病害就会大面积的暴发，从而许多牧草地的破坏会产生大面积的影响，不仅仅影响了牧草的质量和产量更重要的是影响了牧草的品质。

感病牧草往往会使得品质下降，变得更为低劣，如牧草的有用牧质粗蛋白质含量，脂肪可溶性糖含量都会下降，相应的一些粗纤维，酚类、单宁的含量却明显增加，这样就会使得牧草的消化率下降，从而也降低了牧草的适口性。

更为严重的是有些牧草病害的带病菌草种或者草还可能会带入人畜体内对人畜产生严重的影响，如禾本科牧草的麦角病就会侵入到人和动物的体内，它能在寄主体内产生生物碱，这种牧草能造成人畜早产甚至流产，还可能造成肢体坏死，肌肉发生痉挛，早在中世纪的欧州的就发生过麦角病中毒，并造成大流行的事件。

还有些牧草病害能够使豆科牧草如苜蓿，草木栖中的类黄酮、香豆醇类的雌性激素增加，会抵制了母畜受孕及排卵从而减少了畜种数量。

4　国内外牧草病害研究进展

4.1植物真菌病害

我国是一个人口众多的农业大国，粮食安全生产将关系到我国国计民生及社会稳定，而一直以来植物病害就是农作物丰产优质高产的重要限制因素之一。

据报道估计，全世界主要农作物每年的平均损失率约为总产量的10%至15%之间，这表明，每年因为植物病害的所造成的经济损失将高达数千亿美元之多。

而在植物病害中，有70%至80%左右的病害是由病原真菌引起的。

真菌广泛地分布在自然界中，几乎各个角落，并且其种类繁多，已描述的就有1000多种真菌引起植物的病害。

在历史上多次大面积病害爆发已得到验证：

比如由致病疫霉引起的马铃薯晚疫病造成爱尔兰大面积马铃薯产量损失使得爱尔兰人举家迁移。

稻平脐蠕孢菌引起的水稻胡麻叶斑病等都造成过大面积的破坏。

所以，以真菌为主的植物病害不仅仅影响了农作物的生产造成农作物产量损失，更重要的是会影响到农作物的质量和品质，更有些病原菌可以通过腐生或者寄生的方式也会在农作物的贮藏和运输中产生影响及危害，所以作为植物病害中的主要病害，真菌病害引起了高度重视。

根据Ainsworth的分类系统，把植物体病原真菌分属在子囊菌亚门、接合菌亚门、鞭毛菌亚门、担子菌亚门、半知菌亚门5个亚门，它们都分属于真菌门中，但接合菌亚门相比其他四个亚门病原真菌较少，病原真菌类群主要分布在接合菌外的其余四个亚门中。

真菌病害相比细菌、病毒等病害体积较大，一般真菌病害发生的时期，它们的孢子、真菌的菌丝以及由孢子与菌丝等形成的菌索、菌核、假根、子座等变态结构用肉眼能清晰看到。

真菌病害的发生与很多因素有关系，除了温度，光照，温度等主要限制因子而外：

如农作物田地间栽培管理方法和措施，其他生物因子也是真菌是否滋生和传播的关键因素。

由于目前病害方面的防治方面主要是针对真菌病害，真菌病害防治通常使用药剂防治，这种方法一方面造成农药残留，严重污染环境，另一方面由于真菌产生的抗药性，从而加大了真菌病害的防治难度。

因此加强对真菌病害的发生规律，病害的发生条件的研究，病害的诊断及预测，植物病原菌的致病机理及寄主植物的抗病机理，以及植物抗病品种的选育等研究是植物真菌病害防治的关键方法。

4.2　真菌分类系统的发展

真菌被人类认识利用以来，在西方已有长达3500年历史，而在我国有了6000年历史之久，但是分类系统的产生和发展才200年左右。

1729年，Micheli利用显微镜研究真菌并提出了真菌分类检索表。

1735年林奈将真菌分为了10属。

这些工作是真菌研究的起点，并利用林奈的双命名法对真菌分类学的发展起了巨大的推动作用。

依据林奈的两界法，很长一段时间真菌被归为植物界。

而现代的分类学家将真菌分为一个单独的界，即真菌界，真菌界下又设有真菌门和粘菌门。

真菌分类学者们依据不同的观点建立了许多不同的分类方法。

近30多年来就出现了有10多种分类系统，其中有几个被普遍接受的分类系统如：

贝塞在1950年将真菌界又划分为粘菌类、半知菌纲、子囊菌纲、藻状菌纲以及粘菌类；惠特克于1969年又在真菌界下设立双鞭毛亚界、真菌亚界、裸菌亚界三个亚界，真菌亚界下又设立了无鞭毛分支和后鞭毛分支，在无鞭毛分支下又划分子囊菌门、接合菌门、担子菌门。

安斯沃斯（Ainsworth）在1971、1973年在真菌界下设立粘菌门、真菌门两个亚门。

并将藻状菌划分为鞭毛菌和接合菌，并将原来属于真菌的几个大纲，在门下升级为亚门，有如下鞭毛菌亚门、接合菌亚门、子囊菌亚门、担子菌亚门和半知菌亚门5个亚门。

马古利斯（1974）设立的分类系统把粘菌排除在真菌之外，并将地衣包括在系统内，直接设立地衣菌门、半知菌门、担子菌门、子囊菌门及接合菌门。

亚历克索普罗斯（Alexo-poulos）于1979年设立的分类系统将真菌界分为粘菌门和真菌门两大类。

又将真菌划分为鞭毛菌门和无鞭毛菌门，前者又分为单鞭毛菌亚、双鞭毛菌亚门；后者又分为合菌亚门、子囊菌亚门、担子菌亚门、半知菌亚门。

阿尔克斯（1981）分类系统设立粘菌门、壶菌门、卵菌门和真菌门；而后者又划分为6个纲：

接合菌纲、内孢霉纲、焦菌纲、子囊菌纲、担子菌纲和半知菌纲。

理想的分类系统要正确的反映真菌的亲缘关系及进化趋势，虽然在众多的分类系统还没有确立出被世界公认的确定合理的分类系统，但大多数人认为安思沃斯和亚历克索普罗斯二人的系统较为全面，又反映了新进展的内容。

本文主要采用安思沃斯分类系统，将真菌划分为5亚门、18个纲、68目[12-15]。

4.3　国内外牧草真菌病害的研究进展

牧草病害，尤其是牧草真菌病害越来越受到国内外广泛关注。

在国外如美国、澳大利亚、前苏联、挪威、加拿大等国家有专门的牧草研究机构，并且开展了一系列牧草病害研究工作，尤其对一些牧草主要病害进行过系统的研究和报道，也取得了较大的进展，为牧草病害的研究和牧草抗病品种选育提供了宝贵的资料。

然而国内由于缺乏牧草或者草坪草专门的研究机构，导致国内牧草病害研究较为落后，在20世纪80年代以前，国内牧草病害调查往往是和草原站或者草种机构选育等工作联系在一起进行，由于没有专门的研究机构，专门的研究人员导致我国牧草病害的调查及研究工作环节比较薄弱，我国最早出现牧草病害调查是在20世纪50年代