草地保护学(共计5部分共计1643页)_部分1.pptx
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草草地地保保护护学学绪绪论论一、定义一、定义草地保护学:
研究草地有害生物引致灾害的发生、草地保护学:
研究草地有害生物引致灾害的发生、发展规律及有害生物可持续管理的科学发展规律及有害生物可持续管理的科学草业科学的主要分支草业科学的主要分支植物保护学的内容植物保护学的内容草业科学专业的主干课程之一草业科学专业的主干课程之一1、草地有害生物、草地有害生物(Pests,Harmfulorganisms)植物病原微生物植物病原微生物我国在各类牧草已报道我国在各类牧草已报道929种真菌种真菌(南志标南志标,李春杰李春杰,1994)害虫害虫全国危害农作物的害虫全国危害农作物的害虫838种种(郭予元郭予元,1998)苜蓿象甲危害图苜蓿象甲危害图啮齿类动物啮齿类动物(鼠类鼠类)全国危害农作物的鼠害全国危害农作物的鼠害22种种(郭予元郭予元,1998)Pikamarmot毒害杂草毒害杂草全国北方草原区已知有全国北方草原区已知有238种有毒植物种有毒植物,分属于分属于127属属,45科科(石定燧石定燧,1995)2、研究内容、研究内容有害生物的生物学有害生物的生物学生物灾害的发生规律生物灾害的发生规律可持续管理的技术体系可持续管理的技术体系应用科学,但需要深厚的理论基础做为支撑应用科学,但需要深厚的理论基础做为支撑基础研究基础研究植物病原学植物病原学草地昆虫学草地昆虫学杂草科学杂草科学啮齿类动物学啮齿类动物学农药学农药学技术研究技术研究植物检疫技术植物检疫技术抗性品种利用抗性品种利用生态防治技术生态防治技术化学防治技术化学防治技术生物防治技术生物防治技术管理研究管理研究防治效益评估防治效益评估防治技术协调防治技术协调生态、经济、社会生态、经济、社会效益统一效益统一社会学社会学草地保护学的内容草地保护学的内容二、重要性二、重要性1、历史的回顾、历史的回顾恩格斯恩格斯科学的发展从来是由生产需要所决定科学的发展从来是由生产需要所决定的,一旦社会具有需求,将比十所大的,一旦社会具有需求,将比十所大学更能推动科学的进步。
学更能推动科学的进步。
植物保护与农业生产同时开始,并行发展植物保护与农业生产同时开始,并行发展“除草垦荒,开辟农田除草垦荒,开辟农田”除草即是植保措施除草即是植保措施中国自公元前中国自公元前700年便有蝗虫,成灾记年便有蝗虫,成灾记载已有载已有2700年(郭予元,年(郭予元,1999)明诗:
明诗:
郭敦郭敦咏飞蝗咏飞蝗飞蝗蔽空日无色飞蝗蔽空日无色大枝全空小枝折大枝全空小枝折牵衣顿足捕不能牵衣顿足捕不能野老田中泪垂血野老田中泪垂血去年拖欠卖儿女去年拖欠卖儿女今年苛税向谁说今年苛税向谁说据史籍记载,从春秋时代,到新中国据史籍记载,从春秋时代,到新中国成立的成立的2600多年中,蝗灾发生过近千多年中,蝗灾发生过近千次。
次。
2000年至今,我国年至今,我国11个省市数百个省市数百万公顷的庄稼和草场被毁。
据报道,万公顷的庄稼和草场被毁。
据报道,严重的地方每平方米虫量多达严重的地方每平方米虫量多达20004000头,一位记者报道说,一脚下去头,一位记者报道说,一脚下去竟踩死了竟踩死了24头蝗虫。
最大的蝗群可达头蝗虫。
最大的蝗群可达2500亿只。
亿只。
Locusts2005USmovie唐诗:
唐诗:
曹邺曹邺官仓鼠官仓鼠官仓老鼠大如斗官仓老鼠大如斗见人开仓亦不走见人开仓亦不走健儿无粮百姓饥健儿无粮百姓饥谁遣朝朝入君口谁遣朝朝入君口我国古代就有与作物病虫害斗争的记载:
我国古代就有与作物病虫害斗争的记载:
公元前公元前239年年吕氏春秋吕氏春秋提倡适时播种以防虫提倡适时播种以防虫唐朝专设治蝗官员唐朝专设治蝗官员公元公元304年,我国用黄惊蚁防治柑桔害虫年,我国用黄惊蚁防治柑桔害虫晋代晋代南方草木状南方草木状记载:
记载:
蚁赤黄色,大于常蚁蚁赤黄色,大于常蚁南方柑桔若无此蚁,则其实皆为群蠹所伤,无复一南方柑桔若无此蚁,则其实皆为群蠹所伤,无复一完者矣。
完者矣。
世界上最早生物防治的先例,其他国家世界上最早生物防治的先例,其他国家19世纪世纪才有类似记载(张壬午等,才有类似记载(张壬午等,1996)2、全球性影响、全球性影响世界范围内病虫草害引起的损失世界范围内病虫草害引起的损失有害生物有害生物潜在损失潜在损失(%)防效防效(%)病病17.523虫虫22.731草草29.655合合计计6940(任继周任继周,1985)3、对我国草业的影响、对我国草业的影响有害生物有害生物前植物生产层前植物生产层植物生产层植物生产层动物生产层动物生产层外生物生产层外生物生产层草坪草坪旅游旅游草地草地寿命寿命牧草牧草产量产量牧草牧草质量质量生产生产力力繁殖繁殖力力家畜家畜健康健康货架货架寿命寿命产品产品质量质量全国鼠、虫、病害危害面积已达可利用草地面全国鼠、虫、病害危害面积已达可利用草地面积积30%鼠害:
鼠害:
仅青海省仅青海省1.2亿亩草地亿亩草地/年受害年受害损失干草损失干草250万吨万吨,相当于相当于5000万只羊的万只羊的采食量采食量CCTV.com,西部频道,西部新闻,西部频道,西部新闻2003,11,10.更让人痛心湿地消失带来了草原病、虫、鼠害加剧,更让人痛心湿地消失带来了草原病、虫、鼠害加剧,所谓水退鼠进,高原鼠兔和高原鼢鼠所谓水退鼠进,高原鼠兔和高原鼢鼠“如鱼得水如鱼得水”,若尔盖草原可以随处看见一个个脸盆大小的黑土包,若尔盖草原可以随处看见一个个脸盆大小的黑土包,这是高原鼢鼠的这是高原鼢鼠的“杰作杰作”。
鼠害面积占可利用草地面。
鼠害面积占可利用草地面积的积的82。
.虫害虫害:
2000年全国受害面积年全国受害面积1.92亿亩亿亩,严重受害严重受害1.31亿亩,亿亩,无烟的火灾,内蒙锡林郭勒盟无烟的火灾,内蒙锡林郭勒盟480万万头家畜失去饲料来源头家畜失去饲料来源病害:
病害:
按使人工草地减产按使人工草地减产10%计算,计算,每年每年损失损失26亿元亿元全国用于全国用于211工程建设的总费用为工程建设的总费用为60亿元。
亿元。
中华人民共和国草原法中华人民共和国草原法(2002.12.28通过通过,2003.3.1执行)执行)第五十四条第五十四条:
县级以上地方人民政府应当做好草原县级以上地方人民政府应当做好草原鼠害、病虫害和毒害草防治的组织管理工作。
县鼠害、病虫害和毒害草防治的组织管理工作。
县级以上地方人民政府草原行政主管部门应当采取级以上地方人民政府草原行政主管部门应当采取措施,加强草原鼠害、病虫害和毒害草监测预警、措施,加强草原鼠害、病虫害和毒害草监测预警、调查以及防治工作,组织研究和推广综合防治的调查以及防治工作,组织研究和推广综合防治的办法。
办法。
4、科学意义、科学意义全世界关注的焦点:
全世界关注的焦点:
全球变化全球变化生物多样性生物多样性可持续发展可持续发展病、虫、鼠、草为主的有害生物及其防病、虫、鼠、草为主的有害生物及其防治是影响农业可持续发展的最重要问题之一,治是影响农业可持续发展的最重要问题之一,也与全球变化与生物多样性密切相关也与全球变化与生物多样性密切相关“生态系统健康生态系统健康”是国际生态学的前沿领域是国际生态学的前沿领域有害生物是危害生态系统健康的重要因素有害生物是危害生态系统健康的重要因素评估健康状态的重要指标评估健康状态的重要指标要求草地保护学在生态系统及其以上尺度要求草地保护学在生态系统及其以上尺度进行系统研究进行系统研究三、草地保护学的特点三、草地保护学的特点1、涉及物种多、涉及物种多涉及了地球上为数最多的物种涉及了地球上为数最多的物种昆虫昆虫:
已知已知100万种,占动物界已知种类的万种,占动物界已知种类的3/4(冯光翰,冯光翰,1999)真菌真菌:
已知已知69000种,估计种数种,估计种数150万种以上,万种以上,维管束植物与真菌种的比维管束植物与真菌种的比1:
6(庄剑云庄剑云,1994)饲用植物饲用植物:
中国中国6704种种(廖国藩廖国藩,贾幼陵贾幼陵,1996)2、尺度跨度大,层次复杂、尺度跨度大,层次复杂危害层次危害层次有有害害生生物物病原物病原物害虫害虫害害鼠鼠毒害杂草毒害杂草分子分子+细胞细胞+组织组织+器官器官+个体个体+种群种群+生态系统生态系统+景观景观+33、可危害多年、可危害多年农作物和一年生牧草:
春种、秋收农作物和一年生牧草:
春种、秋收多年生植物:
病害随寄主存活多年多年生植物:
病害随寄主存活多年危害累积、影响多年危害累积、影响多年新疆阿勒泰地区布尔津县和福海县不同年龄苜蓿地中丛枝病的发病新疆阿勒泰地区布尔津县和福海县不同年龄苜蓿地中丛枝病的发病率率(根据南志标根据南志标,员宝华员宝华(1994)绘制绘制)44、化学防治处于次要地位、化学防治处于次要地位农作物可持续植保系统中农作物可持续植保系统中,化学防治必不可少化学防治必不可少草地植保系统:
草地植保系统:
防治更加依赖于生态措施防治更加依赖于生态措施草原法第五十四条:
草原法第五十四条:
禁止在草原上使用剧毒、高残留以及可能禁止在草原上使用剧毒、高残留以及可能导致二次中毒的农药。
导致二次中毒的农药。
四、课程安排四、课程安排兰大重点课程、兰大精品课程,兰大重点课程、兰大精品课程,省精品课程省精品课程申报国家精品课程。
申报国家精品课程。
1、简单的回顾:
、简单的回顾:
1973年年甘肃农大草原系主任任继周教授组织甘肃农大草原系主任任继周教授组织基础部动物学研究组整体调入草原系基础部动物学研究组整体调入草原系成立草原保护学教研组成立草原保护学教研组在全国首先开设了草原保护学课程,在全国首先开设了草原保护学课程,逐步形成了各分支的课程体系。
逐步形成了各分支的课程体系。
1984年年甘肃农大主编甘肃农大主编中国农业出版社出版:
中国农业出版社出版:
草原保护学第一分册草原保护学第一分册草原啮齿动物学草原啮齿动物学草原保护学第二分册草原保护学第二分册草地昆虫学草地昆虫学草原保护学第三分册草原保护学第三分册牧草病理学牧草病理学1993年年再版再版1992年年新疆农大主编新疆农大主编中国农业出版社出版:
中国农业出版社出版:
草原毒害杂草及其防治草原毒害杂草及其防治2、课程建设的指导思想、课程建设的指导思想各种有害生物是草地农业系统的组分,相各种有害生物是草地农业系统的组分,相互间存在着复杂的联系与作用,共同影响互间存在着复杂的联系与作用,共同影响系统的稳定性与可持续性,既有个性,又系统的稳定性与可持续性,既有个性,又有共性。
突出系统性、新颖性,增强共性,有共性。
突出系统性、新颖性,增强共性,减少重复,使同学们对有害生物有完整的认减少重复,使同学们对有害生物有完整的认识。
识。
3、课程内容设置、课程内容设置第一篇,草地有害生物:
病原物、虫、鼠、草第一篇,草地有害生物:
病原物、虫、鼠、草第二篇,草地有害生物的系统观(新增)第二篇,草地有害生物的系统观(新增)有害生物在系统中的作用有害生物在系统中的作用气候因素气候因素土壤与地形土壤与地形草、畜、有害生物相互作用草、畜、有害生物相互作用有害生物间的相互作用有害生物间的相互作用草地利用与经营方式草地利用与经营方式第三篇,有害生物防治的基本原则与技术第三篇,有害生物防治的基本原则与技术第四篇,有害生物综合治理第四篇,有害生物综合治理第五篇,新技术的应用(新增)第五篇,新技术的应用(新增)分子生物学技术分子生物学技术3S技术技术第第11章章草地植物病原物草地植物病原物第一节第一节基本概念基本概念一、植物病害一、植物病害(Plantdisease)植物由于致病因素植物由于致病因素(包括生物和非生物因素包括生物和非生物因素)的的作用,其正常的生理和生化功能受到干扰,在生理作用,其正常的生理和生化功能受到干扰,在生理和外观上表现异常,就称之为发病。
和外观上表现异常,就称之为发病。
特点:
病变过程,表现异常,经济损失。
特点:
病变过程,表现异常,经济损失。
植物病理学植物病理学(Plantpathology)研究植物发生病害的原因,病害发生研究植物发生病害的原因,病害发生发展规律,植物与病原物相互作用机发展规律,植物与病原物相互作用机制以及控制病害的策略与技术等的学制以及控制病害的策略与技术等的学科领域。
科领域。
病原病原(Cause)又称病因,即致病因素,引起植物偏离正又称病因,即致病因素,引起植物偏离正常生长发育状态而表现病变的因素。
病原常生长发育状态而表现病变的因素。
病原分为生物因素和非生物因素两大类。
分为生物因素和非生物因素两大类。
病原生物病原生物(pathogen)简称病原物,引起植物发生病害的生物,包简称病原物,引起植物发生病害的生物,包括:
括:
动物界:
线虫动物界:
线虫植物界:
寄生性种子植物植物界:
寄生性种子植物原核生物界:
细菌等原核生物界:
细菌等原生生物界:
根肿菌原生生物界:
根肿菌假菌界:
霜霉菌等假菌界:
霜霉菌等真菌界:
锈菌等真菌界:
锈菌等病毒界:
病毒等病毒界:
病毒等病害的发生是环境因素、病原物和寄主植物共同病害的发生是环境因素、病原物和寄主植物共同作用的结果,称为病害三角作用的结果,称为病害三角(diseasetriangle)草地农业系统中病害发生发展及其与草地农业系统中病害发生发展及其与其他组份的关系其他组份的关系病原病原寄主寄主环境环境人人家畜家畜产品产品草地农业系统中,病害的发生更为复杂。
草地农业系统中,病害的发生更为复杂。
症状症状(Symptom)植物受致病因素影响,在组织植物受致病因素影响,在组织内部或外表显露的异常状态内部或外表显露的异常状态教科书教科书p6-7。
病害对植物基本功能的干扰示意图病害对植物基本功能的干扰示意图寄生物寄生物(parasite)从其他生物体吸取养料并赖于生存的生物,即从其他生物体吸取养料并赖于生存的生物,即寄生于其他生物的生物。
包括:
真菌、细菌、病寄生于其他生物的生物。
包括:
真菌、细菌、病毒、细菌、线虫、寄生性植物。
毒、细菌、线虫、寄生性植物。
只能从活的植物细胞和组织中获得所需要的营养物质只能从活的植物细胞和组织中获得所需要的营养物质的称为的称为专性寄生物或严格寄生物专性寄生物或严格寄生物(obligateparasite),有的除寄生外,还可以死的有机物做为营养物质称为有的除寄生外,还可以死的有机物做为营养物质称为非专性寄生物非专性寄生物。
寄生性寄生性(parasitism)寄生物从寄主体内夺取养分和水份等生物物寄生物从寄主体内夺取养分和水份等生物物质以维持生存和繁殖的特性。
质以维持生存和繁殖的特性。
寄主寄主(host)受其他生物寄生的生物,即寄生物寄生的对受其他生物寄生的生物,即寄生物寄生的对象。
象。
致病性致病性(pathogenicity)病原物所具有的破坏寄主并引起病害的特性病原物所具有的破坏寄主并引起病害的特性寄生性与致病性不是同义词寄生性与致病性不是同义词有的寄生物并不致病,如植物体内寄生的某些有的寄生物并不致病,如植物体内寄生的某些细菌等。
细菌等。
有的病原物致病性强,但寄生性并不强有的病原物致病性强,但寄生性并不强二、病害的类型二、病害的类型根据症状分类:
根腐,萎蔫,叶斑,黑粉根据症状分类:
根腐,萎蔫,叶斑,黑粉根据寄主受害的部位分类:
根病,叶病,根据寄主受害的部位分类:
根病,叶病,果实病、种子病等果实病、种子病等根据受害植物类型分类:
大田作物病害,根据受害植物类型分类:
大田作物病害,蔬菜病害,牧草病害,药用植物病害等蔬菜病害,牧草病害,药用植物病害等最常用的是根据病原分类最常用的是根据病原分类1、侵染性病害、侵染性病害(infectiousdisease)由病原物引致的病害:
真菌病、细菌病、由病原物引致的病害:
真菌病、细菌病、病毒病、线虫病等病毒病、线虫病等2、非侵染性病害、非侵染性病害(noninfectiousdisease)或生理性或生理性病害病害(physiologicaldisease)温度、土壤湿度、光照、大气污染、营养元温度、土壤湿度、光照、大气污染、营养元素缺乏、农药中毒等素缺乏、农药中毒等第二节第二节植物病原真菌植物病原真菌一、一般特征一、一般特征真菌真菌(Fungus)是一类营养体通常为丝状体,具是一类营养体通常为丝状体,具细胞壁、异养型、不含叶绿素或其他可进细胞壁、异养型、不含叶绿素或其他可进行光合作用的色素,以吸收的方式从外界行光合作用的色素,以吸收的方式从外界获取营养,通过产生孢子进行繁殖的真核获取营养,通过产生孢子进行繁殖的真核生物。
生物。
营养体:
营养体:
真菌营养生长阶段的结构称为营养体,多真菌营养生长阶段的结构称为营养体,多数营养体都是可分枝的丝状体,单根丝状体称数营养体都是可分枝的丝状体,单根丝状体称为菌丝为菌丝(hypha)。
Figure24.MultinucleatehyphaeofRhizoctoniasolani.ThehyphaewerestainedwithDAPIandviewedunderafluorescencemicroscope.Notethateachcellcontainsatleastthreenuclei.Thenumberofnucleipresentvariesfromcelltocell.(CourtesyL.P.Tredway)许多菌丝在一起称为菌丝体许多菌丝在一起称为菌丝体(mycelium)mycelium:
(pl.mycelia,adj.mycelial)massofhyphaeconstitutingthebody(thallus)ofafungusmyceliumandsclerotiaofSclerotiumrolfsii)真菌或细菌在培养基上生长繁殖而形成逐渐向周真菌或细菌在培养基上生长繁殖而形成逐渐向周围扩大的密集群体或菌丝体及其产生的繁殖体称围扩大的密集群体或菌丝体及其产生的繁殖体称为菌落为菌落(colony)。
菌核菌核(sclerotium)菌丝紧密交织组成的坚固休眠菌体,具各菌丝紧密交织组成的坚固休眠菌体,具各种形状大小,是真菌抗逆的结构。
种形状大小,是真菌抗逆的结构。
sclerotium:
(pl.sclerotia)avegetativerestingbodyofafungus,composedofacompactmassofhyphaewithorwithouthosttissue,usuallywithadarkenedrind(sclerotiaofSclerotiumrolfsii)Figure22.RhizoctoniacerealisgrownonpotatodextroseagarinaPetridish.Notetheproductionofsclerotia(arrows)ontheagarsurface.(CourtesyL.P.Tredway)假根假根(rhizoid)有些真菌菌体的某个部位长出多根有分枝,有些真菌菌体的某个部位长出多根有分枝,外表像根的根状菌丝,可以伸入基质内吸外表像根的根状菌丝,可以伸入基质内吸取养分并固着菌体,这种营养体的根状结取养分并固着菌体,这种营养体的根状结构称为假根。
构称为假根。
芽管芽管(germtube)孢子萌发时发出的薄壁,充满原生质的管孢子萌发时发出的薄壁,充满原生质的管状细胞,芽管可发展为菌丝。
状细胞,芽管可发展为菌丝。
附着胞附着胞(appresorium)真菌孢子萌发后芽管先端紧密附着于植物真菌孢子萌发后芽管先端紧密附着于植物表面的膨大部分。
表面的膨大部分。
appressorium:
(pl.appressoria)swollen,flattenedportionofafungalfilamentthatadherestothesurfaceofahigherplant,providinganchorageforinvasionbyafungus(germinatingconidiaofColletotrichumcoccodeswithappressoria)BACKTOGLOSSARY吸器吸器(haustorium)菌丝体上分化出的专门伸入寄菌丝体上分化出的专门伸入寄主细胞内吸收营养的结构。
主细胞内吸收营养的结构。
germtubehypharesultingfromanoutgrowthofthesporewallandcytoplasmaftergerminationBACKTOGLOSSARY孢子孢子(spore)真菌的繁殖体,是真菌分类的主要根据,功能真菌的繁殖体,是真菌分类的主要根据,功能相当于高等植物的种子或无性繁殖器官。
相当于高等植物的种子或无性繁殖器官。
包括从营养体直接产生的无性孢子包括从营养体直接产生的无性孢子(asexualspore)conidium:
(pl.conidia)anasexual,nonmotilefungalsporethatdevelopsexternallyorisliberatedfromthecellthatformedit(SEMofPenicilliumislandicum)BACKTOGLOSSARYantheridium:
(pl.antheridia)malesexualorgan(malegametangium)foundinsomefungiPythiumultimum(left);Phytophthoracinnamomi(right)BACKTOGLOSSARY经过性结合和核相变化后产生的有性孢子经过性结合和核相变化后产生的有性孢子(sexualspore)rustadiseasecausedbyaspecializedgroupofBasidiomycetesthatoftenproducessporesofarustycolor(stemrustofwheat)BACKTOGLOSSARY集中成堆的孢子群体,叫孢子堆集中成堆的孢子群体,叫孢子堆(sorus)。
三、主要的真菌类群三、主要的真菌类群1、卵菌、卵菌(Oomycetes)营养体是单细胞或无隔多核菌丝体营养体是单细胞或无隔多核菌丝体,有性繁有性繁殖殖产生卵孢子、游动孢子具鞭毛。
产生卵孢子、游动孢子具鞭毛。
oosporethick-walled,sexually-derivedrestingsporeofOomycetes(Phytophthoracinnamomi)BACKTOGLOSSARYzoosporefungalsporewithflagella,capableoflocomotioninwaterBACKTOGLOSSARY重要的病原真菌属重要的病原真菌属:
腐霉属腐霉属(Pythium),疫霉属疫霉属(Pyhtophthora),霜霉属霜霉属(Peronospora),指梗霜霉属指梗霜霉属(Sclerospora)见教学科书见教学科书p15-172、接合菌、接合菌(Zygomycetes)多数腐生,少数为弱寄生菌多数腐生,少数为弱寄生菌zygosporesexualrestingsporeformedfromtheunionofgametangiaintheZygomycetes(SEMofzygosporeofRhizopusstolonifer)BACKTOGLOSSARY常见菌,根霉属常见菌,根霉属(Rhizopus)病原菌:
匍枝根腐病原菌:
匍枝根腐(R.stolonifer)引致柱花草花萎和幼苗死亡引致柱花草花萎和幼苗死亡3、子囊菌、子囊菌(Ascomycetes)有性繁殖产生子囊果、子囊、子囊孢子有性繁殖产生子囊果、子囊、子囊孢子Ascomycetes:
(adj.ascomycetous)agroupoffungi,also