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方法文章

槲寄生清除器——一种同时实现机械与化学控制槲寄生的新型工具

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DOI:

10.3791/63455

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2022年3月1日

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本文内容

摘要

该方案介绍了一种易于操作的工具——槲寄生清除器,它结合了机械和化学方法,能有效控制寄主树木上的槲寄生侵染。本文以欧洲槲寄生(Viscum album subsp. album L.)为例进行说明。

摘要

某些种类的槲寄生作为附生半寄生植物,在生态系统中扮演着类似双面神雅努斯的双重角色:一方面,由于其与多种生物之间存在营养和空间关联,成为生物多样性的热点区域;另一方面,它们又如同生物海盗,通过掠夺寄主树木的水分和养分,导致寄主衰竭。 通过 吸器。许多农作物和木材树种都会受到槲寄生的侵袭,例如,矮小槲寄生(dwarf mistletoes)寄生在针叶树上,属于槲寄生属的代表种类 Tapinanthus 目标瓜娃,以及 Phoradendron 槲寄生危害山核桃树。近年来,欧洲槲寄生(Viscum album 亚种 相册 L.) 在普通核桃单一种植林中的研究Juglans regia L.) 于2018年首次在印度查谟和克什米尔谷地的不同地区记录到。基于喷洒植物生长调节剂乙烯利和草甘膦来防治槲寄生外生植体的常规化学方法效果不佳,因为 V. album 在下一个生长季节重新萌发。人工修剪槲寄生费时费力,而使用聚乙烯覆盖则导致寄主组织局部腐烂。最有效的清除槲寄生方法是使用一种名为Mistletoe Eradicator的新型工具,该工具可同时结合机械与化学手段进行控制。该装置由一根操作杆组成,末端装有修剪锯,锯部附带一个盛有植物生长调节剂的容器,药液通过喷嘴缓慢滴至锯片表面。该工具既可在地面操作,也可用于树冠层作业。在对刚修剪后的槲寄生切口基部靶向施用5%–10%的乙烯利或草甘膦后 V. 相册 茎(萌条)在修剪后9个月,与仅修剪或仅喷洒的萌条相比,外生萌枝的重新萌发显著减少。在乌克兰构建了一种Mistletoe Eradicator的替代变体,其中仅添加食用色素以追踪液体滴落,已成功通过测试。

引言

槲寄生是一类分类上多样化的空中茎半寄生植物,属于檀香科(Loranthaceae)、槲寄生科(Viscaceae)、桑寄生科(Santalaceae)、 Amphorogynaceae 和离翅寄生科(Misodendraceae)(檀香目 Santalales)。它们通过一种称为吸器(haustorium,内寄生体)的特化解剖结构附着于易感寄主树木上,主要依赖寄主提供水分和养分,但仍可通过绿色的地上部分(外寄生体,exophyte)进行光合作用via1,2。尽管槲寄生可被视为生物多样性的热点,为多种生物提供食物和栖息地,但某些槲寄生物种实为生物学上的“海盗”,通过抑制寄主的年均顶端和侧向生长、开花与结果,并促进真菌和细菌等生物入侵者的侵染,从而影响寄主的健康、适应性和寿命3,4,5。与此同时,槲寄生在传统医学和民间医药中被广泛使用,也是堆肥、覆盖物、饲料的组成部分,并可作为季节性生态旅游的吸引点6,7,8。

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方案

本研究所使用的生长调节剂已获得中央杀虫剂委员会批准,可在市场上获取(http://ppqs.gov.in/central-insecticides-board)。此外,已获得核桃种植园农民及业主的个人邀请和许可,他们提供了受感染的树木用于实验。本文所述实验由一名认证的树木专家在乌克兰国家科学院M.M. 格里什科国家植物园(乌克兰基辅)的封闭科研与监测区内完成。在您所在国家开始使用槲寄生清除剂之前,请务必查阅当地的环境法规,向相关主管部门申请除草剂使用的许可,并与当地社区居民(如农民、土地所有者等)就该产品的使用达成协议。

1. 长期准备工作

  1. 简要向自己或其他用户介绍槲寄生生物学与生态学基础知识,以及控制槲寄生的方法。
  2. 可选:根据文献20,30,32,37,38中所述方法,评估槲寄生的发生率、侵染程度、寄主树木死亡率,以及寄主树木所受生物性损害程度(例如寄主枝条在槲寄生外植体向顶方向出现的树冠脱叶和水分胁迫),以确定对侵染最严重寄主树木进行槲寄生防控的优先级。

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结果

2012年至2016年,在印度查谟和克什米尔地区的核桃园中,测试了多种V. album管理方法,包括使用不同浓度的草甘膦和乙烯利进行靶向叶面喷雾、修剪或剪除槲寄生外生植株、用聚乙烯包裹物严密覆盖伤口,以及将相同除草剂应用于长度为2-3 cm的槲寄生残桩切口处。

每种方法在五棵独立树木上的五株V. album外寄生植株上进行测试(总计 n = 25),从处理后15天开始定期记录V. album的死亡情况,持续观察至多9个月。结果发现,仅使用生长调节剂而不进行修剪对V. album的化学防治效果较差(表1)。因此,在局部喷洒3%-5%草甘膦和3%-5%乙烯利后,仅有1%-6%的V. album外寄生植株失去果实、叶片和顶端枝条。

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讨论

槲寄生不应被单纯视为害虫,因为其中许多种类在生态系统中扮演着关键角色,作为生物多样性的热点,连接多种生物的热带与局部中心,其行为更类似于附生植物而非寄生植物,对寄主植物的负面影响微乎其微。6,8因此,针对其传播的防控措施必须具有高度选择性,并基于对特定槲寄生物种生物学特性及其生物关联关系的深入理解。在自然生态系统中实施多层级槲寄生防控策略的首要步骤,必须包括采用多种方法对槲寄生侵染程度进行调查与评估,例如六级矮槲寄生评级(DMR)20 改良矮槲寄生等级评分(MDMR)39,或称ROFAD分级,其中R代表稀少(寄主树木光合作用部位被槲寄生定殖的比例不超过5%),O代表偶见(6%–10%),F代表常见(11%–30%),A代表丰富(31%–50%),D代表优势(超过50%)32建议针对不同种类的槲寄生调整这些量表,并确定其需要启动防控计划的最低侵染率,以便在需要根除以防止其进一步自我.......

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披露

印度专利号340843已对SKUAST-克什米尔研发的槲寄生清除工具保留版权。作者声明无其他利益冲突。

致谢

作者感谢植物分类学家 Norbert Holstein 博士(德国波恩大学尼斯植物生物多样性研究所)在槲寄生物种初步鉴定中提供的帮助。我们获得了克什米尔地区以下核桃种植园农民和业主的许可,他们提供了受感染的树木用于本研究实验,特此致谢:Abdul Rashid Reshi(住址:布德甘县卡格镇雷希村雷希莫哈拉)、Habib-Ullah Sheikh(住址:布德甘县卡格镇特拉皮村)、Showket Ahmad Rasray(住址:布德甘县哈姆奇波拉村)、Ghulam Hassan Shah(住址:布德甘县卡格镇纳格巴尔)以及 Javeed Ahmad Qureshi(住址:布德甘县卡格镇洛瓦希波拉村)。槲寄生清除装置工作模式的绘图由乌克兰基辅艺术家 Natalia Pendiur 完成,作者对此深表感谢。Maksym Lashchenko(捷克共和国奥洛穆茨)在图像处理和技术描述方面提供了协助,作者表示诚挚谢意。

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材料

本文使用的材料清单
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容器-带螺纹塞盖的铝瓶Suparna Exports, Pvt. LTDn/ahttp://www.aluminumbottlecans.com/aluminum-bottles-with-screw-plugs.php
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YMjBLJmVuY3J5cHRlZElkPUEwM
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*标有星号的材料和设备可根据使用国家及市场上组件的可获得性进行更换、修改和调整。此外,专业焊接工程师可对槲寄生清除器进行定制。

参考文献

  1. Kuijt, J., Hansen, B. Flowering plants. Eudicots: Santalales, Balanophorales. , Springer International Publishing. Switzerland. (2015).
  2. Nickrent, D. L., Malécot, V., Vidal-Russell, R., Der, J. P. A revised classification of Santalales. Taxon. 59 (2), 538-558 (2010).
  3. Kahle-Zuber, D.

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