枯萎病真的能毁掉所有作物吗?

在最近热映的电影《星际穿越》中,小麦、秋葵等作物因枯萎病凶猛而相继灭绝。面临生存危机,人类被迫探索星际迁徙,寻找下一个居住地。虽然这些情节在艺术上有些夸张,不完全科学,但在现实生活中,枯萎病确实威胁到很多农作物的生产,影响粮食安全。一代又一代人耗尽智慧,探索预防和治疗疾病的有效方法。那些我们总以为很丰盛的美味,因为可以对抗害虫,抵御得病的危险,其实很难得,值得珍惜。

枯萎病真的存在吗?

电影《星际穿越》中提到的枯萎病在现实世界中并不少见。枯萎病又称疫病,是由真菌或细菌引起的植物病害。在植物病理学中,当植物的叶、茎、花甚至整株植物都表现出迅速褐变、干燥和死亡的症状时,我们通常将导致这些症状的病害命名为枯萎病。

例如,由真菌微生物引起的黄瓜枯萎病、由细菌黄单胞菌引起的洋葱叶枯萎病、由真菌山茶腐烂引起的山茶腐烂病等。,虽然名字没有直接出现枯萎病,但实际上它们都属于枯萎病。

正因为枯萎病描述的是症状,并不局限于某一种病原或某一类病原。常见的植物病原体包括细菌、真菌、病毒、线虫和原生动物,甚至非生物因素如低温和干旱也会引起枯萎病的症状。

各种病原菌引起的枯萎病症状,可能是它们在植物体内大量繁殖造成的。这些病原体堵塞维管束,阻碍水分和养分的运输,最终导致细胞坏死。

在星际中,枯萎病的破坏力极高,导致许多粮食作物灭绝。但是,在目前的植物病理学研究中,还没有发现某一种生物可以毁灭所有的作物。因为不同的植物病原有不同的寄主范围,即针对不同的种、属、科。同时,病原菌侵染植物的不同部位,如根、茎、木质部等。

病原菌对植物的侵染是双方相互作用的复杂过程,可以称之为双方的较量,而不是简单的打开寄主城门投降的行为。这种相互作用将病原体的宿主限制在相对较小的范围内。此外,根据病原体的变化,研究人员不断培育新的抗病物种,因此不太可能出现影片中描述的一种病原体横扫所有作物的情况。

即便如此,枯萎病的危害也不容忽视。首先,会降低农作物产量。如2010至2011,柑橘黄龙病造成美国佛罗里达州柑橘减产4400万箱,占预计产量的24%。其次,降低食物质量。比如稻瘟病的发生会导致碎米率上升。第三,产生有毒物质。比如红薯黑斑病产生有毒物质黑疤酮,病薯喂牛羊,导致哮喘死亡。但是,人们不必过于恐慌。以香蕉枯萎病为例。虽然它被称为香蕉癌,但一些专家认为它对人体健康没有太大影响。因为所有受感染的香蕉苗都病死了,所以没有机会生产香蕉供人食用。第四,增加生产成本。为了防治疾病,必须投入人力、物力和各种设备,增加开支,降低经济效益。第五,环境污染。比如农药,化学性质稳定,在环境中不易降解。大量的农药持续使用,在土壤中积累,会造成土壤污染。

哪些作物受到枯萎病的威胁?

在日常生活中,香蕉、橘子、黄瓜等果蔬都是人们在菜市场很容易买到的食物,但它们的制作过程并没有我们想象的那么容易。其中,枯萎病是威胁其生长的重要病害。

■香蕉

香蕉枯萎病正在把产量巨大、产地众多、价格低廉的香蕉产业推向绝境。香蕉被引起香蕉枯萎病的土壤真菌镰刀菌侵染后,整株会枯萎死亡,镰刀菌在土壤中最长存活期可达20年。

镰孢菌分为四个不同的生理小种。目前,占世界香蕉进出口比例最大的华娇缺乏对4号生理小种的抗性。

其实早在20世纪50年代,人们就大量种植和消费香蕉,不是中国的香蕉,而是一种叫大麦克的品种,因其果形大、口感突出、表皮紧实而广受欢迎。然而,20世纪50年代后,对麦克致命的1号种族席卷拉美,香蕉园灭绝。华娇对取代大麦克的1号赛车有很好的抵抗力。但是,当时的香蕉业可能没有想到,成功会枯萎,失败也会枯萎。21世纪,历史重现。因为华娇对第4号小种毫无抵抗力,人们将再次为香蕉灭绝的问题头疼。

■柑橘

柑橘黄龙病是柑橘生产的大敌,又称黄梢病、黄疫病、青果病。柑橘感染后,叶片变黄变小,果实颜色异常,小而畸形。一旦黄龙病爆发,农民不得不大规模砍伐和焚烧受感染的植物,往往损失惨重。黄龙病在我国10个省区均有不同程度的发生,严重影响了我国柑橘生产的安全。

■黄瓜

黄瓜枯萎病又称萎蔫病、剪藤病、死苗病,是一种由土壤传播,从根部或根颈侵入,寄生于维管束内的系统性病害。它是黄瓜生产中难以控制的病害之一,往往造成巨大损失。

■苦瓜

苦瓜枯萎病是苦瓜种植中常见的真菌病害,春季易发。尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)是一种致病真菌,专生于苦瓜,会使病株变黄枯萎,茎基组织中的导管褪色、变褐。目前,这种疾病可以通过嫁接和选种来预防。

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枯萎病引发的历史转折

1845 ~1852期间,爱尔兰的马铃薯患上了一种叫做马铃薯晚疫病的疾病,导致马铃薯腐烂,甚至严重绝收。

1845年秋天,疾病从爱尔兰东部蔓延到爱尔兰西部。马铃薯晚疫病菌通过叶片侵染马铃薯植株,收获前全苗腐烂,家家户户的年储备量流失。虽然当时北欧大部分地区都受到了疫情的影响,但爱尔兰受到的打击最大,因为土豆是当时爱尔兰人的主要食物来源。

随后几年,晚疫病病毒在当地肆虐,再加上诸多政治、宗教、经济因素和霜霉病的爆发,大面积农作物歉收严重打击了贫困农民的生计,导致岛上数十万人死于饥饿或疾病,一百多万人被迫移民海外。这是19世纪最重要的迁徙之一。

大饥荒成为爱尔兰现代史上的一个转折点。在这7年里,岛上人口减少了20%~25%,很多人移民到了美国、英国或澳大利亚。即使在今天,爱尔兰的人口也没有恢复到饥荒前的状况。也正是因为大量的人口迁移,爱尔兰的语言和文化受到了很大的影响。

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有哪些预防方法?

随着科学技术的不断发展,科学家对植物枯萎病的快速诊断和病毒的防控方法也越来越成熟。

农业措施

清理农林用地,砍伐、焚烧病树、枯死树,清除病株残体,是可靠的对策。特别是在危险区域,这种方法可以有效抑制病原体的传播。切割后必须进行烧伤或处理,否则会成为新的传染源。此外,可以设立隔离区,切断病原体的传播途径,防止其传播。

化学防治

在植物生长的不同阶段,人们会喷洒相应的化学物质来预防或杀死导致植物枯萎的病原体。

生物防治

生物防治是利用生物或其代谢产物控制有害动植物种群或减少其危害的方法。人们一方面保护和利用天敌控制害虫的发生,另一方面又人工繁殖和释放害虫。此外,细菌和真菌也可用于制备生物农药制剂进行喷洒。

培育抗病品种

为了提高植物的抗病性,科学家们不断尝试通过杂交育种、诱变育种和转基因育种来培育抗病品种。但杂交育种和诱变育种研究周期长,投入成本高,转基因育种也面临诸多争议。