《植物病虫害》
生物工程系 刘瑞锦
一、植物病害的重要性
1.作物减产：平均10-15%，严重时绝产；
2．品质下降：纤维、油料和糖料作物，除了减产，纤维低劣、含油率和含糖量下降，品质低，降低商品价值。
3．引起人畜中毒：赤霉病-赤霉烯酮，头昏、恶心、呕吐、抽风，严重者死亡；甘薯黑疤病-黑斑酮甘薯引起牲畜中毒。
限制作物种植：东北、华北因红麻炭疽病停种；北美因板栗疫病毁灭；
4．增加生产投入：因防治病害投入人力、物力和各种设备增加开支、降低经济效益；
5．环境污染：大量使用农药。
二、植物病理学
1.植物病理学：研究植物病害发生的原因、发展规律、植物与有害生物间的互相作用机制、以及病害防治等的学科。
2.相关学科
真菌学植物生理学气象学细菌学 生物生物化学 作物栽培学病毒学遗传学 育种线虫学分子生物学土壤学植物 肥料学昆虫学
3.植物病害（plant disease）概念
植物活体在生长发育或贮藏过程中，受到病原物的侵染或不良环境条件的影响，正常新陈代谢受到干扰，生理机能、形态结构乃至遗传功能发生一系列的变化，而呈现出的反常病变现象称为病害
三、植物病害的种类
1．有无生物因素：侵染性病害和非侵染性病害。
2．病原种类：真菌病害、细菌病害、病毒病害。
3．寄主：粮食作物病害、园艺作物病害、林木病害等。
4．发病部位：根部病害、叶部病害、果实病害、枝干病害等。
5．寄主发育阶段：苗期病害、成株病害和产后病害等。
6．传播方式：气传病害、土传病害，介体传播病害等。
非传染（侵染）病害由非生物因素因素所致的病害不能从一个植物传染给另一个植物又称或生理病害或非寄生性病害。
非生物因素包括各种化学的和物理的环境因素。在植物生长发育过程中所接触的土壤和大气中各种物理因素在一定时期内的过多或不足，或者比例失调都会引起病害。
传染性病害由生物性病原引起的病害具有传染性。
生物因素：病原生物大多数是微生物，其中包括：真菌、细菌、病毒、类病毒、植原体、类立克次体、线虫、螺原体、寄生性种子植物和寄生性藻类。
7.植物病害的症状
植物患病后显示的能被人类感官所觉察的异常变化状态，就是植物病害的症状。
症状可以区别为两症状：种不同性质的特征——病状和病症。
病状：是患病植物本身由内及外所表现的不正常状态。斑点、炭疽、疮痂、溃疡、腐烂、腐朽、萎蔫、立枯、猝倒、枯焦、花叶、条纹、畸形、瘿瘤、丛生等。
斑点：发生在叶、茎、果等部位，患病组织局部坏死，有明显的边缘，形状、大小、颜色各异。
炭疽：斑中有轮状排列的小黑点，黑点为病原菌的分生孢子盘
疮痂：在病斑上有增生的木栓层，表面粗糙，或病斑枯死后，因生长不平衡，发生龟裂。
溃疡：植物皮层坏死、腐烂，使木质部外露。多见于木本植物的枝干
腐烂：患病组织崩解、变质，细胞死亡
腐朽：木质部的分解变质
萎蔫：植物局部或全部由于水分丧失膨压使叶萎垂的现象。病理性萎蔫：输水组织受破坏，不可恢复。枯萎、黄萎、青枯。生理性萎蔫： 可以恢复。
立枯和猝倒：幼苗阶段，茎基部受破坏，植株表现萎蔫以致死亡。立而不倒称立枯；迅速倒伏称猝倒。
枯焦：芽、叶、花、穗等器官，局部或全部地变色枯死。为斑点、条斑等的发展或联合造成地整体枯死。表现迅速枯焦病状的病害称为疫病或瘟病。
花叶：叶片色泽浓淡不均，深绿与浅绿相间夹杂。由病毒引起的病状。
黄化：叶片部分或全部均匀褪绿、变黄，或呈其它颜色。
条纹：嫩茎、果实和叶片上表现出褪绿，间杂其他颜色或枯死的条斑。真菌、细菌，病毒
病症：是生长在植物生病部位表面的病原物表现出来的特征。并不是所有的植物病害都有病症表现。真菌、细菌。
植物病害的诊断：症状诊断同一病原在同一寄主上表现的症状相同。通过观察病原诊断、大小及其他特征鉴定。可镜检。
四、植物的抗病性
和持久1.抗病性的概念和类别 抗病性: 寄主植物抵御病原物的侵染以及侵染后所造成损害的能力。是植物与其病原物在长期共同进化过程中相互适应和选择的结果。品种----小种或菌株而言的根据寄主和病原之间在遗传学上有没有特异的相互作用，把植物的抗病性分为垂直抗性和水平抗性。
垂直抗性：寄主和病原物之间具有特异性相互作用关系，即某品种对病原物的某些生理小种能抵抗，但对另一些则不能抵抗，即抗性是小种专化的，也称为小种专化抗性。
在遗传上，这种抗性是由个别主效基因控制的，称为主效基因抗性、单基因或寡基因抗性.在生产上这种抗性是不稳定和不能持久的。
水平抗性：寄主和病原物之间没有特异的相互作用，一个品种对所有小种的反应是一致的，即非小种专化的, 也称为非专化抗性。病原物毒性不依寄主抗性基因的变化而变化，寄主品种没有它们自己所特有的病原物小种。 在遗传上抗性一般是由多个微效基因控制的，也叫微效基因抗性或多基因抗性。这种抗性表现为中度抗病，是稳定的。
2.耐病性: 植物能忍受病害，在产量和质量方面不受严重损害的性能。
3.避病性:由于某种原因，使本质上并非抗病的植物，最易感病的阶段与病原物的侵染期相错，或者缩短了寄主感病部分暴露在病原物之下的时间，从而避免或减少了受侵染的机会。
五、植物被动抗病性
1、物理的被动抗病性
（1）体表附属物 植物表面有表皮毛，对真菌侵入不利，使孢子很难接触到水滴和植物组织。
（2）角质层 由角质和蜡质组成，有明显的疏水性，不仅能防止植物外部水分在植物表面顺利展布而形成水膜、水滴，避免病菌孢子的萌发；防止植物内部的营养物质渗漏到表面；蜡质中还存在抑菌物质，蜡质对病原物具有抗性。
（3）自然孔口 植物表面气孔的密度、大小、构造及开闭习性等常成为抗侵入的重要因素。气孔多，气孔大量形成期最易感病。
（4）木栓化组织 木栓质是木栓细胞的特有成分，是多种不透水、不透光的高分子量酸类构成的复杂混合物。木栓化后，保护伤口不受细菌和真菌的侵染，也防止病原物所产生的有毒物质进一步扩散。木栓质抑制了软腐菌所分泌的果胶裂解酶。
（5）木质化组织 植物细胞的胞间层、初生壁和次生壁都可能积累木质素（lignin），从而阻止病原菌的扩展。
（6）细胞壁和中胶层 植物初生细胞壁主要是由纤维素和果胶类物质构成，也含有一定数量的非纤维素多糖和半纤维素。
2、化学的被动抗病性
（1）体表分泌物 叶片和根系分泌各种物质，有许多生化物质对病原菌有防御作用：有些对病原物有直接毒害作用，影响真菌孢子萌发和芽管形成；
（2）酶抑制物 植物体内的某些酚类、丹宁和蛋白质是水解酶的抑制剂，可抑制病原菌分泌的水解酶。
（3）水解酶类 植物细胞的液泡内含有多种水解酶，在病原菌致病过程中，可使之释放到植物细胞及细胞间隙中
（4）抗菌物质 许多植物体内均具抗菌物质，如酚类、皂角苷、不饱和内酯、芥子油、糖苷类化合物等
六、植物主动抗病性
植物细胞受病原菌侵染刺激而产生的抗病性
1、物理的主动抗病性
形成乳突 植物细胞受病原菌的侵入刺激在侵染下的细胞壁与细胞膜之间形成半球形沉积物，即乳突。与抗病性有关。多数乳突含有胼胝质、木质素、软木质、酚类物质、纤维素、硅质及多种阳离子。乳突防御病菌的侵入，也具有修复伤害的功能，同时可调节受伤细胞的渗透性。
2形成木栓层、离层 病原物的侵染和伤害常引起侵染点周围细胞的木质化和木栓化，形成几层木栓细胞。
木栓层的作用：阻止病原物从初始病斑向外进一步扩展，也阻挡病原物分泌的任何毒性物质的扩散；切断养料和水分由健康组织输入到病部，从而形成坏死斑，或使植保素积累到有效剂量，共同抑制病原菌的侵入。
七、植物病害的定义
1、植物病害：就是植物受到其它生物的侵染，或者环境条件不适应时，不能正常地生长发育，并出现各种病态，最终表现为产量下降，品质降低，甚至植物死亡的现象。
2.病程：当植物感染病害后，在生理上、组织上、形态上常发生一系列变化，这是一种逐渐地不断变化的过程叫病理程序。
3.植物病害的原因
4.植物病害分类
5.侵染性病害
侵染性病害是由生物性的病原寄生在植物上引起的。侵染植物的病原物主要有真菌、细菌、类菌质体、病毒、线虫和寄生性种子植物。具有侵染性。
非侵染性病害 非侵染性病害是由非生物性病原引起的。非生物性病原包括各种不适宜的环境条件，例如：干旱、水涝、日烧、冷冻、营养失调、盐碱等等。这类病害不能相互传染，也不表现病症，因此，又叫生理性病害。例如：缺铁引起的叶片黄化；缺锌引起的小叶病
非侵染性病害和侵染性病害的关系
非侵染性病害使植物抗病性降低，利于侵染性病原的侵入和发病；如冻害不仅可以使细胞组织死亡，还往往导致植物的生长势衰弱，使许多病原物更易于侵入。
侵染性病害有时也削弱植物对非侵染性病害的抵抗力，如某些叶斑病害不仅引起木本植物提早落叶，也使植株更容易受冻害和霜害。
加强栽培管理，改善植物的生长条件，及时处理病害，可以减轻两类病害的恶性互作。
6.植物病原病毒
植物病毒是影响作物产量和品质的病原体之一，经常给农业生产带来巨大灾害。历史上曾记载过多次因植物病毒而引起的人类灾荒。
如19世纪中叶，由于第一次“绿色革命”的结果，在欧洲普遍只种植单一的高产粮食作物马铃薯，在1843年到1847年间由于气候异常，致使欧洲发生大面积的马铃薯病毒病，毁灭了近六分之五的马铃薯，个别地方甚至颗粒无收。当时的爱尔兰800万人口中就有100万人直接饿死或间接病死，并有164万人逃往北美谋生。在美洲和日本等地区也有过烟草和草莓等作物受植物病毒的侵染而导致毁灭性打击的事实。
植物病毒的主要性状
非细胞生物，结构简单，体积非常小。以nm 为单位。
基本形态：粒体（球状、杆状、线状、弹状）
主要成分：核酸和蛋白质
植物病毒的主要致病特点
致病机制：促进寄主细胞合成新的酶或毒素，干扰或破坏寄主植物的正常代谢活动。花叶和碎锦。畸形生长停止 坏死
侵入条件：寄主植物体表有一个轻微的伤口。
传播：介体传播。如在田间由各种昆虫、螨类、线虫和真菌等。
非介体传播。如机械传播、无性繁殖材料和嫁接传播、花粉和种子传播等。
植物病原细菌
细菌病害的数量和危害仅次于真菌和病毒，属第三大病原物。
八、植物的抗病性
1.抗病性——植物对病原物所表现的不易亲和和不易感染的特性，即寄主植物抑制或延缓病原活动的能力。它是寄主的一种属性。具有遗传性、专化性。
抗病性与致病性同时存在于寄主-病原物体系中。
寄主植物抗病性的种类
免疫寄主：寄主植物对病原物侵染完全不发病，且观察不到症状。
抗病寄主：寄主植物对病原物侵染发病较轻。
耐病寄主：寄主植物发病较重，产量损失较小。
感病寄主：寄主植物发病较重，产量损失较大。避病：本身感病的，但某种条件下避免发病或避免病害大发生。
2.植物抗病性的种类
垂直抗病性水平抗病性
植物抗病的机制结构抗病性 生化抗病性
侵染性病害的侵染循环
病害循环是指侵染性病害从一个生长季节开始发生，到下一个生长季节再度发生的过程。它包括病原物的越冬（和／或越夏）、病原物的传播以及病原物的初侵染和再侵染等环节， 切断其中任何一个环节， 都能达到防治病害的目的
九、病害诊断的原则及方法
1.诊断的意义
认识病害，掌握规律是为了防治病害。
准确的诊断鉴定，指导合理防治，力求减少损失。
受害对象是植物，其经历和受害程度，全凭植病专家的经验和知识去调查与判断。
如果诊断不当或误诊，就会贻误时机，造成更大损失。
2.病害诊断的一般原则与程序
（1）首先，尽可能在病害发生的地调查或取样——典型性。
（2）现场或田间诊断必备的工具和材料，（手持放大器、刀具、枝剪、笔记本、照相机、标本袋等）。
（3）仔细观察病株，详细咨询发病史和以前及当前的处理方法，栽培植物的来历，栽培管理方式，发病当地的土壤、天气、昆虫活动以及被害植物的分布等情况。
（4）对于单个植株应该注意到所有的异常状态，如叶子、茎（干）上是否有病菌子实体？枝条可以剖开以检查内部是否有病变组织及真菌菌丝，地上部分黄化可以考虑挖根检验等。
（5）现场无法者，应采样并带回实验室作进一步观察和检验。
3.诊断的一般程序：
(1)症状的识别与描述；
(2)调查询问病史与有关档案；
(3)采样检查(镜检与剖检等)；
(4)专项检测；
(5)逐步排除法得出适当结论。
4.病害诊断的方法
（1）区别侵染性病害与非侵染性病害
观察症状。（症状+病症；只有症状）
发病中心的有无，一般呈放射状。
个别性、局部性 / 整体性、多样性。
（2）症状观察
发病部位病斑的形状、大小、颜色、纹理等
用肉眼和放大镜可以识别，简单易行（常见病和多发病）。
同原异症和同症异原现象常迷惑我们。
必须做进一步的诊断
（3）病原物的显微观察
真菌：挑取表面或埋藏在组织中的菌丝、孢子梗、孢子或子实体镜检。
细菌：病原组织边缘常有细菌呈云雾状溢出。
线虫和螨类：在显微镜下原形毕露。
植原体、病毒等：必须在电子显微镜下可见。
生理性病害：无法镜检，但可看细胞形态和内部结构变化。
5.侵染性病害的诊断
病原生物侵染所致的病害特征是，病害有一个发生发展或传染的过程；在特定的品种或环境条件下，病害轻重不一；在病株的表面或内部可以发现其病原生物体存在(病症)，它们的症状也有一定的特征。
大多数的真菌病害、细菌病害和线虫病害以及所有的寄生植物、可以在病部表面看到病原物，少数要在组织内部才能看到，多数线虫病害侵害根部，要挖取根系仔细寻找。
有些真菌和细菌病害，所有的病毒病害和原生动物的病害，在植物表面没有病症，但症状特点仍然是明显的。
6.非侵染性病害的诊断
从病植物上看不到任何病征．也分离不到病原物。
往往大面积同时发生同一症状的病害；
没有逐步传染扩散的现象等，大体上可考虑是非浸染性病害。
除了植物遗传性疾病之外，主要是不良的环境因素所致。不良的环境因素种类繁多，但大体上可从发病范围、病害特点和病史几方面来分析。
7.非侵染性病害诊断要点
病害突然大面积同时发生，发病时间短，只有几天，大多是由于大气污染、三废污染或气候因素如冻害、干热风、日灼所致。
病害只限于某一品种发生，多为生长不宜或有系统性的症状致的表现，多为遗传性障碍所致。
有明显的枯斑、灼伤，且多集中在某一部位的叶或芽上，无既往病史，大多是由于使用农药或化肥不当所致。
明显的缺素症状，多见于老叶或顶部新叶。
非侵染性病害约占植物病害总数的1／3，植病工作者应该充分掌握对生理病害和非侵染性病害的诊断技术。只有分清病因以后，才能准确地提出防治对策，提高防治效果。
十、植物害虫防治原理与方法
害虫综合治理（IPM） Stern等于1959年最早提出害虫综合防治（IPC），1972年将IPC改为IPM。
1.定义：在预防为主、综合治理的方针指导下，以营林技术措施为基础，充分利用生物间相互依存、相互制约的客观规律，因地因时制宜，合理使用生物的、物理的、机械的、化学的防治方法，坚持安全、经济、有效、简易的原则，把害虫数量控制在经济阈值以下，以达到保护人畜健康、增加生产的目的（马世骏，1979年）。
非害虫：由于自身的繁殖力及自然控制等作用，种群密度永远达不到经济危害的程度。如灰蝶等。
偶发性害虫：当环境适宜、天敌减少、食物增多、气候异常或杀虫剂使用不当时，会超过经济危害水平，如美国白蛾。
周期性害虫：一般平衡水平较高，仅略低于经济危害水平，当种群数量增加时，需要认为干预，如舞毒蛾、松毛虫等。
主要害虫：一般平衡水平高于经济危害水平，永远需要防治，自然因子不能控制其危害，如苹果蠹蛾、美洲棉铃虫等。
植物检疫——又称法规防治，是一个国家或地区用法律形式，禁止某些危险的病、虫、杂草人为地传入或传出，或对已发生及传入的危险性病、虫、杂草，采取有效措施消灭或控制其蔓延
法律的强制性 宏观战略性 全种群控制可预防性
2.植物检疫的重要性
首先可以阻止人为传播有害生物造成的农林业灾害。原产于美国的葡萄根瘤蚜，1860年随苗木引入法国，1880—1885年暴发危害，导致葡萄园大面积毁灭，酒厂倒闭。其次，植物检疫还可以通过指导农产品安全生产，以及与国际植物检疫组织的合作与谈判，为本国的农产品出口铺平道路，维护国家在农产品贸易中的利益
3.植物检疫的内容
(1)有害生物的风险评估与检疫对象的确定
(2)疫区和非疫区的划分
(3)植物及植物产品的检验与检测
(4)疫情处理
(5)植物检疫法的制定与实施
物理机械防治
物理机械防治——指用物理或机械的方法消灭害虫或改变其物理环境，创造对害虫有害或阻隔其侵入的一种防治方法
特点 见效快，可应急人力、物力成本高
物理机械防治具体方法
（1）捕杀 如剪虫瘿或聚集的幼虫；采摘卵块；震落、捡拾幼虫如蛴螬等。
（2）阻隔 如捆毒绳、上胶环、扎塑料布、绑草等阻隔害虫上、下树。杨树周围栽云杉防云斑天牛、桑天牛侵入，栽苦楝防光肩星天牛进入等。
（3）高温处理 用高温处理杀死害虫或病原菌，如用高频电波杀灭害虫，热水浸种来消灭某些种实象甲、病原菌，火烧落叶防治落叶松落叶病等。
（4）放射性元素处理及其他新技术的应用
如利用同位素、各种射线处理害虫，微波杀虫，紫外线灭菌等方法。
（5）诱杀
潜所诱杀：如苗圃中利用树叶、菜叶设置潜所诱引地老虎等幼虫。在树干基部束扎稻草或麦杆诱引美国白蛾、松毛虫等蛾类幼虫越冬或化蛹后杀灭。
食物诱杀：将食物做成诱饵或毒饵如苗圃中用糖醋液诱杀地老虎等夜蛾类成虫，在林地用饵诱引小蠹虫，在竹林置加药的尿液杀竹蝗。
灯光诱杀：如黑光灯、碘钨灯、篝火、高压灭虫电网等诱杀各类害虫成虫。
性息素诱杀：用人工合成的性引诱剂+农药诱杀。如云杉八齿小蠹、舞毒蛾、日本松干蚧等.
颜色诱杀：利用某些昆虫的视觉趋性制作不同颜色的胶板，如在林中设黄色胶板来诱捕桔小实蝇成虫等。
生物防治
广义：利用生物或其代谢产物（激素或提取物）控制有害物种群的发生、繁殖或减轻其为害的方法。防治植物病害、杂草、其他有害动物、害虫等。
狭义：一般指利用有害生物天敌来消灭有害生物。包括以虫治虫、以微生物治虫以鸟治虫、以其他动物或植物治虫等
优点安全性高，环境风险小；不易产生抗性问题；自然资源丰富，易于开发成本相对较低；
缺点作用效果慢；易受环境的限制，防治效果不稳定；目前批量生产应用的天敌太少，控害效能有限；无法对某些特殊害虫实施种群整体治理
化学防治
化学防治是指用化学农药防治农林作物害虫、病菌、线虫、螨类、杂草及其他有害生物的一种方法。农药的优点：应用广，见效快，较经济。 农药的有效性，取决于：农药理、化特性 防治对象 使用浓度、时机和方法 气候条件 周围环境影响等。
农药的副作用
昆虫的抗药性 减少同种农药的使用次数；
选用残效期短的农药； 多品种农药轮换使用。害虫的再增猖獗 Resurgence，次要害虫上升为主要害虫从整个生态系着眼； 合理使用农药等。农药残留 Residue（环境污染）
禁止某些剧毒、长效、广谱农药的生产和使用或者限制其使用时间、场合、次数等；改进农药撒布方法。如颗粒剂和超低容量喷雾等；
创制高效、低毒和无残留、高选择性农药等。
农药的合理使用
正确选用农药；
合理混用农药；
交替轮换农药；
严格掌握用药量，控制浓度、用药次数；
适时施药；
喷药均匀周到，保证施药质量；
注意保护天敌。
十一、植物害虫常见种类
1.食叶害虫
刺蛾类、蝶类、甲虫类、叶蜂类、蝗虫类、枯叶蛾类、毒蛾类、夜蛾类、尺蛾类、天蛾类、螟蛾类等
2.刺吸性害虫
“五小害虫”（蚧虫类、蚜虫类、粉虱类和木虱类、蓟马类、螨类）、蝉类、蝽类
3.钻蛀性害虫
实蝇类、天牛类、木蠹蛾类、象甲类、小蠹类、吉丁虫类、透翅蛾类等
4.苗圃害虫
地老虎类、白蚁类、蛴螬类、蟋蟀类、蝼蛄类、金针虫
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