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苗圃技术及接穗和砧木的认证计划

时间:2024-11-13 百科知识 版权反馈
【摘要】:只有几个国家的苗圃,采取措施防治由线虫和真菌引起的根部疾病及细菌病,如柑橘溃疡病。为安全进口柑橘种植材料,要遵循两个不同的检疫程序。

第4章 苗圃技术及接穗和砧木的认证计划

佛罗里达大学莱克阿尔佛莱德柑橘研究与教育中心 R.F.Lee(日福·李)佛罗里达农业部与盖恩斯维尔(Gainesville)植物业消费者服务处 Paul S.Lehman(保尔·拉哈曼)西班牙瓦兰西亚农业研究所 Luis Navarro(路易斯·内瓦罗)

一株健康柑橘树的寿命,可能比种植它的生产者或果园管理者的寿命还要长,因为柑橘丰产潜力长达几十年,因此柑橘生产者就有必要制定长期有效的病虫害防治策略。选择健康优质苗木是任何柑橘生产者要做出的、影响新果园经济效益的最重要决定,也是所有管理策略中成本效益比最大的一个(彩图3~10)。优质苗木与普通苗木之间的成本差异,通常为每亩少于16.5美元的一笔投资,或以果园最少20年经济寿命计算,每年少于0.8美元,远远低于每年总生产成本的1%。与此对照,在苗木选择上犯下的错误,将在果树经济寿命期内导致每年大量减产。从一株健康、无危险性病虫害的柑橘苗开始,是任何成功管理策略必不可少的第一步。

在已建立的柑橘园中,由细菌和真菌引起的多数疾病,都可通过适当的耕作和化学方法来防治,但由病毒、类病毒、类细菌、螺旋质体和植物原生质体引起的、可由接穗传播的疾病却不可能通过这些方法来防治,它们可能成为制约柑橘生产的主要因素。只有预防措施,如使用耐受性或抗性种质,在柑橘种植区排除潜在害虫,以及种植无病原的优质苗木,对防治接穗传播的病原才有用。这是为了在新柑橘园中排除由接穗传播的病原,而实施脱毒母树计划和认证计划必须接受的理由。只有几个国家的苗圃,采取措施防治由线虫和真菌引起的根部疾病及细菌病,如柑橘溃疡病。但现有数据表明,柑橘生产者从这些预防措施中获得的效益,远远超过防治成本。

本章讨论接穗传播疾病、一些非接穗传播的疾病和根部病原的成功检疫计划、脱毒母树计划和认证计划的概念、组织及相互关系,列举不同柑橘产区的实例,它们各有不同的问题,需要区别对待,还讨论这类计划的经济回报与效益。

一、无地面病原的繁殖材料生产

(一)由嫁接传播的病原

为了生产健康优质的苗木,必须制定三个不同但密切相关的计划。

● 检疫计划:确保安全引进所选择的园艺种质。

● 脱毒母树计划:进行试验、识别,为生产无病原繁殖母树来源提供治疗方法。

● 认证计划:确保开发和保持无病毒繁殖材料,供商品化使用。

前两个计划中获得的健康植株为认证计划提供起始材料。

1、检疫计划(安全引进所选择的园艺种质资源)

不同柑橘种植区间,因商业和科研目的,经常要进行柑橘品种和果品的运输,鲜果面向国际市场的柑橘生产区尤其如此,如地中海地区的多数柑橘生产国。但如不加控制地进口接穗,存在引进新虫害和病原的风险,在有些情况下将引起重大的经济危害。检疫站对进口外来品种进行严格检疫,可以降低这种风险,同时又不会引入新的病虫害。这些计划通常由国家农业部,或州或省农业专员管辖下的植保服务部门来执行。

为安全进口柑橘种植材料,要遵循两个不同的检疫程序。传统的方法是在远离柑橘种植区的检疫温室中繁殖进口接穗,之后对新繁殖的植株进行检测。或直接送去进行试管内茎尖嫁接培养(方框4.1),或热处理使其脱去由嫁接传播的病原,然后再进行检测证实其无病原状态。人们经常在通俗文章和科学文献中,随便使用无病原和无病毒这两个术语,表明人们对无病原状态要比所保证的更有信心。正确的概念应是某一植株没有某些病原,也就是经准确的特殊检测发现这些病原为阴性,并不排除出现其他病原的可能性。引进程序需要有可利用的设施和经过培训的人员,他们要通晓柑橘病虫害防治方法和栽培技术。检疫历史悠久的国家,如美国和澳大利亚使用这种程序,但在柑橘是小作物的国家,要建立这一程序成本很高,也很困难。

另一个程序是在试管中培养接穗。将从另一国家得到的绿色枝条,彻底清洁和表面消毒除去害虫或病原后,放入试管内并在封闭的生长室培养。一旦绿色枝条长出新芽,就切下一小片茎尖,再次消毒,嫁接到健康幼苗植株上。这样就减少了有害病原扩散的可能性,并可对新引进的枝条进行迅速处理。这一组织培养方法与传统的检疫方法相比有几个优点。可能存在于原始材料中的病虫害在引进的早期就被消灭了,从而缩短了检疫时间。如在二十世纪八十年代,瑞红葡萄柚在西班牙需求量很大,1988年1月从德克萨斯州引进一枝绿色枝条并进行组织培养,1989年5月就向柑橘苗圃推广了10,300个健康接穗。在组织培养中,试管取代隔离温室,许多国家都很容易建立这一程序,以便安全进口柑橘无性繁殖材料。在西班牙,这种方法已被成功地用于从不同柑橘生产区进口100多个品种,加利福尼亚州多年来也采用这种方法进口接穗。

方框4.1 茎尖嫁接

茎尖嫁接是从感染植株来源中恢复无病原植株的方法。在这一方法中,从感染植株中切下的一小块茎尖嫁接到在试管中生长的砧木幼苗上。被感染植株的茎尖或分生组织通常没有病原,从茎尖再生的植株通常是健康的。

这一过程在无菌状态下进行,包括以下五个步骤:

1、砧木的准备(彩图11);

2、接穗准备(彩图12);

3、嫁接(彩图13);

4、嫁接苗的培养(彩图14);

5、移栽到土壤中(彩图15)。

从感染植株中采集正在生长的嫩芽并进行表面灭菌,切下顶端分生组织和2~3片初生叶的茎尖,在显微镜的帮助下,把它放到去顶砧木上部的倒置T~形切口上。然后把微嫁接的植株放在有营养基的试管中,放置在26℃的培养室中,每天光照(40勒克斯)16小时。接穗长出2~3片叶片时,把微嫁接的植株移栽到土壤中或嫁接到温室中健康、长势好的砧木上,以促进其快速生长。

茎尖的大小是决定恢复健康植株数量的重要因素,增加其大小可提高成功嫁接的比例,但却增加了脱毒不彻底的风险。常规使用这一技术,建议使用从切割面到最大的初生叶尖长度为0.1~0.2毫米长的茎尖。这一大小的茎尖可形成成功的嫁接体,也更容易产生健康植株。

有几个因素会影响用茎尖嫁接法恢复健康植株。多数病原容易消灭,但鳞皮病、囊胶病、柑橘石果病、柑橘鸡冠皮病和碎叶病的病原则更难消灭。在温暖条件下种植无病原植株,再感染的频率增加。这一技术最大的优点是健康植株能很快恢复且没有童期症状。

2、脱毒母树计划(检测与治疗以识别和生产无病原繁殖母树来源)

除了引进有价值的种质外,从当地栽培品种中恢复健康植株也有用。当地现有的品种可能最适应当地气候、土壤与市场,清除接穗传播病原的简单措施可大大提高其价值与用途。在多数柑橘种植区,这些计划都是由研究机构与园艺、病毒学和组织培养方面的专家共同参与来实施的。脱毒母树计划包括六个基本步骤。

● 选择当地栽培品种的母树;

● 对母树进行检测;

● 用试管内茎尖嫁接法及热处理法恢复无病原植株;

● 对恢复的植株进行检测;

● 对健康植株进行园艺评价;

● 健康植株的抚育。

(1)母树的选择

纳入脱毒母树计划的栽培品种的单株果树,应当根据有文件证明的园艺标准,如高产、果品着色好、早熟或晚熟性状来选择。柑橘生产者和专业人员都应当参与选择过程,以获得有用的品种。选择品种时应当考虑将来的市场需求,而不应考虑是否有接穗传播疾病,因为有办法从感染树中恢复健康植株。如果总是避免有疾病症状的树,有很高园艺价值的无性系就可能丢失。所选择的树应当在温室中长势好的砧木(如粗柠檬)上繁殖,作为病原测定及热处理法恢复无病原植株的材料来源。

(2)对母树进行病原测定

多数由接穗传播的病原感染不能仅靠肉眼辨别(方框4.2)。为了知道必须清除的病原,对选择的母树进行测定或检测非常重要。通常把所选择母树的树皮组织碎片嫁接在指示植物上,如果有病原,指示植物就会出现病原特异性症状。方框4.2列出了测定病毒和嫁接传播病原常用的指示植物及其生长条件,第9章还会给出更多的信息。能快速诊断特异性病原的血清学测定法、多聚酶链式反应测定法或其他实验室测定法,通常作为生物学检测法的补充。

方框4.2 柑橘嫁接传播病原诊断汇总

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a 柑橘传播性病原、指示植物及实验室技术的完整清单,参阅1992年 C.N.Roistacher著《罗马粮农组织柑橘嫁接传播疾病检测与诊断手册》。 b凉爽=晚间温度为200C,白天温度为25~30oC。温暖=晚间温度为30oC,白天温度为33oC以上。cEM=电子显微镜。PCR=多聚酶链式反应。TLC=薄层层析。

(3)无病原树的恢复

通过体内或体外珠心胚、热处理法或茎尖嫁接法恢复无病原柑橘树。

珠心胚在脱除病毒或嫁接传播的病原上有效,因为多数这类病原都不通过种子传播,但珠心植株有童期性状,即长势过度、多刺和挂果迟,要种植许多年直到这些性状消失后,才能在商品化繁殖中被接受。另外,珠心植株并不总是与原型一模一样,特别是用体外珠心培养获得的植株。磷皮病之类的病原很可能是囊胶病的传播媒介,可能在枳壳及其杂种中通过种子传播,必须对这些病原进行检测。

热处理法生产出的植株与原型一模一样,没有童期性状,但不能有效脱除在温暖条件下生长旺盛的病原,如柑橘裂皮病、木质陷孔病及其他柑橘类病毒和柑橘僵化病传播媒介。

多数情况下,茎尖嫁接培养能有效脱除病毒及类病毒传播媒介,包括不能被热处理法脱除的那些病毒及类病毒传播媒介,它产出的植株与原型一模一样,没有童期性状。因为没有胚胎期,有些病毒比其他病毒更难脱除,如囊胶病及柑橘碎叶病毒。茎尖嫁接培养已在世界上被公认为脱除植株中病毒及病毒类媒介的最好技术,特别是与部分热处理法相结合时,它正在全世界的多数柑橘脱毒计划中成功使用。

(4)微嫁接植株的检测

用茎尖嫁接法或其他方法恢复的植株,应当仔细检测母树中发现的疾病。永远不要认为脱毒处理后的植株就是健康的,即使感染母株的疾病很容易被脱除。例如在西班牙,通过茎尖嫁接培养的100%微嫁接植株都消灭了木质陷孔病,但在柑橘品种改良计划中,用茎尖嫁接法恢复的植株仍然按常规检测这一疾病,尽管对这一疾病的指示植物—帕森蜜橘进行标准生物学检测所需时间较长(两年)。

(5)健康植株的园艺评价

茎尖嫁接培养没有发现嫁接传播疾病的植株都与原型一模一样,没有通过这种方法获得不正常植株的报道,因为茎尖嫁接培养仅仅是在试管内不会形成新生芽或不需使用生长调节剂的一种嫁接技术。但柑橘会发生自然变异,因此试管内嫁接的茎尖带有变异的可能性总是存在。另外,整个过程需要在实验室及温室进行大量标记工作,有可能出错。因此,对健康植株进行园艺评价,确定其园艺性状与原型一模一样至关重要,一个异型株的推广对任何计划都将产生极大的负面影响。

在有些计划中,用于园艺评价的品种园中,含有嫁接在其他砧木上的树,以证实病毒诊断检测的结果。例如,奥兰多橘柚是木质陷孔病、枳壳是矮化类病毒、斯文格枳柚是柑橘碎叶病毒的检测砧木。品种园的近期目标是在推广接穗品种前快速证明其园艺性状,并有适当的砧木经传统生物检测法来证实它们没有所选病毒。在一段时间内,品种园的另一个好处就是积累生产记录,使柑橘生产者选择并繁殖优良接穗品种。与20年前繁殖的无性系相比,佛罗里达州柑橘生产者现在根据这一生产记录所选择的无性系,平均产量增加了10%~15%。

(6)健康植株的管护

应在保护条件下管护健康植株,以防止再感染嫁接传播的病原(彩图16~18)。在多数柑橘种植区,嫁接传播的疾病在田间自然传播(方框4.3),因此健康植株应当避免受媒介的侵扰。一种方法就是把健康植株种植在隔离区,然而人们更喜欢选择网室或温室作为保护健康植株的一种手段,方便采集接穗和定期检测。

在受保护地址的健康植株库也应作为认证计划中的接穗母源,还应放在安全种质库中,用于研究和与其他国家进行栽培品种交换,并应在适当的时间间隔后进行重新检测,看是否有病原出现。

在很多国家柑橘不是主要作物,很难找到设施、受过培训的人员及其他资源,实施当地的脱毒母树计划。在这种情况下,可以考虑从国际公认的脱毒母树计划中引进脱毒母树。在更小的国家,进口有助于建立无病原接穗的认证计划,再分配供商品化使用。如果必须从当地品种中开发无病原母树,比较划算的方法是把当地选育的品种送到公认的脱毒母树计划中脱毒,检测之后再取回,以确保它们不带嫁接传播的病原。如果决定从国际公认计划中进口脱毒母树,仍有必要通过当地检测来确认进口的母树不带毒,即使只通过在敏感砧木上繁殖来确认。

3、认证计划(商品化使用的无病毒繁殖材料的开发与管护)

认证计划的目的是确保在苗圃中商品化繁殖材料的无毒状态和与原型的一致性,也是为了保证苗木的园艺质量。认证计划强制执行一些苗圃经营的法律、法规,并要求对用于苗圃繁殖的树进行定期检测与检验,通常由具有强制执行和检查苗圃法定权力的州或省级部门来实施。

世界上只有少数几个还在继续执行的柑橘认证计划,加利福尼亚州、佛罗里达州、中国台湾省、西班牙、南非和澳大利亚等国家和地区的计划就是其中的几个。

认证计划必须适应每一个柑橘区的具体情况,制定认证计划时要考虑的最重要因素是当地柑橘业的组织和这一地区出现的病虫害。认证计划只确保不出现计划中列出的病原,例如在加利福尼亚州的脱毒与检疫计划中,对包括木质瘤病在内的所有已知疾病都进行检测,但加利福尼亚州的认证计划却没有检测这一疾病,因为那里没有这种病。只是近来在佛罗里达州的认证计划中,才把木质瘤病加在植物检测疾病名单中。

在有媒介传播的地方性疾病的地区,也有必要实施认证计划。例如,在衰退病呈地方性流行的地区,可采取几个措施和对认证计划进行调整。苗木应在耐受衰退病的砧木上繁殖,对苗木和母树材料进行检测,证明它们没有强毒系的衰退病毒株,以避免通过苗圃材料传播。作为进一步的措施,在使用弱毒系交叉保护法防治衰退性茎陷点病的国家,可使植株故意感染当地交叉保护的弱毒系。在使用这一技术的地方,在母树(原种)园中,应当保留感染了特异病毒毒株的植株,而不是健康植株。

在黄龙病或僵化病呈地方性流行的地区,苗木绝不能感染这些疾病,必须采取特殊的耕作技术或喷施计划来防治传播媒介,推迟新栽树的重新感染,这可能要求在保护条件下(温室或网室)生产所有的接穗。

方框4.3 在田间自然传播的柑橘嫁接传播疾病

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(1)认证计划的繁殖内容

对一个国家繁殖的每株柑橘苗木可能感染的所有嫁接传播病原都进行检测极其耗时,成本也很高。相反,人们特别注重对用来为大田种植的苗木提供接穗来源的母本树的优良园艺性状进行检测与证明,从而保证用来繁殖的所有植株都具有优良的园艺性状,而且没有嫁接传播病原。认证计划通常以四园为基础(图示4.1):

● 受保护的一级(初始)母本园(脱毒原种圃);

● (二级)母本园。根据当地情况,可以在田间或在受保护区;

● 采穗圃;

● 认证苗圃。

①受保护的初始母本园

通常由国有单位管理,园中植株都是通过脱毒母树及检疫计划恢复的无病毒株,经证明具有优良的园艺性状,在防虫网室的容器中栽培以避免重新感染媒介传播的疾病,它们是建立母本园接穗的初始来源。应对这里的植株进行定期检测和检查,以核实其健康状况,发现生长或果实异常。在西班牙,每次采穗要保留两个植株,嫁接在特洛亚或卡里佐枳橙上繁殖,这些植株每年都要修剪,定期挂果,其中有些已有17年的历史,还在正常生长。

②母树园

通常属于私有苗圃,但也有一些由国有单位管理,通常是用受保护初始母本园中的接穗,繁殖后代种植在大田中。但在佛罗里达州、西班牙和其他一些地方,母本园都设在网室中,以保护它们不受柑橘衰退病毒媒介和其他媒介传播疾病的侵扰(图示4.1)。必须对这些树定期重新检测,一般对媒介传播的病原每年检测一次,机械传播的病原每三年检测一次,其他病原每六至十年检测一次,任何感染树都应当立即清除。园艺专家每年检查一次母树,目的是为了识别并清除可能的劣异型树枝或生长异常树。只有当母树产出足够的果实证明它们与原种一模一样时才能采集接穗,从每株树上采集接穗的数量,应以采穗后母树还能产些果实为原则。通常每次采穗时要保留2~6株树不采,因为检测成本可能会很高。以西班牙为例,每年生产300万~500万株认证苗木的苗圃,母本园中每次采穗时保留4株树。

③采穗圃

可建立在正常条件的大田中,也可建立在温室中使其生长更快,并免受媒介传播病原的侵扰。为了避免繁殖未发现的变异型,采穗圃中采穗树最多只能采穗三年,因此应该用母树园的接穗定期建立新的采穗圃。应当对采穗圃进行检查,以发现任何生长异常现象,并应随机检测媒介传播的疾病。

④认证苗木

必须是用采穗圃或母树园中的接穗繁殖的。根据各个苗圃的特殊要求和可利用的技术,认证苗木可在正常大田条件下或在温室中栽培。应对这些苗木进行检查,以确保它们符合认证法规中规定的园艺质量,苗圃也必须保持记录,以表明自己遵守了这些法规。

(2)种子生产

即使是高度珠心胚栽培品种,也可能有一些配子型的种苗,重要的是种子的父母本树应起源于珠心胚而不是配子。必须对这些树进行检测,以确保它们没有感染偶尔通过种子传播的囊胶病和类似疾病,也不能感染其他疾病。

(二)叶面病原

多数认证计划的重点是接穗传播的病原,但也能有效减少其他病虫害的传播,如柑橘溃疡病、疮痂病及链格孢菌褐斑病。使苗木没有叶面病原的最好方法,是将它们种植在没有喷灌的温室中,保持叶面干燥,使叶面真菌和细菌病原不能繁殖。如果某种疾病呈地方性流行,在苗圃中消灭这种疾病解决不了问题,但可防止病菌过早繁殖。苗木不带叶面真菌和细菌病原,可以大大简化以后的化学和耕作防治。

无病原苗木的生产,也避免了把病原引进到新的种植区。佛罗里达州的柑橘溃疡病,最初是在二十世纪初期从日本引进被感染的苗木。把苗木检测作为柑橘认证计划的一个内容,在防止新病原如溃疡细菌的广泛传播上很重要。乌拉圭认证计划中防治柑橘溃疡病的办法,是只在不感染这种病的南方繁殖苗木,这一预防措施确保了柑橘生产者不会种植受溃疡病感染的苗木。

干枯病(橘茎点霉Phoma tracheiphila)的致病因子,可能出现在木质部组织中,并在接穗中传播。从没有感染这一疾病的地区进口接穗,有助于防止引进这一病原。

二、没有根部病原的繁殖材料生产

(一)根部病原:隐藏的敌人

根部病原尽管比病毒更大,因为隐藏在土壤中,通常看不见,要借助显微镜才能看见。但是它们一旦进入果园,要防治就很困难,成本也很高,而且几乎不可能被消灭。由于对环境的关注,人们越来越少使用化学处理法防治根线虫和其他病原,而且化学与耕作防治法的成本可能超过预计回报。过度使用农药可导致产生有抗性的病原菌株,如引起脚腐病和根腐病的疫霉真菌。已为有经济重要性的柑橘线虫开发出破坏抗性的生物型,可大大限制多年生作物如柑橘砧木的价值。检疫计划、脱毒母树计划和认证计划,应当设法使新的柑橘种植区排除这些病原和害虫。

甘蔗根部象鼻虫(Diaprepes abbreviatus)是在许多年前被引进到佛罗里达州的,它的幼虫取食根部,近年来在整个州迅速传播,侵扰20个郡的约971,200亩作物,包括182,100亩柑橘。根部象鼻虫正在对柑橘业产生严重的负面影响,因为其幼虫取食斯文格枳柚砧木的根部,在出现土壤传播真菌棕榈霉菌(Phytophthora palmivora)的地方就会破坏这一砧木对它的抗性,因而根部容易遭受严重损害,引起树体衰退。带有象鼻虫幼虫的容器苗的运输,引起它的迅速传播。而对苗圃中根部象鼻虫的严格监测,阻止了它的迅速传播。

过去35年间世界柑橘产量增加了三倍,主要是由于种植面积增加引起的。在几乎所有的柑橘种植区,即使实施了脱毒母树计划和认证计划,都没有排除根部病原。柑橘生产者可能不知道苗木感染了根部病原如线虫,因为它们常常不出现明显的根部症状,而且根部病原在大田中引起的损害很小,可能对柑橘生产者来说不明显,或损失在短期内不是很明显。由于上述原因,多数国家都没有制定根部病原的认证计划。因此,在过去30年中,柑橘线虫(半穿刺线虫)和疫霉菌,已被传播到全世界多数新的柑橘种植区,但佛罗里达州例外,因为早在二十世纪五十年代就实施了线虫认证计划。

(二)佛罗里达州柑橘苗圃的线虫认证计划

佛罗里达州苗圃的线虫认证计划,是防止柑橘穿孔线虫(Radopholus similis)传播的监控计划之一。早在二十世纪五十年代初,佛罗里达州的柑橘业受到一种严重衰退问题的威胁,开始时人们不清楚其原因。一认识到这种疾病是由穿孔线虫引起的,佛罗里达州农业部就与柑橘生产者合作实施监控计划,控制这一严重害虫的传播。其中包括:⑴ 调查确定受侵扰的面积;⑵ 灭杀计划,即清除和焚烧受穿孔线虫侵扰的树,对受侵扰区进行烟熏消毒并保持休耕后才能补植;⑶ 阻隔计划,对受侵扰区周围进行烟熏消毒,并保持休耕防止根的生长和线虫转移到健康树;⑷ 认证计划,包括审批苗圃地点和取土坑(营养土取土点)及实施柑橘苗圃计划,确保穿孔线虫和其他线虫不会随苗圃材料传播,或在果园内及附近修建道路和铺设电线时传播。

开始时灭杀计划和阻隔计划是强制性的,但后来就成了自愿性的。自二十世纪八十年代中期以来,由于对环境的关注,灭杀计划和化学阻隔计划就被终止了。

这些计划的实施大大减少了穿孔线虫的传播,也非常有效。1954年的调查表明,32,450亩感染了穿孔线虫,如果没有监管控制措施,预计到1967年受感染面积将达321,710亩。随着时间的推移,苗圃线虫认证计划的成本和效益都变得很显著,现在认证计划已被认为是佛罗里达州线虫防治的基础。二十世纪五十年代初刚开始实施这一计划时,许多柑橘苗圃都感染了穿孔线虫,1953~1958年间,发现有278个柑橘苗圃受感染。认证计划的实施使这一数字迅速下降,自1970年以来,没有在一个柑橘苗圃中发现穿孔线虫。

线虫认证计划的另外一个效益是佛罗里达州感染其他线虫的柑橘面积减少了。二十世纪五十年代中期和六十年代初期柑橘园穿孔线虫抽样检测记录表明,约一半果园感染了柑橘半穿刺线虫。尽管柑橘半穿刺线虫正在通过苗木传播,但还未广泛传播,在制定穿孔线虫的苗圃认证计划时,它也被列入监管之中。现在在佛罗里达州只有约20%~30%的面积受感染,在没有实施认证计划的州和国家,90%以上的柑橘面积感染柑橘线虫是很普遍的。

被普遍称为咖啡斑线虫的咖啡短体线虫(Pratylenchus coffeae),在佛罗里达州少数果园被观察到引起柑橘衰退后,于二十世纪八十年代初作为监管线虫列入柑橘苗圃认证计划中,目前这一线虫没有传播到佛罗里达州所限制的区域外。近来,咖啡短体线虫还与巴西的柑橘衰退有关,这就使得不管在什么地方制定苗圃认证计划,都有必要对它进行监管。

(三)佛罗里达州线虫认证计划的长期效益

尽管最初制定线虫认证计划是因为穿孔线虫的威胁,但今天所得到的效益更多的与新柑橘区排除了其他线虫有关。由于以下原因,获得的效益要比制定计划时所预计的效益大得多。

1、扩大生产和把生产转移到新的地区

线虫认证计划使没有感染线虫的柑橘苗木得到持续供应,这些苗木随着柑橘生产扩大到新的地区而在新的果园中种植。1958年开始实施认证计划时,约有393万亩商品化柑橘,到1996年已增加到约520万亩(表4.1)。城市和郊区的开发占用了佛罗里达州北部的柑橘园,二十世纪八十年代的三次严重霜冻后,柑橘生产转移到以前不种植柑橘的更暖和的南方。线虫认证计划的实施防止了新的柑橘种植区感染线虫,因而在随后的许多年,柑橘生产者都将继续获得这一经济效益。

2、改变耕作技术

从1958年开始实施线虫认证计划到1994年,佛罗里达州柑橘总面积增加了1.3倍,柑橘树总数增加了2.7倍。树的密度从1958年的每亩平均10株增加到1994年的22株,许多新近种植的果园每亩达37株。高密度种植有利于线虫数量的增加,因为每单位体积土壤中的根更多,提供了更大的食物基地,线虫可更快传播。高密度种植也可能由于对水和养分的竞争而经受更大的压力,从而因线虫引起根部生长减少,导致经济损失。

3、树的替换补植

如果使用感染了线虫的补植苗木,没有监管线虫的果园也会受侵扰。由于昆虫、线虫、真菌、病毒、其他微生物和环境因素引起的压力而导致的损失,商品化果园中通常每年要替换掉5%的树,霜冻后的果园中必须替换的树高达24%(表4.1)。如果建立果园时种植经认证无线虫的苗木,并采取严格的消毒措施使其保持无线虫状态,与感染了柑橘线虫的老果园中补植的树相比较,替换补植的树成活的可能性更大。

4、对破坏抗性生物型的选择压力更小

普遍使用对穿孔线虫和柑橘线虫有抵抗力的柑橘砧木,如斯文格枳柚砧木对柑橘线虫及疫霉菌有抵抗力,能耐受衰退病毒和多数类病毒,生长和产量理想。但与所有多年生作物一样,如果一种砧木持续受一种病原的侵扰,选择的压力最终将引起产生破坏抗性的生物型,这种生物型威胁砧木的继续使用。1995年在佛罗里达州的斯文格枳柚砧木中,发现了柑橘线虫的破坏抗性生物型。通过苗圃认证计划排除新老果园中的线虫,减少了病原的选择压力,因而降低了破坏抗性生物型的产生和传播概率。

5、减少化学防治的必要性

认证计划用排除法防治线虫,因此就没有必要使用化学方法防治,可以降低生产成本并对环境有利。在可用于防治柑橘线虫的农药数量大大减少时,不必进行化学防治这一点很重要。

表4.1 佛罗里达州1980~1996年的柑橘栽培面积a

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a数据来自于美国农业部1996年商品化柑橘园清单。

b1981、1982、1985及1986年1月发生了冻害,1983、1985及1989年12月发生了冻害。

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图示4.1 典型认证计划中各种繁殖材料来源的关系

三、成本–效益分析

由于柑橘是多年生作物,排除嫁接传播的病原和其他害虫具有长期的经济影响(图示4.2)。多年生作物的认证计划需要长期投入,必须有足够的资金持续地投入到这些监管计划中,柑橘生产者与监管科学家必须长期真诚合作来实施这些计划,佛罗里达州线虫认证计划35年投资的成本–效益分析说明了这点(方框4.4)。

方框4.4 监管与认证计划的经济价值

1960~1994产季穿孔线虫监管计划的成本–效益分析

由于二十世纪五十年代线虫消灭与阻隔计划和苗圃认证计划的实施,至1984年佛罗里达州柑橘园中受线虫感染的面积仅为56,973亩。据估算,如果1958年没有实施这一监管计划,10年内线虫感染面积将达270,115亩。

如果一个柑橘生产者在1960年种植了6.07亩没有感染线虫的柑橘树,只要遵循推荐的防治穿孔线虫的耕作技术,平均每亩按1995年公布的美元价值计算,到1994年(35年时间)挂树产量累计价值为9,137美元。但如果他种植感染了线虫的柑橘树,10年后补植感染的柑橘植株,同样35年时间每亩挂树产量价值只有3,975美元,回报减少了57%。

由于穿孔线虫引起的损害而造成的产量差异,应用到由于实施了监管计划而未受感染的估计270,115亩柑橘园,在这35年时间里为佛罗里达州的柑橘生产者带来累计效益可能达14亿美元。

1954~1994年实施监管计划的实际成本约为1亿美元,其中包括强制监管与烟熏92,264亩的成本,30年时间里在33,385亩受感染区周围维持缓冲带的成本,以及评估300万份样品用于检测是否有线虫的成本。

因此,监管计划的管理成本只占柑橘生产者收益的约7%,或者说在监管计划中每投资70,000美元,就有100万美元的回报。如果计算时把排除其他线虫所产生的附加效益包括在内,成本~效益比将更低。

1994~1995产季苗圃认证计划的成本–效益分析

1994~1995产季排除柑橘线虫与穿孔线虫计划的成本~效益汇总,说明认证计划投资回报率很高。

1994~1995年度由于实施苗圃认证计划,仅从防治柑橘线虫所获得的效益估计约为3,250万美元,这一估计以75%柑橘面积中挂树产量损失5%为依据,还考虑了二十世纪八十年代霜冻后,约50%面积都种植了对线虫有抗性的砧木上嫁接的柑橘。

1994年~1995年度由于实施苗圃认证计划而防止穿孔线虫传播获得的效益,估计约为1,670万美元,这一估计数是从1994~1995年度佛罗里达州柑橘挂树总价值(10亿美元)计算出来的,估计270,115亩没有穿孔线虫。但如果不实施认证计划,10年内它们都会被感染,如果采用目前的防治措施,这种线虫可能造成挂树果实价值损失25%。

认证计划中每年用于植物检验与线虫检测的总成本为68,698美元,扣除柑橘生产者所需支付的15,840美元取样费,计划成本为58,825美元。

因此,1994~1995产季认证计划排除这两种线虫获得的挂树效益估计达4,900万美元。实施认证计划每投资1,403美元,柑橘生产者的回报达100万美元。还不包括排除咖啡短体线虫及其他线虫可获得额外的效益。

佛罗里达州柑橘业通过提供就业、果品加工、运输及销售产生的总经济效益,约为挂树果品价值的7倍,因而这一柑橘线虫认证计划给普通大众带来的积极经济影响,远远超过给柑橘生产者带来的挂树果品价值的增加。由于实施认证计划排除害虫,降低了农药成本,柑橘生产者的经济效益提高了,老百姓则因果品价格降低而间接受益。

四、要考虑的其他因素

(一)认证计划的资金

有些国家由柑橘生产者自愿实施柑橘认证计划,有些国家则强制性实施。应当根据各个国家的具体情况决定自愿参与还是强制参与,但强制性实施更有效,特别是在出现媒介传播病原的地方。制定认证计划时应当考虑长期实施计划可利用的资金来源,是由果业税收,政府预算内资金,还是由民营企业的捐助和支持来投资。认证计划确保生产无病原苗木,可获得巨大的效益。制定的认证计划中,可利用的资金应取得最大的效益,并能自我维持。有些认证计划在有效运转几年后,就因缺少资金不能继续发挥作用,因而不能真正为当地柑橘业的长期发展作出贡献。

(二)认证计划的运转

经过专门培训、经验丰富又敬业的技术人员,是一个认证计划最重要的组成部分。认证计划要考虑的其他因素包括耕作技术、病虫害防治、植株贴标以及种植地点,应当用最好的耕作技术栽培柑橘植株,还要采取特殊的预防措施防治害虫及真菌病。为了防止机械传播疾病的扩散,应当对所有修剪及嫁接工具充分消毒后才能采果、嫁接或修剪。认证苗木质量应达到最低要求,以满足不同种植区的需求,包括植株大小、嫁接口高度、树干直径等要求。

认证计划一个非常重要的方面,是在整个繁殖过程中认真对苗木进行记录与贴标,特别注意种子的采收、处理与包装。采集接穗应当有证人在场,正确贴标。使用线路图来追踪繁殖过程,防止砧木或栽培品种的混淆,并追踪在繁殖过程中发现的任何异常或病原。

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图示4.2 佛罗里达州10年时间内种植经认证无穿孔线虫苗木的柑橘园及种植感染了穿孔线虫苗木的柑橘园的产量比较。(数据来自于佛罗里达州植保厅Bull.7柑橘的穿孔线虫,1967年由C.Poucher, H.W.Ford, R.E.Suit及E.P.DuCharme编写.)

五、苗圃地的选择

苗圃地点由负责制定计划的部门审批,应当选在感染风险最小并适合种植优质柑橘的区域。佛罗里达州的柑橘苗圃线虫认证计划由两个关键部分组成,可作为其他国家的范例。第一,在建立大田柑橘苗圃前,苗圃地必须由监管机构审批。第二,苗圃建立后,要求出售苗木的所有苗圃遵守大田苗和容器苗的消毒法规(佛罗里达州柑橘苗圃的选址标准及消毒法规汇总于方框4.5)。

认证计划必须考虑各地的特殊要求与情况。例如,如果某种疾病仅限于某一地区发生,那么最好就只在没有这种病的地方建立苗圃,繁殖柑橘苗木。乌拉圭的苗圃都选在没有柑橘溃疡病的地区,加利福尼亚州的苗圃都选在没有僵化病和衰退病的地区。

六、建立成功的柑橘苗圃认证计划的原则概要

由嫁接而不是媒介传播的病原,很容易通过实施认证计划来防治。因此,认证计划是病虫害综合防治策略的重要组成部分。佛罗里达州的柑橘线虫,已通过实施苗圃认证计划得到有效控制,类似的方法也正在用于减少根部象鼻虫幼虫的传播。

必须了解要防治病原的生物学特性和寄主范围,还应确定它(们)在原发区和柑橘园中的分布情况,使用适当的、合算的取样技术。

审批用作苗圃的地点没有监管害虫是很重要的,可能需要用物理屏障,如网室或温室来控制由昆虫媒介传播的病原。

强制性的认证计划比自愿性的认证计划更成功,计划执行机构应当有法定权利进入任何柑橘种植地,并具有法规所确立的执法权和认证权。

柑橘生产者和柑橘行业协会成员,必须支持并配合执行认证计划,由柑橘生产者制定、当地监管机构执行的那些计划最成功。

认证计划必须长期实施,因为柑橘苗圃认证计划的效益随时间而增加。

方框4.5 佛罗里达州柑橘苗圃地的选择标准及消毒规定

大田柑橘苗圃选址的审批标准

1、柑橘生产者或所有者向监管部门提交拟议苗圃地的审批申请,并提供有关位置与边界的资料。建议母树园、采穗圃和苗圃尽可能远离已建立的柑橘园,避免感染害虫。

2、监管专家到实地调查,并对苗圃选址的历史进行审查。审查时要考虑选址是否在已知感染了监控线虫的柑橘或其他作物附近,是否在公共或私有通道附近,是否在影响排水的坡地上及从附近地区感染的概率等因素。

3、应制作一张拟议选址的地图,并采集土壤样品测定是否有线虫。拟议选址30米内的寄主植物不能感染监管线虫。如果由于坡地、排水、积水、侵蚀根或其他因素造成威胁,寄主植物可能需要离得更远。如果测得土壤样品的监管线虫为阴性,拟议选址可审批作为苗圃地,并设立下面的缓冲带:(1)离已知感染区或引进了未经认证的植株或土壤的地方30米,(2)离所有通道、有通行权的道路及作物地块15米。

4、审批的地点如果12个月内未建苗圃,每年必须重新取土壤样品进行测定,看这个地方是否仍然适宜建立大田柑橘苗圃。

已建立的大田及梯田苗圃的消毒要求

1、大田苗圃地周围要求的最小缓冲带必须保持没有寄主植物。

2、带进的所有土壤、栽培基质、覆盖材料和粪肥必须经认证,确定没有监控线虫或必须从经审批的来源获得。土壤来源地点的审批与消毒要求与大田柑橘苗圃地的一样。

3、用于在梯田上栽培柑橘苗木的土壤或栽培基质和容器,必须存放在至少高于地面45厘米处,或在高于地面的柏油或水泥地上,不易受水泼、洪涝或冲刷。

4、必须用种子或离地面45厘米以上的接穗生产柑橘苗木。带进苗圃的所有其他植物或植物器官必须经监管部门确定无监管线虫。

5、监管部门要对所有苗圃中的柑橘植株进行定期取样(最好是每茬或每年取样)测定,确定苗圃中没有监管线虫。

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