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B16、大麦病虫害(Barley diseases)
大麦是世界上第四大粮食作物,病虫害带来的影响会对人类粮食供应产生巨大的影响。影响大麦的主要病害是真菌,其中最主要的是霉菌、穗疫病、黑穗病、喙孢霉(Rhyncosporium)和柱隔孢菌(Ramularia)。大麦黄矮病和大麦柄锈病是最常见的病毒感染。此外,还有许多害虫会供给大麦植株,其中以蚜虫最为厉害,此外还有蠕虫和甲虫。
许多大麦疾病通常也会出现在小麦植株中,所以,防治这些疾病对于粮食安全至关重要。大麦比小麦和其他谷物具有更广泛的环境适应能力,可以在海拔更高、更干燥、盐碱含量更高的环境中生长。然而,这种更广泛的生态范围同时也意味着可能会发展出更广泛的疾病。
大麦种植一直是生长管理和与疾病对抗之间的一场持久对抗。高产大麦品种和特定麦芽品种已经持续发展了几十年,并在不断的提高抗病能力,但这种抗病性随着新毒力因子的产生和新疾病的流行而抵消。
大多数植物疾病的发病因气候、地理位置和农业操作而异,并因植物品种对特定疾病的抵抗力而有所不同。大麦也不例外,高水平的疾病通常与潮湿和低温有关,因为这种环境更加有利于真菌的滋生。病毒通常是由蚜虫传播的,当环境条件对它们有利时,蚜虫的数量会迅速增长,从而导致作物疾病爆发。参考“蚜虫(Aphids)”。
大麦植株在不同时期也会出现不同的病害,部分疾病只影响幼芽,而部分疾病只会出现在叶和幼苗之上,还有部分疾病在成熟的麦粒上更加明显。
大麦不同组织部位的病害如下:
大麦患病的症状包括叶片萎黄,通过扳手较深的坏死半点或斑块,但霉菌在以白色粉状真菌团块的形式生长。茎秆感染会导致茎部发黑和变弱,导致植株苦味。而根部感染会导致局部组织腐烂,使植物支撑力变差,生长迟缓。在籽粒上,由于真菌对籽粒内部结构的消化,感染会使籽粒变色和萎败。麦角病则与前者全都不同,他会感染谷粒,并使谷粒病变,突出到谷穗之外。
某些疾病是系统性的,存在于植株的各个部位,但需要环境因素对它们进行触发,才会对植株造成破坏;还有部分疾病存在于谷物的籽粒中,并在下一代植物中发育。例如柱隔孢菌就存在于植物的种子中,它会随着植株的生长逐渐发展,但可能要等到光照水平足以引发植物毒素大量合成时才会出现感染症状。
虽然大多数病患都会降低植物的生长和谷粒的产量,但是部分疾病也会产生更加持久的影响,影响粮食的品质。镰孢菌(Fusarium)感染就与此具有极大相关性,因为许多植物在生长过程中都会产生有毒的真菌毒素。这些毒素是真菌攻击产生的,并且对动物健康同样有害,低浓度的毒素就能产生致癌作用,而高浓度的毒素会产生神经毒性。霉菌毒素可能会在制麦流程中存活下来,并进入到啤酒中,所以酿酒师在使用麦芽酿造啤酒之前,务必预先检查麦芽的洁净度。
大麦感染真菌的另一影响是产生疏水蛋白。疏水蛋白的作用是降低表面张力,促进真菌释放孢子,但在发酵过程中,疏水蛋白能够诱导酵母提前絮凝。疏水蛋白还可能会在侍酒过程中增加二氧化碳气体的释放,导致啤酒开瓶喷涌。
大麦病虫害的管理取决于杀虫剂,尤其是杀菌剂,同时也取决于良好的农艺习惯。许多疾病可以依靠残留在农田中的腐败植株而熬过冬季严寒,继而感染下一年的植株,因此尽量清除这些疾病就变得尤为重要。农药通常用于预防和控制大麦疾病,但必须要及时的施用,并且通常会被生病植株中产生的抗体而产生耐药性。
培育对特定疾病具有抗性的大麦品种可能只能在短期内缓解病害,目前农业学家正在试验以包括部分抗性、轮作和卫生管理的综合方式对病害进行治理。此外,需要再病害爆发进行早期预警,以便当地集中采取行动,并预测未来几年的不同选择和定制实施方案。在多数情况下,当大麦表现出严重病情时,可能已经无法有效治疗。所以在疾病出现之前,使用分子检测技术来识别大麦组织中的疾病,建模预测疾病的发病过程并直接进行治疗才是最有效的方式。鉴于全球气候变化和环境敏感性的提高,未来的大麦病害治理势必需要对特定疾病有更深入的了解,以及采用更具新意的方法。
——Keith Thomas
