隨著孢子向北移動大豆銹病發(fā)展起“滾動”的流行病
雖然中西部大豆種植者尚未經(jīng)歷大豆銹病的沖擊,但美國南部的種植者對這種疾病非常熟悉。每年,真菌從佛羅里達(dá)州南部和墨西哥灣沿岸各州的冬季家園慢慢向北移動,并最終到達(dá)伊利諾伊州的大豆田 - 通常在收獲前。
研究表明,該病有可能在更長的距離內(nèi)跳躍,并在生長季節(jié)早些時(shí)候到達(dá)中西部大豆作物。研究表明,從南方移動的氣團(tuán)可以清除受感染植物(葛根或大豆)的銹菌孢子,并在季節(jié)早期向北運(yùn)輸數(shù)百英里,可能危及中西部大豆作物。
根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局植物病理學(xué)家,伊利諾伊大學(xué)作物科學(xué)系教授格倫哈特曼的說法,這可能正在發(fā)生,因?yàn)閯?chuàng)建颶風(fēng)哈維的風(fēng)暴系統(tǒng)向北移動。畢竟,過去颶風(fēng)一直是造成孢子長距離運(yùn)動的原因;科學(xué)家們認(rèn)為颶風(fēng)伊萬于2004年從哥倫比亞帶來了大豆銹病。
盡管長距離運(yùn)動可以而且確實(shí)發(fā)生,但自2005年以來,短距離孢子運(yùn)動一直是該疾病每年向北蔓延的主要原因。哈特曼認(rèn)為這種短距離運(yùn)動本賽季一如既往地發(fā)生,除非有任何異常來自哈維颶風(fēng)的后果,他預(yù)計(jì)在2017賽季后期伊利諾伊州的大豆田中會出現(xiàn)銹病。
正是這種短距離運(yùn)動激起了哈特曼的興趣;他說,長距離傳播的預(yù)測沒有考慮真實(shí)世界的孢子運(yùn)動。在不知道實(shí)際從樹冠中逃逸的銹孢子的數(shù)量和有利于孢子散布的條件的情況下,長距離傳播模型可能是不準(zhǔn)確的。因此,在最近的一項(xiàng)研究中,哈特曼和他的同事在阿拉巴馬州,佐治亞州和佛羅里達(dá)州的銹病感染的大豆田中,周圍和上面放置了兩種孢子收集陷阱。該團(tuán)隊(duì)還測量了環(huán)境數(shù)據(jù),包括氣溫,相對濕度,風(fēng)速和風(fēng)向,降水量和葉片濕度。
大部分孢子留在樹冠內(nèi),但有一部分(三分之一到二分之一)浮在上面。孢子也從田地橫向移開,但大多數(shù)停留在50英尺以內(nèi),大約一半移動到200英尺。
這些數(shù)字解釋了這種疾病的短距離傳播通常如何起作用。Rust可能會在一個(gè)領(lǐng)域內(nèi)傳播,然后跳到附近的另一個(gè)主機(jī)kudzu的補(bǔ)丁??紤]到南方有多少葛根蔓延,另一個(gè)大豆田在幾百英尺范圍內(nèi)是個(gè)好消息。從那里,它再次跳躍,逐漸向北移動。哈特曼說,在平均夏天,大豆銹病從南方以每天約30英里的速度卷起。
Hartman的研究還確定了有利于或阻礙銹斑孢子短距離移動的環(huán)境因素。使用稱為機(jī)器學(xué)習(xí)的統(tǒng)計(jì)方法,該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)孢子在炎熱和多風(fēng)的條件下走得更遠(yuǎn),并且在潮濕潮濕的條件下更靠近樹冠。
“真正驅(qū)動局部感染的是濕度和濕度,”哈特曼說。“那些是真菌感染和孢子產(chǎn)生的良好條件。當(dāng)下雨時(shí),它會將孢子從葉子病變中洗掉,所以它們不能用于長途運(yùn)輸。但真菌只會形成新的孢子,準(zhǔn)備就緒在干燥多風(fēng)的日子里運(yùn)輸。“
該研究解釋了短距離運(yùn)輸,但結(jié)果如何預(yù)測長距離運(yùn)動?
“我認(rèn)為這項(xiàng)研究很好地了解了大豆冠層內(nèi)和大氣層上方的大氣中的銹菌孢子數(shù)量以及遠(yuǎn)離受感染田地的距離。該空域的孢子數(shù)量存在很大差異,”Hartman說。 。“如果你想到超出油田的空域,那么稀釋系數(shù)是巨大的。”
換句話說,孢子從樹冠中取出并被上升氣流用于長距離運(yùn)動的機(jī)會可能低于假設(shè)。如果你考慮孢子在高海拔氣流中存活的可能性,那么機(jī)會仍然較低。
“這些高海拔氣團(tuán)中的孢子暴露在極端溫度和紫外線輻射下。沒有多少孢子存活下來,雖然那些黑色色素可能有更好的機(jī)會。大豆銹菌孢子含有非常少的色素,而淺色素孢子則是非常容易受到紫外線的影響,“哈特曼說。
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