畜牧業機械化
[拼音]:zhiwu binglixue
[英文]:plant pathology
研究植物不正常狀態和病態的症狀、致病機制、發生發展規律以及防治原理和措施等的科學。農業科學的重要分支學科之一。目的在於保護植物免受或減少病害,求得農業生產的優質、高產和穩產。研究範圍涉及寄主植物與寄生物和引起病害環境因素之間的關係,它以植物學、微生物學和生態學等為基礎,同時又和作物栽培學、育種學、土壤學、農業氣象學、農業昆蟲學、農業藥物學、生物統計學等有著密切的聯絡。
簡史
植物病理學是人類在與植物病害的鬥爭中發展起來的。法國人杜蒂葉最早注意到小麥黑穗病是因小麥種子沾染了某種黑粉所致;同時,法國的普雷沃證實了這種黑粉是微生物,從而提出用硫酸銅對麥種進行消毒防治的建議。但正式確立植物病原學說的是德國人H.A.德巴里。他研究了黑粉病菌和馬鈴薯晚疫病菌的生活史後,發現先有真菌的孢子侵入植物,然後才發病,從而確證真菌有寄生性和致病性,推翻了當時流行的所謂植物腐爛或朽敗是因為“鬱汁”所致等“生物自然發生論”的謬誤概念。當時,德國的J.屈恩研究了許多植物病害的真菌病原,寫出了第一本農作物病害著作。早期的植物病理學研究者多為真菌學者,如法國第一個植物病理學實驗室負責人普利略和A.米亞爾代。後者在1865年發表了第一篇植物病理學論文,併發明瞭殺菌劑波爾多液。19世紀末20世紀初,美國、義大利、日本也相繼開始了植物病理學的研究。證實細菌為植物病原之一的研究工作,始於1878年美國J.伯里爾對蘋果火疫病的研究。其後荷蘭的J.H.瓦克發表了鬱金香黃化病的病原是細菌的研究報告,從而進一步證實了J.伯里爾細菌病原說的正確性。病毒可使植物患病的認識因19世紀俄國人伊萬諾夫斯基確認菸草花葉病毒的傳染性而被證實。但對病毒病的研究則始於20世紀初。在美國的W.M.斯坦利於30年代發現病毒為核蛋白結構,特別是40年代電子顯微鏡發明後,這方面的進展更為迅速。
中國植物病理學方面的高等教育始於20世紀初。當時,北京農科大學、南京東南大學和金陵大學、嶺南大學等,先後開設了植物病理學課程,鄒秉文為此撰寫了國內第一本專著《植物病理學概要》。此後金陵大學、中央大學、浙江大學和嶺南大學曾先後設立了植物病理學系。30年代以前的研究重點主要是病原真菌學,以後逐漸向其他研究領域發展。1950年後,中國在各農學院中建立了植物保護或植物病理專業,並培養專業研究生和碩士、博士研究生。同時重點進行了植物病害的防治研究,如對小麥黑穗病、黑粉病及小麥線蟲病的大面積防治等。通過對小麥 3種鏽病流行規律及抗病育種等的全面協作研究,明確了小麥鏽病在中國的傳播狀況和病原體不同生理小種的特性,並選育了多種抗病良種。此外,對水稻稻瘟病、白葉枯病、甘薯黑斑病、蘋果樹爛皮病、馬鈴薯病毒退化病、白菜軟腐病和白菜孤丁病等的發生發展及防治等也作了研究。正在開展的植物病害生物防治的研究,將對控制植物病害開闢新的途徑(見彩圖)
國際上較早的植物病理學會組織是成立於1909年的美國植物病理學會(ASPP),學會的《植物病理學報》創刊於1911年。歐洲國家以植物病理學會命名的組織成立較遲,但專門學報的出版則較美國為早,如德國創刊於1880年的《植物病理學雜誌》。中國植物病理學會成立於1929年,1955年開始出版《植物病理學報》。國際植物病理學會(ISPP)於1963年在英國成立,中國植病學會為該學會理事國。
研究內容
主要包括以下方面:
(1)症狀學。研究植物發病機制和患病後不正常狀態的型別的學科。症狀可分為巨集觀和微觀兩類。前者大多為器官和組織的變色或枯死,植株生長的畸形、增生或抑制,種子或果實產量的減少和品質的變劣等。後者主要是藉助顯微技術觀察到的染病植物組織生長髮育的改變和破壞,屬病組織學或病細胞學的研究範疇。
(2)病原學。研究植物病害發生原因的學科。植物病害按病因可分為侵染性病害和非侵染性病害。前者大多為致病寄生物(又稱病原物)引起,包括真菌、細菌、病毒、類病毒、菌原體、類菌原體、類立克次體和線蟲,以及寄生性原生動物和種子植物(見植物病害病原物),病害的發生是病原物和寄生植物在一定環境條件下相互作用的結果(見植物病害)。後者由非生物因素引起,如高溫和低溫的傷害,空氣和水的汙染,有毒物質或農藥中毒,土壤中營養元素的過多或缺少等。
(3)病理生理學。植物病理學和植物生理學相結合而形成的一門分支學科。主要是從個體水平和微觀水平上運用植物生理學的原理與方法,研究受病植物體內生理上所發生的變化。
(4)病原生態學。研究植物生態系統的學科。它從種群水平和巨集觀水平上研究各種病原物與寄主植物,以及與其他生物的、物理的、化學的、地理的環境條件之間的複雜關係,並探討生態平衡同病害發生和傳播之間的關係(見植物病害流行)。
(5)流行病學。在群體水平上研究寄主-病原-環境條件三者相互關係的學科。以病原生態學為基礎,定量調查與植物病害發生髮展和傳播密切相關的因素,並運用數理分析方法,依據若干最關鍵的因素資料建立預測病害流行的數學模型,供實際預測預報之用。
(6)抗病性。研究內容包括植物抗病性和病原物致病性的變異機制和遺傳規律,人工誘導植物以增強其抗病性,或採用雜交方式將抗病基因組合於某一農作物品種等。80年代以來運用遺傳工程解決植物抗病性的工作發展迅速(見植物抗病性)。
(7)病害綜合治理。鑑於採用單一措施預防或治療一種病害往往效果不大,防治措施的研究正日益著重於綜合治理,以恢復或保持生態平衡,避免或減少環境汙染,達到經濟、安全、有效地控制病害發生與發展的目的(見植物病害防治)。
方法和前景
植物病理學的研究方法多種多樣。如病原學的研究是採用生物學顯微製片技術,通過微生物學和醫學中常用的分離、培養、接種、再分離等程式,完成科克氏法則驗證。抗病育種的研究要運用雜交育種方法和數學統計分析。20世紀80年代以來,一方面是電子計算機在植病流行學上的應用,為進行病害流行因素之間關係的進行定量分析提供了有效的手段,從而使病害流行的預測預報更加迅速準確,綜合治理措施更為合理,對病害生態體系的研究更為深入;另一方面是分子生物學的進展,已可使許多植物病理現象和植物的抗病或感病機制從分子水平加以分析研究,並運用遺傳工程進行抗病育種。現在,植物病理學還在不斷向深度、廣度發展,形成新的學科領域,如種子病理學、植物收穫後的病害研究等。在防治手段方面,生物防治將有廣闊的發展餘地,而化學防治將趨向於研究和使用無毒或低毒的治療劑和抗性激發劑等。
參考書目
方中達主編:《普遍植物病理學》,農業出版社,北京,1979。