林业科学  2008, Vol. 44 Issue (8): 78-81   PDF    
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陈瑶, 汪来发, 朴春根, 朱天辉, 申相澈, 郑荣镇.
Chen Yao, Wang Laifa, Piao Chungen, Zhu Tianhui, Shin Sangchul, Chung Yeongjin
木腐菌对松材线虫病病死树伐桩的作用
Effects of Wood-Rotting Fungi on Stumps of Dead Wood Caused by PWN(Bursaphelenchus xylophilus)
林业科学, 2008, 44(8): 78-81.
Scientia Silvae Sinicae, 2008, 44(8): 78-81.

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收稿日期:2007-11-15

作者相关文章

陈瑶
汪来发
朴春根
朱天辉
申相澈
郑荣镇

木腐菌对松材线虫病病死树伐桩的作用
陈瑶1,2, 汪来发1, 朴春根1, 朱天辉2, 申相澈3, 郑荣镇3     
1. 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 国家林业局森林生态学与森林保护学重点实验室 北京 100091;
2. 四川农业大学林学园艺学院 雅安 625014;
3. 韩国山林科学院 首尔 130-712
摘要: 采用硫磺菌菌株6600、杂色云芝菌株6923、松生拟层孔菌菌株W11、茯苓菌株6284和粗皮侧耳菌株6221接种处理松材线虫病病死树伐桩,研究5个菌株对伐桩的分解能力以及对伐桩内松材线虫的作用情况。结果表明:硫磺菌菌株6600对伐桩的分解能力以及对伐桩内松材线虫的抑杀作用都最强;对伐桩内松材线虫数量与伐桩样品质量的相关分析表明两者呈极显著的正相关。该研究为今后在实际生产中利用木腐菌处理伐桩奠定了重要的基础。
关键词:木腐菌    松材线虫病    分解    伐桩    
Effects of Wood-Rotting Fungi on Stumps of Dead Wood Caused by PWN(Bursaphelenchus xylophilus)
Chen Yao1,2, Wang Laifa1, Piao Chungen1, Zhu Tianhui2, Shin Sangchul3, Chung Yeongjin3     
1. Key Laboratory of Forest Ecology and Forest Protection of State Forestry Administration Research Institute of Forest Ecology, Environment and Protection, CAF Beijing 100091;
2. College of Forestry and Horticulture, Sichuan Agricultural University Ya'an 625014;
3. Korea Forest Research Institute Seoul 130-712
Abstract: The stumps of the dead wood caused by Bursaphelenchus xylophilus(PWN) were one of the most important infection source of pine wilt disease. Effective measure taken to treat stumps would be helpful to improve efficiency to control the disease. In this study, Laetiporus sulphureus strain 6600, Coriolus versicolor strain 6923, Fomitopsis pinicola strain W11, Poria cocos strain 6284 and Pleurotus ostreatus strain 6221 were chosen to treat stumps of the dead wood caused by PWN, the ability of decomposing stumps and the effects of PWN were studied in this paper. The results showed that the strain of 6600 had the highest ability to decompose stumps and certain nematicidal effects on PWN. The correlation analysis indicated that the number of PWN had significant and positive relation with the weight of stumps. The study sets important basis of using wood-rotting fungi for treating stumps of the dead wood in the future.
Key words: wood-rotting fungi    pine wilt disease    stumps    decompose    

松材线虫病是由松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)通过媒介昆虫在健康松树上取食或产卵侵入松树体内,在短时间内引起松树(Pinus)枯死的一种严重林木病害,被称为无烟的森林火灾(董锦艳等,2005)。在我国,松材线虫病病死树伐桩中的松材线虫和松墨天牛(Monochamus alternatus)幼虫是松材线虫病重要侵染源之一(朱克恭等,1992)。目前对病死树伐桩的处理一般有以下几个方法(来燕学等,1999):1)化学药物灌注伐桩;2)塑料袋包扎伐桩;3)剥皮挖虫;4)挖树桩烧毁。其中方法1)、2)处理效果不明显,而且长期使用化学试剂会对环境造成负面影响;方法3)、4)虽然在一些地区取得一定效果,但该方法工序复杂,代价巨大,不能在疫区普遍推行。于是,伐桩就成为松材线虫病除治工作中的难点之一,采取有效措施处理伐桩将有利于提高该病的防治效果。木腐菌是有机体的末端分解者,可以利用从单糖到纤维素及木质素等有机大分子的多种有机化合物,因此比子囊菌、半知菌具有更大的在伐桩上定殖的优势(池玉杰,2003),若使用木腐、食用真菌接种处理病死树伐桩,不仅能够分解伐桩而且还能够将伐桩作为木腐、食用真菌的栽培材料,从而变废为宝,给松材线虫病疫区带来良好的社会和经济效益。有研究表明,真菌对松材线虫的繁殖具有较强的抑杀作用(董锦艳等,2005张建平等,2003Mamiya et al., 1999李国红等,2001胡赛蓉等,2006)。但有关利用木腐、食用真菌处理松材线虫病病死树伐桩的研究至今未见系统报道。

本研究利用前期试验中筛选出的不利于松材线虫繁殖而且对马尾松木块具有较强分解能力的5个木腐菌菌株进行试验,主要研究这5个菌株对林间病死树伐桩的分解情况以及对伐桩内松材线虫的作用情况,以期为松材线虫病病死树伐桩处理提供一条新途径。

1 材料和方法 1.1 试验地概况

马鞍山市林场位于安徽省东南部,长江东岸,属北亚热带南缘的季风气候。阳光充足,雨量充沛,气候温和。年均温15.8 ℃,极端最高温41.1 ℃,极端最低气温-13 ℃,10 ℃以上常年积温3 062 ℃。年均降水量1 003.6 mm,雨热同季,相对湿度78%。试验点设在林场的戴山上,海拔一般100 m左右。试材为感染松材线虫病刚死亡的马尾松(Pinus massoniana)伐桩,肉眼观察伐桩无蓝变现象和无其他木腐菌存在。

1.2 试验材料 1.2.1 松材线虫

本次试验所用松材线虫由中国林业微生物菌种保藏管理中心(CFCC)提供。在长满盘多毛孢(Pestalotia sp.)的玉米粒培养基上接种松材线虫于25 ℃条件下培养10 d后获得大量松材线虫,放置于4 ℃冰箱中保存备用。

1.2.2 菌株

供试菌株全部由中国林业微生物菌种保藏管理中心(CFCC)提供,包括松生拟层孔菌(Fomitopsis pinicola)菌株W11,硫磺菌(Laetiporus sulphureus)菌株6600,杂色云芝(Coriolus versicolor)菌株6923,茯苓(Poria cocos)菌株6284,粗皮侧耳(Pleurotus ostreatus)菌株6221。将上述5株木腐菌分别进行液体培养以获得大量菌液备用。

1.3 试验方法 1.3.1 接种材料的准备

用直径12 cm,长22 cm的聚丙烯原种袋,每袋装300 g滑石粉或100 g木屑、4 g葡萄糖、4 g玉米粉、1 g蛋白胨、0.6 g KH2PO4、0.3 g MgSO4·7H2O、4 g果胶和4 g L-谷氨酸钠,装袋后将材料混合均匀并封口。在高压灭菌锅中(121 ℃)重复灭菌2次,每次灭菌40 min。待接种材料温度冷却下来以后,在无菌操作台上将上述准备好的菌液按照每袋100 mL的接种量加入到每个袋中混合均匀,排出袋内空气并封口。在最初的3个星期每天都要翻动接种材料,之后每个星期翻动2次,这样的接种材料可以在室温下至少保存1年的时间而不破坏其菌种的活性。在进行田间接种试验以前,要对袋内菌种活性进行检测,在无菌操作台上取少许袋内材料在PDA培养基上看其是否生长良好,菌丝生长良好说明该接种材料仍然具有活性,该菌种可进行田间试验。在伐桩上接种木腐菌之前每个袋内都要加入200 mL浓度为1%的葡萄糖溶液、100 mL植物油和少许鸡蛋,将它们混合均匀后就可以进行接种。

1.3.2 伐桩的准备

选择直径15 cm以上无虫蛀、未脱皮腐烂的伐桩90个并作标记。接种前在伐桩木质部没有发现被菌分解的迹象。每个菌株接种处理15个伐桩,在接种木腐菌前一个星期用20%的石灰水涂抹伐桩表面,防止杂菌生长,同时在伐桩周围1 m范围内喷洒灭白蚁药水(高宜兴,2002桂明英等,2000)。不作任何处理用15个伐桩作为对照。

1.3.3 接种松材线虫

接种木腐菌以前采用树干注射法在90个伐桩上接种松材线虫,用直径为0.5 cm的打孔器在伐桩表面打出深度约为1 cm的圆孔,再用移液枪吸取松材线虫悬浮液(10 000条)滴加到圆孔中,用脱脂棉花球封住孔口,然后用胶带封住接种部位(池树友等,2006)。

1.3.4 接种木腐菌

接种木腐菌应选择晴天午后或阴天进行,根据各个木腐菌的栽培特点在伐桩上进行接种,接种时将事先准备好的接种材料涂抹在伐桩表面然后盖上透气薄膜以利保湿(高宜兴,2002桂明英等,2000吴庆华等,2003)。每株木腐菌接种处理15个伐桩。接菌处理70 d。

1.3.5 木腐菌分解能力的测定

接菌处理70 d后,将供试的90个伐桩样品采回实验室做进一步分析,采样时取每个伐桩接菌部位木样,每一个伐桩样品均制成规则的木块试样(2 cm×2 cm×1 cm)各3个,编号后放入(100±5) ℃的烘箱中烘干至恒重后称取每个木块的质量,与对照伐桩木块试样作比较,分析每个木腐菌菌株对伐桩的分解情况。以每个伐桩木块的质量来衡量木腐菌对伐桩分解能力的大小(池玉杰,2001)。

1.3.6 伐桩内松材线虫的数量

接菌处理70 d后,将采回的伐桩样品定量(30 g)取样,按照贝尔曼漏斗法分离松材线虫并计数(方中达,1998),同时定量(30 g)取样分离对照伐桩内松材线虫并计数。

1.3.7 数据分析

分别统计各个伐桩样品质量以及伐桩内松材线虫数量,运用SPSS 13.0软件进行方差分析、差异显著性检验及多重比较,对伐桩内松材线虫数量和伐桩样品质量进行相关分析。

2 结果与分析 2.1 伐桩样品质量

5个木腐菌菌株分别按照1.3.4的方法准备接种材料,硫磺菌菌株6600和茯苓菌株6284使用木屑,其他3个菌株使用滑石粉。接菌处理70 d后75个接菌伐桩样品及15个对照伐桩样品的质量及不同木腐菌对伐桩样品质量的影响显著性检验结果见表 1

表 1 伐桩样品质量及显著性检验(Dunnett氏检验) Tab.1 The weight of samples from stumps and multiple comparisons(Dunnett's test)

接菌处理后的伐桩样品质量均比对照伐桩样品质量低,在伐桩上接种粗皮侧耳菌株6221、杂色云芝菌株6923、松生拟层孔菌菌株W11、硫磺菌菌株6600和茯苓菌株6284处理伐桩70 d后伐桩样品平均质量分别为2.16、1.98、2.20、1.90和2.07 g,而对照伐桩样品平均质量为2.24 g;接种硫磺菌菌株6600和杂色云芝菌株6923处理伐桩70 d后伐桩样品的质量与对照伐桩样品的质量差异显著,接种另外3个菌株处理伐桩70 d后伐桩样品的质量与对照伐桩样品的质量差异不显著。

2.2 伐桩样品中松材线虫的数量

在松材线虫病病死树伐桩上接菌处理70 d后,定量(30 g)分离伐桩样品中松材线虫数量及不同木腐菌对伐桩中松材线虫数量的影响显著性检验结果见表 2

表 2 伐桩样品中松材线虫的数量及显著性检验(Dunnett氏检验) Tab.2 The number of PWN isolated from stumps and multiple comparisons(Dunnett's test)

从各伐桩样品中都分离到了松材线虫,接种硫磺菌菌株6600处理伐桩70 d后从伐桩中分离到的松材线虫数量最少,仅为973.1条,接种松生拟层孔菌菌株W11处理后从伐桩中分离到的松材线虫数量最多达到2 909.6条,对照伐桩中分离到的松材线虫为2 628.3条。对松材线虫数量的显著性检验得知,接种硫磺菌菌株6600处理伐桩70 d后从伐桩中分离到的松材线虫数量与对照伐桩中分离到的松材线虫数量差异显著。

2.3 伐桩中松材线虫数量和样品质量的相关分析

在松材线虫病病死树伐桩上接菌处理70 d后,对每个伐桩内分离到的松材线虫数量和伐桩样品质量作相关分析,两者之间的相关系数为0.362,该结果表明伐桩内松材线虫数量与伐桩样品质量呈正相关关系,其相关性达到了极显著水平,说明伐桩受木腐菌侵染被其分解后对伐桩内的松材线虫数量有极显著的影响。

3 结论与讨论

对本试验各个处理伐桩样品的质量分析表明,接菌处理的伐桩样品质量比对照伐桩样品质量轻,说明接菌处理70 d后,5个木腐菌菌株都分别对病死树伐桩起到了一定的分解作用。在田间试验的过程中,由于定殖竞争力的存在导致各个木腐菌菌株在伐桩上的定殖能力出现差异,从而造成各个木腐菌菌株对伐桩分解能力的差异。接种硫磺菌菌株6600和杂色云芝菌株6293处理伐桩70 d后的伐桩样品质量与对照伐桩样品质量之间差异显著(表 1),这2个菌株在本试验中都表现出对松材线虫病死树伐桩较强的分解能力,说明这2个菌株在田间试验条件下具有较强的定殖竞争力,它们能够很好地在松材线虫病病死树伐桩上定殖并对伐桩进行分解。

本试验所用的5个木腐菌菌株均对松材线虫具有较强的抑杀作用,都不利于松材线虫的繁殖。在田间试验的各个伐桩中都分离到一定数量的松材线虫,其中接种松生拟层孔菌菌株W11和茯苓菌株6284处理伐桩70 d后从伐桩样品中分离到的松材线虫数量比对照伐桩中分离到的松材线虫数量多,但差异不显著(表 2)。接种硫磺菌菌株6600处理伐桩70 d后从伐桩样品中分离到的松材线虫数量比对照伐桩中分离到的松材线虫数量少,而且差异显著(表 2)。相关分析结果表明:病死树伐桩中的松材线虫数量与伐桩样品质量之间存在极显著的正相关关系。这说明木腐菌对伐桩的分解能力越强则该菌株对伐桩内的松材线虫的抑杀作用也越强。由此可见:接种木腐菌处理松材线虫病病死树伐桩效果的好坏在于所接种木腐菌对伐桩分解能力的强弱,而木腐菌在田间试验条件下对伐桩的分解能力强弱取决于该菌株在伐桩上定殖能力的强弱,定殖能力强的木腐菌能够很好地在伐桩上定殖,进而对伐桩进行分解同时有效地作用于伐桩内的松材线虫。

本试验所用的5个木腐菌菌株都具有一定的药用或食用价值,该5个菌株在田间试验中都表现出对伐桩具有不同的分解能力。其中硫磺菌菌株6600和杂色云芝菌株6293在本试验中对伐桩的分解能力比较强,而且硫磺菌菌株6600还具有较强的抑杀伐桩内松材线虫的能力。由此可见:利用木腐菌、食用真菌接种处理松材线虫病病死树伐桩是一项环保、有效的病死树伐桩处理技术。将松材线虫病病死树伐桩作为木腐菌、食用真菌的栽培材料,能够给松材线虫病疫区带来良好的社会和经济效益,这一处理技术值得在松材线虫病疫区推广应用。

在实际生产中利用木腐菌、食用真菌处理伐桩应注意:1)提高菌株定殖能力处理伐桩的效果关键在于接种木腐菌、食用真菌在伐桩上定殖能力的强弱,因此,改良接种材料的配方以获得木腐菌、食用真菌最佳的定殖效果,从而更好地处理松材线虫病病死树伐桩。2)防止杂菌污染伐桩对松材线虫致病机理的研究表明,松材线虫与其伴生细菌协同作用导致被接种松树的死亡,死亡后的松树木质部内充满了细菌和线虫(赵博光等,2001),同时,在伐桩内还可能存在不少真菌,这些细菌和真菌都对外来木腐菌、食用真菌的侵入与定殖有一定的影响。所以,对伐桩进行必要的前期处理以减少杂菌污染伐桩的几率从而获得木腐菌、食用真菌在伐桩上的最佳定殖环境,这将有利于菌株更好地处理病死树伐桩。3)防止白蚁取食菌丝木腐菌、食用真菌菌丝能产生特殊香味,这种香味能吸引白蚁取食菌丝,因此应该定期喷洒灭蚁药水防止白蚁取食菌丝。以上3点将是今后在实际生产中利用木腐菌、食用真菌处理松材线虫病病死树伐桩研究的主要方向。

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