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牛羊吃草或能减少草地病害

作者:admin 来源: 日期:2021/3/10 15:57:31 人气:4 标签:牛羊吃草或能减少草地病害

  在约占我国国土面积41%的60亿亩草地上,放养着数以亿计的牛羊,它们是群众赖以生存的“饭盒子”和“奶罐子”,草地的健康与人类生产生活息息相关。传统观点认为,放牧会对草场造成破坏。近日,兰州大学生态学创新研究院刘向研究员通过一系列实验发现,一定梯度的放牧可以通过病原体减少植物病害从而间接保护草地。

  植物病原体包括病原菌物(又包括病原真菌和病原卵菌)、病原细菌、病原线虫和植物病毒等类群,根据病原体的生活史特征,又可以被分为活体营养型病原体和死体营养型病原体。“如果把病原体比喻成‘吸血鬼’的话,可区分为‘吸人血’的活体营养型病原体和‘吸鬼血’的死体营养型病原体。”刘向告诉记者,所谓活体营养型病原体,是指仅能从宿主的活细胞中获取营养,并生活在活植物组织内的病原体,病毒在离开活细胞后,就会迅速失活,比如植物常见的锈病和白粉病等,其病原体就属于活体营养型。而死体营养型病原体,则是指能够从宿主的死细胞中获取营养,并可以生活在死植物组织内的病原体。

  病原体的上述生活史特点,直接导致活体营养型病原体的繁殖体往往只能存在于鲜活的植物组织内,而死体营养型病原体的繁殖体则在枯枝落叶和土壤中无处不在。

  根据植物病原体的特点,刘向课题组选择青藏高原东部的典型高寒草甸为研究对象。青藏高原作为世界屋脊,也是5000万只绵羊,1400万头牦牛生存的“乐土”。

  刘向课题组利用牦牛放牧梯度实验平台,针对不同放牧梯度(在一定面积的草地上放养不同数量的牛羊,放的牛羊越多则放牧强度越大)下植物病害的发生情况开展了大量的调查,初步发现放牧会直接降低活体营养型病原体所导致的植物病害,如锈病。“也就是说,一定强度的放牧可以通过病原体减少植物病害间接保护草地。”刘向说。

  同时,研究发现,放牧对病原体的抑制仅限于活体营养型,对死体营养型病原体所导致的植物病害,如叶斑病,则无显著影响。

  上述的发现是仅仅在青藏高原成立,还是放之四海而皆准?

  为了证实上述发现是否具有普遍性,刘向课题组基于Web of Science和中国知网数据库,在全球范围内共计获取了63项有关放牧影响植物病害的案例研究,而后对数据进行整合分析。

  分析结果证实了刘向课题组之前根据高寒草甸放牧实验所得出结论的准确性:放牧在降低活体营养型病原体引起病害的同时,并不会显著影响死体营养型病原体所引起的病害。

  刘向团队进一步设计了控制性实验,以探究这种差异化影响的潜在机制。他选择了两种高寒草甸常见植物,其中一种携带由活体营养型病原体引起的锈病,而另一种则携带由死体营养型病原体引起的叶斑病。研究人员使用剪刀人工去除掉部分植物叶片以模拟放牧可能给植物叶片带来的影响,而后对病害的发生情况进行调查。

  控制实验证实,活体营养型病原体主要分布在新鲜牧草上,放牧过程中,牲畜啃食牧草,移除了活体营养型病原体的繁殖体,从而达到控制传播源的目的。同时,牲畜在啃食过程中,植物产生的伤口可能会促进死体营养型病原菌的传播,进而引发病害,因为死体营养型病原菌的繁殖体往往能够大量存在于枯枝落叶、土壤甚至空气中。

  目前,该成果以《Contrasting effects of mammal grazing on foliar fungal diseases: patterns and potential mechanisms》为题发表在国际植物学顶级刊物New Phytologist上。该研究回答了放牧究竟会如何影响不同生活史类型病原体引起的植物病害,极大地提高了我们对放牧情景下植物病害发生情况的预测能力,为制定草原利用和管理措施,开发草原生物灾害预警系统提供了重要的理论支撑。

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