气候变化引起复杂的植物疾病变化

2010-7-05 16:30 来源: 人民网
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  人类行为所引起的地球大气层成分变化,可能改变未来植物所患的疾病。研究人员预计2050年,全球二氧化碳含量将达到前工业时代的两倍,这将让粮食生产面临很多的不确定性。而届时由于人口的增加,粮食需求将大增。

  伊利诺伊大学研究人员正在研究偏高的二氧化碳、臭氧以及大气温度对植物疾病的影响,这些疾病可能会阻碍农作物在不断变化的环境下的成长。

  伊利诺伊大学农业科学副教授达林・依斯特本(Darin Eastburn),在自然农田条件和“无大豆、空气浓度充足”(SoyFACE)的设备环境中,估测了偏高的二氧化碳和臭氧对三种重要的大豆疾病的影响。2005-2007年,采用常规调查方式和数码图像分析对霜霉病、壳针孢褐斑病、猝死综合症这三种疾病进行了研究。依斯特本表示:随着大气层成分影响疾病的表现形式,这三种疾病的表现也各自不同。

  通过寄主植物的变化,大气中偏高的二氧化碳含量更易于对植物疾病有直接的影响。“在二氧化碳含量更高的环境中生长的植物长势更快,个头更大,冠层更密。植物冠层密集,降低光线亮度从而导致某些疾病容易滋生,同时空气不流通致使植物湿度加大,这有利于植物病原体产孢形成。”

  同时,二氧化碳含量偏高的环境会植物气孔经常关闭――气孔是植物吸收二氧化碳和释放氧气的毛孔。由于植物病原体通常是通过进入气孔引发疾病,因此更为频繁的气孔关闭也许有利于防止病原体进去植物。

  而在臭氧偏高的环境中,植物生长受阻,个头偏小,冠层不太密集。这会延缓一些病原体的生长和繁衍,不过,臭氧会伤害植物组织,这导致病原体更容易侵入植物。“二氧化碳和臭氧含量偏高会让植物对某些疾病免疫,对某些疾病缺乏抵抗能力。”依斯特本这样说道:“这与我们在环境变化实验中观察到的结果一样。”

  伊利诺伊大学的SoyFACE系统是全球首个研究气候变化对植物疾病影响的系统。该系统有助于研究者评估在不同的生长季节,气象学因素诸如干旱或温度变化这些自然可变性与大气成分变化一道对自然生长的大豆疾病的影响

  依斯特本相信,气温上升和热带雨林变化也会影响植物疾病的变化。“有的时候,就算温度只变化几度,也会导致植物疾病提前到来。气温提高,致使某些病原体能越冬,从而导致某些疾病扩展,而此前这些病原体由于温度太低则无法越冬。”

  “研究气候变化有利于我们提前知道哪些疾病会成为植物最大的敌人,从而从容应对。现在是时间发挥植物医生、农学家、园艺家等等的作用了。”