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Environment

槲寄生根除器 - 同时机械和化学控制槲寄生的新型工具

Published: March 1, 2022 doi: 10.3791/63455

Summary

该协议描述了一种易于操作的工具,称为槲寄生根除器,它结合了机械和化学方法,可以有效地控制宿主树上的槲寄生感染。该手稿以欧洲槲寄生(Viscum专辑 亚种 专辑 L.)为例。

Abstract

一些槲寄生动物,一种空中植物半寄生虫,由于其与各种生物的营养和主题关联,同时充当生物海盗,通过haustorium窃取水和养分来耗尽宿主树,从而在生态系统中发挥类似Janus的作用,因为它们是丰富的生物多样性热点。许多农作物和木材树木受到槲寄生的攻击,例如,矮槲寄生针叶树,Tapinanthus属的代表以番石榴为目标,而Phoradendron Mistletoe针对山核桃。最近,2018年,欧洲槲寄生(Viscum专辑亚种专辑L.)在普通核桃的单一栽培摊位(Juglans regia L.)中首次在印度克什米尔山谷的不同地区记录了越来越多的感染。基于用生长调节剂ethephon和草甘膦喷洒槲寄生外生菌的常见化学方法,由于V. album在下一个植被季节重新发芽,因此效率不高。槲寄生的手工修剪非常耗时,聚乙烯覆盖物导致宿主组织的局部腐烂。根除槲寄生的最有效方法是使用一种称为槲寄生根除器的新型工具,该工具允许同时使用机械和化学手段控制槲寄生。它由一个操纵杆和终端修剪锯组成,该修剪锯具有一个装满生长调节剂的容器,液体从中通过喷嘴缓慢地滴到锯片上。它允许从地面和树冠上工作。在靶向施用5%-10%的乙草磷或草甘膦到刚修剪的V的基部后。与唯一修剪或喷洒的外生菌相比,在修剪后9个月,皮质茎(存根),外生菌重新发芽显着减少。槲寄生根除剂的替代变体是在乌克兰建造的,其中仅填充了食用色素添加剂来跟踪液体滴落,并成功进行了测试。

Introduction

槲寄生是一组分类学上多样化的空中茎半寄生虫,属于Loranthaceae,Viscaceae,Santalaceae,Amphorogynaceae和Misodendraceae家族(Santalales目)。它们通过称为haustorium(内生菌)的特定解剖桥附着在易感的宿主树上,并且在很大程度上依赖于宿主的水和营养供应,但仍然能够通过称为exophyte12的绿色空中部分进行光合作用。虽然槲寄生可能被认为是为各种生物提供食物和庇护所的多样性热点,但一些槲寄生物种确实是生物海盗,通过减少其年度顶端和侧向生长,开花和结果以及促进真菌和细菌等生物入侵者的攻击来影响宿主的健康,健康和寿命345.同时,槲寄生在传统和民间医学中被大量使用,是堆肥,覆盖物,饲料的组成部分,并作为季节性生态旅游景点678

一些臭名昭着的寄生槲寄生槲是侏儒槲寄生槲(Arceuthobium spp.;檀香科)减少北美针叶树的生长9和墨西哥10; Tapinanthus (Blume) Rchb. mistletoes (Loranthaceae) 攻击非洲的可可(Theobroma cacao L.) 和 Citrus L. 种植园1112;毛茸茸的槲寄生(Taxillus tomentosus (Heyne ex Roth) van Tiegh.;Loranthaceae)影响印度大戟科树木, Phyllanthus emblica L.和 Phyllanthus indofischeri Bennet,两者在当地被称为Amla13;和欧洲槲寄生(Viscum专辑 亚版 专辑 L.;Viscaceae)具有广泛的宿主谱(超过450种树种)1415 ,并在欧洲迅速传播,其范围向北移动16

核桃(Juglans regia L.)是克什米尔山谷中一种重要的园艺经济作物,约占印度核桃年产量的85%17。除了其他生物胁迫,如叶斑,炭疽病,冠胆,茎溃疡,核桃枯萎病或蕾丝虫(Paracopium cingalense (Walker,1873);攻击克什米尔山谷核桃的异翅目:Tingidae),V. album,当地称为banada,kaw-khoor或nalkachul,也严重侵扰这些树木,也很少寄生杨树(杨树 L.;克什米尔山谷的杨树是次要宿主)18。这种局部感染可以通过在2-3年的早期发育阶段可能同时引入 V. album 来解释,当时其外生菌几乎看不见,来自一些植物苗圃的核桃种植材料。反过来,当地的杨树,欧洲这种槲寄生的广泛易感的主要宿主,可能会被鸟类带到邻近的 J. regia 果园。

除了核桃之外,多叶的槲寄生在其他坚果树上,例如,杏仁(Prunus dulcis (Mill.) D.A. Webb)在地中海欧洲和克里米亚(乌克兰)以及Phoradendron Nutt的代表中受到V. album的攻击。属在北美141519;Common hazel (Corylus avellane L.) by V. album in Europe1415;山核桃(Carya illinoinensis (Wangenh.)K.Koch)由橡树槲寄生(Phoradendron flavescens (Pursh) Nutt.)在美国东南部2021和V.专辑在欧洲14;澳洲坚果(澳洲坚果F. Muell.)由闪亮叶槲寄生(Benthamina alyxifolia (F.Muell. ex Benth.))Tiegh.),伴随海岸槲寄生(Mullerina celastroides(Sieb. ex. Schult & Schult. f.)Tiegh.),直立槲寄生(Amyema congener (Sieber ex Schult. & Schult. f.)Tiegh.),光滑的槲寄生(Dendrophthoe glabrescens (Blakeley) Barlow)和长花槲寄生(Dendrophthoe vitelline(Sieb. ex. Schult & Schult.f.)Tiegh.)在澳大利亚22 (Watson, 2018);kolanut (Cola nitida (Vent.)Schott & Endl.)作者:Phragmanthera incana (Schumach.)Balle and Tapinanthus bangwensis (Engl. & K.Krause) Danser in Nigeria23;和腰果(Anacardium occidentale L.)由Psittacanthus plagiophyllus Eichler在亚马逊稀树草原24

目前,槲寄生控制战略是在病虫害综合管理范式的框架内发展的,结合机械,化学和生物手段来减少侵扰4725262728。环保型槲寄生生物防治方法涉及使用槲寄生的天敌,如细菌、坏死菌、食草动物,甚至寄生槲寄生3472930 ,但由于生物剂的非特异性和作用小,应用有限。尽管切割和修剪被认为是最传统和最有效的槲寄生控制手段26303132,但外生菌经常重新发芽。为了用化学品喷洒槲寄生外生菌,向槲寄生残渣或宿主茎注射内吸除草剂,例如草甘膦,2,4-二氯苯氧基乙酸(2,4-D),4-(2,4-二氯苯氧基)丁酸(2,4-DB)或2,4,5-三氯苯氧乙酸(2,4,5-T)333 或乙烯释放落叶剂和成熟增强剂,例如ethephon或(2-氯乙基)-膦酸)3435.将外生菌修剪到2-3厘米的短枝以及用细刷切割槲寄生残根末端的ethephon的组合减少了 V. 这启发了槲寄生根除剂的发展,它可以同时对槲寄生生长进行机械和化学控制。

在这里,我们介绍了一种易于操作且广泛可用的工具,称为槲寄生根除器,它结合了机械和化学方法控制槲寄生的优势,并防止其重新发芽。该工具允许经过认证的树木学家,植物病理学家,林务员,园艺师,造林学家,植物生态学家,经验丰富的园丁和其他指导用户从地面,高空作业台或树木中应对槲寄生挑战。该工具对槲寄生外生菌进行有针对性的修剪,同时将少量生长调节剂直接滴在修剪过的槲寄生茎上。槲寄生 Eradicator在印度36 获得专利,用于成功控制克什米尔山谷核桃上不断增加的 V. album亚种 专辑 感染。该工具的更新版本是在乌克兰设计的,并介绍给当地的树木学家,以便在现场测试中练习,只需使用食用色素添加剂即可跟踪除草剂的下降。值得注意的是,槲寄生根除剂可以很容易地组装起来,并用于根据国家环境法和当地人类社区的批准,在其侵扰地点控制其他具有宿主侵略性的槲寄生物种。

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Protocol

工作中使用的生长调节剂在中央杀虫剂委员会(http://ppqs.gov.in/central-insecticides-board)批准后可在市场上获得。此外,还获得了核桃种植园农民和所有者的个人邀请和许可,他们将受感染的树木用于实验。这里介绍的实验是由乌克兰国家科学院(乌克兰基辅)M.M. Gryshko国家植物园封闭研究和监测区的认证树艺师完成的。在开始在您所在国家/地区与槲寄生根除剂合作之前,请检查环境法规,从槲寄生根除剂将运营的国家有关当局获得使用除草剂的许可,并与当地人类社区(农民,土地所有者等)就其使用达成协议。

1. 长期准备

  1. 简要介绍自己或/和槲寄生 Eradicator的其他用户,了解槲寄生生物学和生态学的基础知识,以及控制槲寄生的方法。
  2. 可选:评估槲寄生发生率、侵扰程度、寄主树死亡率和寄主树的槲寄生生物损伤程度(例如,从20中所述的方法选择槲寄生对受感染最严重的寄主树的crone落叶和水分胁迫),30323738.
  3. 通过可靠的气象服务检查天气预报,包括风向和强度,温度,下雨,下雪,雾或霜冻的概率。在干燥的天气和充足的光照条件下操作槲寄生根除器,以清楚地看到工作区域。

2. 槲寄生根除剂的组装

注意:槲寄生根除剂的所有组件均在超市和园丁商店公开提供,最好在专业焊接工程师的帮助下进行定制和连接。用于组装槲寄生根除器的细节和设备必须根据使用国家/地区和组件在公开市场上的可用性进行修改和调整。

  1. 根据列表准备所有组件(图136 ,按如下方式组装它们:获取带有轻型伸缩手柄的木制/塑料/金属伸缩式或非伸缩杆,长度可达3 m,并将修剪锯安全牢固地连接到杆上(图1A; 图3A);准备一个容器(10-150 mL),带有金属螺旋塞盖,该盖子具有用于生长调节剂的定制钻孔2mm孔径(内径)(图1B)和具有2 mm孔径的喷嘴(例如,带孔螺钉的不锈钢中空灯)。
    注意:商用现成的手动杆锯以及进一步安装生长调节剂容器也可用于构建槲寄生根除器。重量轻有助于从地面和树上在宿主树的高外围分支上工作。螺旋塞盖和喷嘴的孔径可能在2-5 mm之间变化,并决定了除草剂的滴落速度。最佳孔径为 2 mm。
  2. 用焊枪牢固地连接所有金属细节,使喷嘴的一侧(图1B-4)通过焊接连接到紧紧贴合容器的金属螺旋塞盖(图1B-3)(图1B-2),同时将其另一侧焊接到锯片的上外角(图1B-1)。在喷嘴连接点处保持孔(图1B-5)和刀片打开(图1D)。
  3. 在容器中装满水进行跌落测试,牢固地关闭螺旋塞盖并将杆子拧在工作位置 - 锯片的锋利表面向下,容器向上和向上倒置。确保液体缓慢下降到锯片上(图2A (插图), 图3C)。
  4. 如果堵塞,请使用细针(例如,使用注射器针头或细缝纫针)清洁2 mm宽的喷嘴,直到堵塞物被清除并恢复除草剂滴落。
  5. 对于运输或储存,请清空容器,并用锯盖或剑鞘固定槲寄生根除器。
    注意:误用槲寄生根除剂可能会导致严重或致命的伤害,因此必须覆盖刀片的锋利表面。

Figure 1
图1:槲寄生根除器工具的变体(A-D)印度原始原型,在克什米尔山谷的核桃上进行了测试,并在印度获得了专利36:(A)工具的终端单元,需要在长度达3米的木制/塑料/金属伸缩式或非伸缩杆上进行调整;(B)修剪锯片(1)与容器(2)之间的连接处,用钻孔的金属螺旋塞盖用2毫米孔径(3)焊接到喷嘴上,孔径为2毫米(4),末端有一个孔隙(5);()在喷嘴与修剪锯片的接头处有一个孔隙(5);()除草剂通过螺旋塞盖从容器到喷嘴的缓慢滴落,并从喷嘴到修剪锯片通过一个孔隙(5);一般方案。(E)和(F)提供在乌克兰用商业树手动杆锯建造的槲寄生根除器的替代版本的详细信息;带杆柄的穿孔花园锯(p);(b-n)圆形假底螺钉盖管(t)与锯片之间的可调节螺栓螺母连接。(A) 的比例尺为 5 厘米,(B-D,F) 为 2 厘米。请点击此处查看此图的放大版本。

Figure 2
图2:槲寄生根除器操作模式。A)从地面;(B)由经过认证的树艺师从树上取下。 请点击此处查看此图的大图。

Figure 3
图3:在克什米尔山谷的核桃树上测试的槲寄生根除剂的工作原型。A B)在没有操作员手中生长调节剂的情况下设置的演示工具。(C)槲寄生根除器相对于 V.专辑 外胚的修剪位置。在工具的隐藏侧,生长调节剂从容器中通过喷嘴远端的孔隙缓慢释放发生在修剪部位。(D) 替代树上操作模式,根除寄生在外围主机分支上的 V.相册 请点击此处查看此图的大图。

3. 除草剂制备

  1. 选择槲寄生生长调节剂、异锥虫(2-氯乙基膦酸)或草甘膦(N-(膦酰甲基)甘氨酸)的局部市售类似物。检查所选除草剂与当地立法的对应关系,因为可能需要生态许可和许可证。
  2. 根据其规格表和制造商说明稀释植物生长调节剂,以制备在4°C下短期储存(不超过1-2天)的储备溶液。 在工作当天,从储备溶液中临时准备4%-10%的工作 溶液
    注意:生长调节剂的治疗必须由经过认证的工人和树木学家根据运营所在国的现行立法进行。

4. 现场安全规则

  1. 对于所有允许从地面操作槲寄生根除器的操作员和助手,请提供足够的个人防护(图2A; 图4B):防滑钢趾工作靴;防液、耐化学腐蚀的工作服或带兜帽的西装;头盔;由于吸入除草剂烟雾的风险而导致的化学呼吸器;符合ANSI Z87.1或CE安全标准的眼睛/面罩/护目镜;耐化学腐蚀手套可保护双手免受机械损伤和/或化学伤害,或使用厚重的防滑手套,以提高抓地力。在操作区域附近,确保在紧急情况下有水源。
  2. 确保只有拥有至少一名助手的有执照的树艺师才能使用安全装备、亮绳、树艺员挂绳和其他专业设备从树上操作槲寄生根除器(图2B)。不要在娱乐场所使用槲寄生根除剂。用亮条纹胶带标记操作区和树木,以防止外人的存在。

Figure 4
图4:在乌克兰测试的槲寄生根除剂的替代版本(A)欧洲槲寄生的自由地面修剪(Viscum专辑亚种专辑L.)外生体寄生在乌克兰基辅乌克兰国家科学院M.M.格里什科国家植物园的红鹿眼(Aesculus pavia L.)分支。(B)使用该工具的树艺师。(C)工具在树分岔上的特写。(D)修剪的外生菌,(E)电缆扎带(c)和可调节螺栓螺母连接(b-n),在具有圆形假底的螺旋盖管(t)和带有痕量的透明花园锯片(s)锯片之间模仿生长调节剂。(F)用演示液处理的V.腔外生素存根。比例尺为2厘米,请点击此处查看此图的大图。

5. 槲寄生根除器操作模式

  1. 在槲寄生叶子结出粘稠的粘性浆果之前,以及在收获寄主树之后,修剪槲寄生叶子。从工具上取下锯盖或刀鞘,并检查槲寄生根除器所有部件之间连接的可靠性。请勿操作损坏、调整不当、组装不完整或不安全的工具。
    注意:不要用槲寄生根除剂的刀片撞击岩石、石头或其他异物。请勿切割固体金属、金属板、塑料或任何非木质材料。
  2. 评估从操作员到外围主机分支上的目标槲寄生的距离,并调整伸缩杆的适当长度,以便通过主机树自由进入槲寄生附着点(图2A)。确保槲寄生根除器在通往树上的槲寄生的路上没有障碍物。
  3. 找到一个合适的锯子位置(~45°的倾角),相对于最靠近宿主分支/茎的槲寄生外生菌(图2A (插图), 图3C图4A)。
  4. 在工作浓度下,仅使用一个生长调节剂填充容器,使其体积达到其体积的3/4,牢固地关闭螺旋塞盖并将槲寄生根除剂置于非工作位置 - 锯片的锋利表面向上,容器向下,没有液体滴落(图1A)。
  5. 站在离树更近的地方,通过扭转杆子将工具放在工作位置(图2A,插图)。用双手操作槲寄生根除器,同时与助手和任何旁观者保持安全距离(图2A)。
  6. 确保对刀具有良好的牢固抓握,并通过切割刀片的短锯切运动来修剪外生菌(图4A)。确保锯片的远端没有接触邻近的主机分支和/或茎,这可能会损坏它们和容器。
  7. 在耗尽时添加更多的生长调节剂。一个 V. album 存根的除草剂量在 1-5 mL 之间变化,具体取决于喷嘴直径。
  8. 在修剪一个槲寄生外生菌后,将槲寄生根除剂置于非工作位置,让空气通过孔隙进入容器内。重新定位到另一个槲寄生外生菌,将槲寄生根除剂置于工作位置并重复该过程。
    注意:如果槲寄生根除器由训练有素的树艺师从树上操作(图2B),则必须遵循操作国家/地区的高海拔工作规则。

6. 槲寄生叶桩整理

  1. 将修剪过的外生菌堆放在寄主树之间。使用槲寄生根除剂修剪的槲寄生不能用于药理学,仪式或草料目的,因为生长调节剂对人类和动物健康构成潜在危险。
  2. 按照制造商的说明和当地环境法规处理生长调节剂。
  3. 下班后机械清洁工具,清空并用自来水彻底清洗容器并干燥。丢弃一次性防护手套和呼吸器放在特殊容器中。用自来水彻底冲洗可重复使用的布料,靴子,头盔和护目镜,干燥并分开存放。
  4. 用锯盖或剑鞘保护槲寄生根除器的尖锐部分。

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Representative Results

在2012-2016年期间,在使用槲寄生根除剂之前,在克什米尔(印度)的核桃种植园测试了不同的 V.相册 管理方法,例如用不同浓度的草甘膦和ethephon进行有针对性的叶面喷洒,修剪/剪除槲寄生外生菌,用聚乙烯包裹牢固地覆盖伤口,以及在2-3厘米长的槲寄生残根的切割端施用相同的除草剂。

每种方法在五棵树上的五种 V. album 外生菌体上进行测试(总共n = 25),并且从治疗后15天到长达9个月定期记录对 V.album 死亡率的观察结果。结果表明,仅使用生长调节剂而不进行修剪的 V. album 化学控制效率较低 (表1)。因此,在局部喷洒3%-5%草甘膦和3%-5%的鞘翅目后,只有1%-6%的 V.专辑 外生菌失去果实,叶子和末端树枝。

治疗 槲寄生死亡率(%)
水(模拟控制) 0
3%草甘膦 1
4%草甘膦 1
5%草甘膦 5
3% 异形 2
4% 异音 6
5% 埃塞丰 6

表 1: 生长调节剂的斑点喷洒对寄生核桃的欧洲槲寄生(Viscum专辑 亚种 相册 L.)的外生菌的影响。

接下来,修剪/剪裁V. album外生菌,然后对宿主分支进行聚乙烯包裹,由于水分积聚,导致宿主组织浸渍图5F)。

Figure 5
图5:克什米尔山谷核桃的槲寄生化学和机械控制。 用(A)5%草甘膦处理后;()草甘膦10%;(C) 10%埃塞丰;(D) 20%的异音;()用水(模拟控制),对槲寄生进行再发芽监测。(F)由于水分积聚,在用聚乙烯包裹的分支处浸渍宿主组织90天。在修剪并用生长调节剂处理槲寄生存根后9个月进行观察。 请点击此处查看此图的大图。

然而,与仅修剪相比,98%的外生菌在9个月内发芽,槲寄生在聚乙烯包裹的宿主枝条上的再生率较低(~9%; 表 2))。

治疗 9个月后槲寄生(%) 角(弧形)变换
仅修剪(控制) 98 82.73
修剪+聚乙烯绷带 9 17.43
修剪 + 1% 草甘膦 39 38.86
修剪 + 2% 草甘膦 35 36.21
修剪 + 5% 草甘膦 33 35.03
修剪 + 10% 草甘膦 7 15.27
修剪 + 1% 鞘翅目 37 37.44
修剪 + 2% ethephon 20 26.46
修剪 + 5% 鞘翅目 9 17.43
修剪 + 10% 鞘翅目 2 6.23
修剪 + 20% 鞘翅目 0 0

表 2: 生长调节剂的点喷和聚乙烯绷带对寄生核桃的欧洲槲寄生(Viscum album subsp. album L.)修剪的外生菌残茎的影响。

反过来,将外生菌修剪到2-3厘米的残根,以及应用5%和10%的ethephon来用细刷切割槲寄生残茎的末端,结果只有9%和2%的V.专辑重新发芽。这启发了槲寄生根除剂的开发,它可以同时对槲寄生生长进行机械和化学控制图1图2图3图4图5)。在克什米尔山谷的核桃树上获得36项专利后,其效率得到了测试,核桃树上严重感染了V.专辑图4)。V. album外生菌的修剪是用槲寄生根除器在6棵核桃树上(总n = 270)上装载10%的ethephon,10%草甘膦或蒸馏水(模拟对照)在15个外生植物(每次处理)上完成的。所有数据集的统计分析均使用统计分析软件37进行。所有数据集首先进行夏皮罗-威尔克检验以检验正态性,然后使用角度(反正弦)变换技术对以小数分数或百分比38表示的数据进行数据变换。之后,使用双向方差分析(ANOVA)检验分析转换后的数据,并计算CD0.05(临界差)以比较治疗对。本研究于2017年11月开始,并于2018年7月至8月记录了槲寄生从切口端再生/再发芽的观察结果。研究发现,使用槲寄生根除剂在切割端用10%草甘膦或10%-20%的鞘翅处理2-4厘米长的V.相册的发芽率非常低,分别为6%和5%,与模拟对照(97%);图 5、表 3)。

治疗 9个月后槲寄生(%) 角(弧形)变换 效率(%)
10% 异音 5.2 13.44 95.05
10%草甘膦 6.2 14.28 93.58
水(模拟控制) 96.66 79.96

表 3: 槲寄生根除工具与生长调节剂协同作用对寄生核桃欧洲槲寄生(Viscum专辑)的影响。

因此,用10%的ethephon处理后,经过9个月的观察,90个修剪的外生菌中只有5个重新发芽,用10%草甘膦处理后,90个外生菌中只有6个重新发芽,并且用水处理后(对照)90个外生菌中有87个重新发芽。因此,数据表明,含有10%ethephon或10%草甘膦的槲寄生根除器是 V.专辑 管理的有效工具,在控制槲寄生再生方面达到近95%的效率。

经过田间试验,槲寄生根除剂于2019-2022年由KVK,Budgam(印度)的核桃种植者成功实施,使用10%的ethephon和很少10%的草甘膦来有效控制槲寄生,报告脱落96%-98%的 V. album 外生菌。

或者,在乌克兰建造了槲寄生 Eradicator 的修改版本,以表明该工具可以从公开市场上发现的现成组件中轻松设计,并激励潜在用户对其进行定制,例如,使用3D打印组件。它由带有穿孔花园锯的商业树手动杆和带有圆形假底的螺旋盖管组成,螺旋盖管带有用于生长调节剂的1-2 mm孔,在其底部和锯片的穿孔之一之间用螺栓螺母连接进行调整,并用电缆扎带固定图1E,F;图 4E)。乌克兰版槲寄生根除剂在乌克兰国家科学院M.M. Gryshko国家植物园(乌克兰基辅)的封闭研究和监测区进行测试,使用演示液(干燥的E-160с食品色素添加剂)跟踪其滴落并测试槲寄生残根表面的覆盖图4A-D,液体的体积在1-5 mL之间变化,具体取决于直径或槲寄生短截和锯切精度。

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Discussion

槲寄生不能完全被视为害虫,因为其中许多槲寄生槲不能完全被视为害虫,因为它们作为生物多样性热点,在生态系统中发挥着至关重要的作用,并连接了多种生物的热带和局部中心,其行为更像是附生植物而不是寄生虫,对其宿主的负面影响可以忽略不计68。因此,旨在控制其传播的措施必须是高度选择性的,并且基于对特定槲寄生物种的生物学和生物关联的理解。在自然生态系统中控制槲寄生多级战略的初始步骤必须包括使用多种方法对槲寄生侵扰的严重程度进行调查和评估,例如,6级矮槲寄生评级(DMR)20 和改良侏儒槲寄生评级(MDMR)39,或ROFAD分级,其中R代表稀有(高达5%的槲寄生定殖宿主树光合作用部分), O表示偶尔(6%-10%),F表示频繁(11%-30%),A表示丰度(31%-50%),D表示显性(超过50%)32。建议将这些鳞片适应槲寄生种类,并商定其最低侵扰率,这需要执行控制方案,当需要根除以防止其进一步的自我传播时,例如,使用 Arceuthobium 种子弹道导致其传播,因为静水压力增加和40 以内产热或在病媒的帮助下扩散, 例如,鸟类41.在评估槲寄生侵扰的严重程度之后,必须对燕窝的存在进行检查,如果发现燕窝,必须停止或至少基本上限制筑巢地点附近的所有工程。除了评估槲寄生侵扰程度外,在决定根除槲寄生之前,还必须考虑其他重要参数,例如与鸟类,昆虫,爬行动物,哺乳动物和其他动物缺乏长期的生物相互作用,传播速度,宿主特异性,对当地人类社区的文化重要性以及经济损失。此外,在选择性机械灭菌的框架中, V. album 亚种光合作用和内生部分都可用于药用(例如,用于凝集素和粘毒素的提取),装饰(欧洲的季节性冬季假期,珠宝和来自木玫瑰haustoria的餐具等),美食(例如,用于制备基于果渣的白兰地克罗地亚酒biska), 和草料目的7.槲寄生外生菌的绿色块可以作为覆盖物重复使用, 原位 切碎并在寄主树下堆肥,这将保留7号看台内的所有营养物质。

关于联合机械和化学槲寄生控制效率较高的数据证实了Lichter等人33 的结果,结果表明叶状槲寄生(Phoradendron macrophyllum (Engelm.))的再生。Cockerell)从芽或内生系统寄生的Modesto灰(Fraxinus velutina Torr.)在喷洒槲寄生切割的2%ethephon后受到显着限制,与仅修剪或喷洒相比,之后槲寄生发生在同一季节。此外,当喷洒到切割的槲寄生残骸34上时,ethephon是最有效的矮叶和叶状槲寄生控制剂。可以假设槲寄生修剪后喷洒生长调节剂会抑制进一步的内生菌发育。

槲寄生根除剂的好处之一是,与叶面喷雾相比,没有必要每年重复一次,叶面喷雾需要在秋季定期进行。接下来,有针对性地使用从槲寄生根除剂容器中缓慢释放的除草剂可以减少有效槲寄生化学控制所需的体积,从而避免侧喷。

槲寄生根除工具的局限性主要涉及其使用规模,因为在克什米尔核桃种植园中有效根除 V. album ,许多训练有素的操作员都参与其中。此外,操作员的身体素质和健康状况也很重要,因为使用槲寄生根除器的工作既耗时又紧张。

议定书中最关键的步骤是尊重安全规则,按照国家法规和环境法使用草甘膦和ethephon,选择宿主树的适当物候阶段和监测天气。首先,槲寄生根除剂的运作和对果园、单一栽培场、种植园、公园、绿地、防风林、廊道森林和其他人工和/或天然树木协会中由槲寄生的寄主树的处理,需要得到有关树木保育当局和/或所有者的许可。内吸性除草剂的使用必须格外小心,因为它们对环境有长期的潜在危害,并可能影响宿主树木2134

在使用槲寄生 Eradicator的过程中,应该避免最常见的错误,详述如下:

忽视安全预防措施:缺乏或滥用保护性谷歌,安全装备,帽子,将攀爬装备错误地固定在树上等都是危险的。

在寄主树木的植被季节使用槲寄生根除剂:槲寄生修剪和除草剂处理的最佳时间必须根据寄主树的物候阶段进行调整,这些物候阶段必须没有果实,叶子和积极发育的芽。

不利的天气条件:建议在干燥天气下操作槲寄生根除剂,因为雨或雪等降水会冲走生长调节剂42 和/或降低其生物活性。然而,在实验室条件下显示,叶状槲寄生在喷洒43后约1小时内吸收了鞘翅。此外,还必须考虑风力和方向,因为它们会影响工具和操作员的稳定性,并且还会吹掉除草剂滴剂,这可能会导致皮肤或眼睛的刺激。因此,通过可靠的气象服务监测天气预报(风向和强度,温度,雨,下雪,雾或霜的概率)是非常可取的。

失去平衡:在与槲寄生根除器配合使用期间,操作员在地面、高空作业台或树上的位置必须稳定。

锯子从手柄上脱落:槲寄生根除器手柄应正确固定在木制/塑料/金属杆上,并仔细检查以避免松动安装。

在操作员将除草剂重新定位到另一个部位期间,除草剂泄漏:在切割一个外生菌后,必须将工具倒置以保持容器处于向上位置,直到操作员到达下一个槲寄生外生菌,以防止不必要的除草剂损失。此外,建议将容器紧紧关闭,以防止在槲寄生根除器偶尔倒置时,松紧安装的螺旋塞泄漏。

喷嘴堵塞:防止灰尘或任何颗粒材料进入容器,以避免喷嘴堵塞。在使用槲寄生根除器之前,操作员必须检查是否存在从未受阻碍的除草剂从容器落到锯片上。在堵塞的情况下,可以使用细针(例如,使用注射器针头或细缝纫针)清洁2 mm宽的喷嘴,直到堵塞物被清除并恢复除草剂滴落。

损坏容器:小心操作槲寄生根除器,不要撞击石头,树干,混凝土墙和其他异物,以防止易碎喷嘴的破裂,因为它是链条中最薄弱的环节。

在综合虫害管理730的框架内,不仅可以在槲寄生根除剂的容器中使用植物生长调节剂,还可以悬浮 V. album 生物防治剂的孢子,如 Phaeobotryosphaeria visci (Kalchbr.)A.J.L. Phillips & Crous, Alternaria alternata (Fr.)Keissl.和 Sarocladium (= Acremoniumkiliense (Grütz)Summerb。可以使用4.

总之,这种易于操作的工具可以减少槲寄生控制的工作量和时间,因为与顺序程序相比,它同时进行外生菌修剪和化学处理。用户对槲寄生根除剂原型的改进以及它在不同生物群落中对不同槲寄生物种的测试非常受欢迎。

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Disclosures

SKUAST-Kashmir保留槲寄生根除器工具的版权,专利号为印度专利340843。作者声明没有其他利益冲突。

Acknowledgments

作者感谢植物分类学家Norbert Holstein博士(德国波恩大学Nees植物生物多样性研究所)在槲寄生物种的初步鉴定中给予的善意帮助。从克什米尔以下农民和核桃种植园主那里获得了许可,他们为我们的实验提供了受感染的树木,即阿卜杜勒·拉希德·雷希(R/O村Reshii Mohalla,Khag,Budgam),Habib-Ullah Sheikh(R / O村Trapii,Khag,Budgam),Showket Ahmad Rasray(R / O村Hamchii Pora,Budgam),Ghulam Hassan Shah(R / O Nagbal, Khag,Budgam)和Javeed Ahmad Qureshi(R / O村Lowahi Pora,Khag,Budgam)。槲寄生 Eradicator操作模式的图纸由美术家Natalia Pendiur(乌克兰基辅)制作,并受到高度赞赏。Maksym Lashchenko(捷克共和国奥洛穆茨)在图像处理和技术描述方面提供了帮助。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Components of Indian Mistletoe Eradicator*
Bosch 2607010538 HSS-G Drill Bit Set, Silver Bosch 2607010538 https://www.amazon.co.uk/Bosch-Professional-2607010538-HSS-G-Silver/dp/B001IBMPL2
Container- Aluminium Bottle- with screw plug Cap Suparna Exports, Pvt. LTD n/a http://www.aluminumbottlecans.com/aluminum-bottles-with-screw-plugs.php
Drill GSR12V-300HXB22 Bosch GSR12V-300HXB22 https://www.boschtools.com/us/en/boschtools-ocs/cordless-screwdrivers-gsr12v-300hxb22-207019-p/
Genuine C04AL-1487425 engine valve guide for engine spare parts Shangchai C04AL-1487425 https://www.alibaba.com/product-detail/Genuine-C04AL-1487425-engine-valve-guide_60704258097.html?spm=a2700.details.0.0.2cfb6b8b2k
JBOB
HBCHEN Handheld Welder Gun Portable Welding Machine, 220V Small Welding Machine and 110V Arc Welder HBCHEN YB320 https://www.amazon.com/HBCHEN-Handheld-Portable-Eliminate-Experience/dp/B097BWBCMB
The nozzle: stainless steel outer bolt hollow-through lamp with hole screw n/a M6M8M10M12 https://www.aliexpress.com/item/32950601820.html?spm=a2g0o.seo_rank.0.0.62642d1
fLzjNFL
The pruning saw blade Lee Valley  09A0356 https://www.leevalley.com/en-us/shop/garden/garden-care/saws/76626-pruning-saw-blade?item=09A0356
Components of an alternative Ukrainian Mistletoe Eradicator*
Aluminium Telescopic Hand Gardena Combisystem 160-290 cm ROZETKA Code 03720-20 https://rozetka.com.ua/202484293/p202484293/characteristics/
Amazon Basics Multi-Purpose Cable Ties - 4-Inch/100mm Amazon Basics n/a https://www.amazon.com/AmazonBasics-Multi-Purpose-Cable-Ties-200-Piece/dp/B087MKMSDY/ref=sr_1_1_sspa?crid=3FEZFXGOR4VPC&keywords
=cable%2Bties&qid=1642924567&sprefix
=Cable%2Btie%2Caps%2C162&sr=8-1-spons&spLa=ZW5jcnlwdGVkUXVh
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1
Garden saw GARTNER 540/360 mm with bar handle Gärtner Code 80001003 https://gartner-tools.com/ru/product/pila-sadovaja-540-360-mm-s-rukojatkoj-pod-shtangu-gartner/
Loppers INTERTOOL HT-3111 ROZETKA Code  263723496 https://rozetka.com.ua/intertool_ht_3111/p263723496/characteristics/
M4 / 4mm DOOR HANDLE SCREWS BOLTS 20-22 mm Boltworld n/a https://boltworld.co.uk/collections/m4-bolts/products/m4-4mm-door-handle-screws-bolts-9mm-50mm-lengths-cupboard-door-drawer-knob?variant=15820185469021
M4 Hexagon Weld Nut A4 Stainless Nut DIN 929 Boltworld n/a https://boltworld.co.uk/products/m4-hexagon-weld-nut-a4-stainless-nut-din-929?_pos=1&_sid=a8a2c15c9&_ss=r&
variant=32145946706013
Sarstedt 5ml Screw Cap Tube with Rounded False Bottom and Cap Assembled, with Print, 92x15.3, PP Sarstedt n/a https://www.amazon.com/Sarstedt-Rounded-Bottom-Assembled-92x15-3/dp/B07GXZ51BN
Chemicals
Ammonium salt of Glyphosate 71% SG EXCEL MERA 71 Excel Crop Care n/a http://www.excelcropcare.com/product/domestic/crop-protection/herbicides/excel-mera-71.php
E-160c* EUROIMPEX n/a https://euroimpex.net.ua/ru/krasiteli/
Ethephon (“Promoter”) Fil, India Ltd n/a https://www.filindustries.com/our-businesses.php
Protection*
Gloves Tegera Cut Control EJENDALS TEGERA 9121 https://www.ejendals.com/globalassets/inriver/resources/9121_productsheet_en.
pdf
Helmet CAMP Rockstar CAMP ID: 0202 https://www.camp-usa.com/outdoor/product/helmets/rock-star-helmet/
Mesh visor Stihl STIHL n/a https://www.stihl.co.uk/STIHL-Products/Personal-protective-equipment/Face-and-ear-protection/22184-1545/Face-hearing-protection-nylon-mesh.aspx
SAS/STAT SAS Institute Inc. 2013, USA statistical analysis software
*materials and equipment marked with asterisks are changeable and can be modified and adjusted basing on the country of the use and avaliability of the components in the market. Moreover, Mistletoe Eradicator can be custom-tailored by the professional welding engineer.

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References

  1. Kuijt, J., Hansen, B. Flowering plants. Eudicots: Santalales, Balanophorales. , Springer International Publishing. Switzerland. (2015).
  2. Nickrent, D. L., Malécot, V., Vidal-Russell, R., Der, J. P. A revised classification of Santalales. Taxon. 59 (2), 538-558 (2010).
  3. Kahle-Zuber, D. Biology and evolution of the European mistletoe (Viscum album). , ETH. Doctoral Thesis (2008).
  4. Varga, I., Taller, J., Baltazár, T., Hyvönen, J., Poczai, P. Leaf-spot disease on European mistletoe (Viscum album) caused by Phaeobotryosphaeria visci: a potential candidate for biological control. Biotechnology Letters. 34, 1059-1065 (2012).
  5. Watson, D. M., Herring, M. Mistletoe as a keystone resource: an experimental test. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 279, 3853-3860 (2012).
  6. Kuijt, J. The Biology of Parasitic Flowering Plants. , University of California Press. Berkeley, CA. (1969).
  7. Watson, D. M., Cook, M., Fadini, R. F. Towards best-practice management of mistletoes in horticulture. Botany. 98 (9), 489-498 (2020).
  8. Těšitel, J., et al. The bright side of parasitic plants: what are they good for. Plant Physiology. 185 (4), 1309-1324 (2021).
  9. Geils, B. W., Cibrián Tovar, J., Moody, B. Mistletoes of North American Conifers. General Technical Report RMRS-GTR-98. US Department of Agriculture, Forest Service. , Rocky Mountain Research Station. Ogden, UT. (2002).
  10. González-Elizondo, M., et al. Effects of Mexican dwarf mistletoe (Arceuthobium vaginatum subsp. vaginatum) on the growth of Pinus cooperi in Durango, Mexico - A case study. Forest Pathology. 49, 12473 (2019).
  11. Room, P. M. Ecology of the mistletoe Tapinanthus bangwensis growing on cocoa in Ghana. Journal of Ecology. 61 (3), 729-742 (1973).
  12. Terna, T. P., Okogbaa, J. I., Waya, J. I., Markus, M. Incidence and severity of Amyemas pp. and Tapinanthus globiferus on citrus trees in Federal University Lafia campus, Lafia. Journal of Phytopathology and Plant Health. 4, 21-28 (2017).
  13. Rist, L., Shaanker, U. R., Ghazoul, J. The spatial distribution of mistletoe in a southern Indian tropical forest at multiple scales. Biotropica. 43 (1), 50-57 (2011).
  14. Barney, C. W., Hawksworth, F. G., Geils, B. W. Hosts of Viscum album. European Journal of Forest Pathology. 28, 187-208 (1998).
  15. Krasylenko, Y., et al. The European mistletoe (Viscum album L.): distribution, host range, biotic interactions, and management worldwide with special emphasis on Ukraine. Botany. 98 (9), 499-516 (2020).
  16. Tikkanen, O. P., et al. Freezing tolerance of seeds can explain differences in the distribution of two widespread mistletoe subspecies in Europe. Forest Ecology and Management. 482, 118806 (2021).
  17. Mir, S. A., Modi, S. Walnut (Juglans regia L.) production and its disease management in Jammu and Kashmir. International Journal of Recent Advances in Multidisciplinary Topics. 2 (9), 76-78 (2021).
  18. Ahmad, S., Mir, N., Sultan, S. White-berry mistletoe (Viscum album L.): a hemiparasitic plant: occurrence and ethnobotanical use in Kashmir. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry. 7 (1), 1831-1833 (2018).
  19. Paine, L. K., Harrison, H. C. Mistletoe: its role in horticulture and human life. HortTechnology. 2, 324-330 (1992).
  20. Hawksworth, F. G. The 6-class dwarf mistletoe rating system. United States Department of Agriculture, Forest Service. , Rocky Mountain Forest and Range Experiment Station. Colorado, USA. (1977).
  21. Wood, B. W., Reilly, C. C. Control of mistletoe in pecan trees. HortScience. 39 (1), 110-114 (2004).
  22. Watson, D. M. Reconnaissance and recommendations for mistletoe management in macadamia orchards. Hort Innovation. , (2018).
  23. Asogwa, E. U., et al. Kola nut production, processing and marketing in the South Eastern states of Nigeria. American-Eurasian Journal of Agricultural & Environmental Science. 4, 463-468 (2012).
  24. Fadini, R. F., Lima, A. P. Fire and host abundance as determinants of the distribution of three congener and sympatric mistletoes in an Amazonian savanna. Biotropica. 44, 27-34 (2012).
  25. Ančić, M., Pernar, R., Bajić, M., Sletković, A., Kolić, J. The application of hyperspectral images for detection of mistletoe infected silver fir trees on large areas. First Croatian Computer Vision Workshop (CCVW 2012). , Zagreb, Croatia. (2012).
  26. Shaw, D. C., Mathiasen, R. L. Forest diseases caused by higher parasitic plants: Mistletoes. Infectious Forest Diseases. , CABI Publishing. 97-114 (2013).
  27. Maes, W. H., et al. Can UAV-based infrared thermography be used to study plant-parasite interactions between mistletoe and eucalypt trees. Remote Sensing. 10 (12), 2062 (2018).
  28. León-Bañuelos, L. A., Endara-Agramont, A. R., Gómez-Demetrio, W., Martínez-García, C. G., Nava-Bernal, E. G. Identification of Arceuthobium globosum using unmanned aerial vehicle images in a high mountain forest of central Mexico. Journal of Forest Research. 31, 1759-1771 (2020).
  29. Kotan, R., et al. Parasitic bacteria and fungi on common mistletoe (Viscum album L.) and their potential application in biocontrol. Journal of Phytopathology. 161, 165-171 (2013).
  30. Szmidla, H., Tkaczyk, M., Plewa, R., Tarwacki, G., Sierota, Z. Impact of common mistletoe (Viscum album L.) on Scots pine forests − a call for action. Forests. 10 (847), 1-15 (2019).
  31. Mathiasen, R. L., Nickrent, D. L., Shaw, D. C., Watson, D. M. Mistletoes: pathology, systematics, ecology, and management. Plant Disease. 92, 988-1006 (2008).
  32. Mistletoe Management. SAFE TREES. , Hlinky, Brno. Available from: https://www.safetrees.cz/specialni-ochrana-zelene/index.html (2020).
  33. Lichter, J. M., Reid, M. S., Berry, A. M. New methods for control of leafy mistletoe (Phoradendron spp.) on landscape trees. Journal of Arboriculture. 17 (5), 127-130 (1991).
  34. Adams, D. H., Frankel, S. J., Lichter, J. M. Considerations when using ethephon for suppressing dwarf and leafy mistletoe infestations in ornamental landscape. Journal of Arboriculture. 19 (6), 351-357 (1993).
  35. Hoyt, H. M., Hornsby, W., Huang, C. H., Jacobs, J. J., Mathiasen, R. L. Dwarf mistletoe control on the Mescalero Apache Indian Reservation, New Mexico. Journal of Forestry. 115 (5), 379-384 (2017).
  36. Mistletoe Eradicator. Indian Patent. , Sher-E-Kashmir University of Agricultural Sciences and Technology of Kashmir. 340843 (2017).
  37. SAS Institute Inc. SAS/ACCESS 9.4 Interface to ADABAS. SAS Institute Inc. , Cary, NC, USA. (2019).
  38. Sananse, S. L., Maidapwad, S. L. On analysis of two-way ANOVA using data transformation techniques. International Journal of Scientific Research. 3 (11), 480-483 (2014).
  39. Kartoolinejad, D., Hosseini, S. M., Akbarinia, M., Shayanmehr, F., Mirnia, S. The relationship among infection intensity of Viscum album with some ecological parameters of host trees. International Journal of Environmental Research. 1 (2), 143-149 (2007).
  40. Queijeiro-Bolaños, M., González, E. J., Martorell, C., Cano-Santana, Z. Competition and facilitation determine dwarf mistletoe infection dynamics. Journal of Ecology. 5 (3), 775-785 (2016).
  41. deBruyn, R. A., Paetkau, M., Ross, M. A., Godfrey, D. V., Friedman, C. R. Thermogenesis-triggered seed dispersal in dwarf mistletoe. Nature communications. 6, 6262 (2015).
  42. Watson, D. M., Rawsthorne, J. Mistletoe specialist frugivores: latter-day "Johnny Appleseeds" or self-serving market gardeners. Oecologia. 172 (4), 925-932 (2013).
  43. Michael, J. L., Talley, K. L., Fishburn, H. C. Forest herbicide washoff from foliar applications. Proceedings on the 45th Annual Meeting Southern Weed Science Society. , Southern Weed Science Society. Champaign, IL. 236-243 (1992).
  44. Han, S., Berry, A. M., Reid, M. S. New ways to control mistletoe. Proceedings: Fortieth Annual California Weed Conference. , Sacramento. (1988).

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环境科学,第181期,
槲寄生根除器 - 同时机械和化学控制槲寄生的新型工具
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Bhat, K. A., Akhtar, S., Dar, N. A., More

Bhat, K. A., Akhtar, S., Dar, N. A., Bhat, M. I., Bhat, F. A., Rizwan, R., Horielov, O., Krasylenko, Y. Mistletoe Eradicator - A Novel Tool for Simultaneous Mechanical and Chemical Control of Mistletoe. J. Vis. Exp. (181), e63455, doi:10.3791/63455 (2022).

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