Омела Eradicator - Новый инструмент для одновременного механического и химического контроля омелы
Summary
Протокол описывает простой в обращении инструмент под названием Mistletoe Eradicator, который сочетает в себе механический и химический подходы и эффективен в борьбе с нашествием омелы на деревьях-хозяевах. В качестве примера в рукописи используется европейская омела (альбом Viscum subsp. album L.).
Abstract
Некоторые виды омелы, воздушное растение гемипараситы, играют роль Януса в экосистемах, будучи богатыми горячими точками биоразнообразия из-за их трофических и тематических ассоциаций с различными организмами и в то же время действуя как биологические пираты, истощая деревья-хозяева, воруя воду и питательные вещества через хаусториум. Многие сельскохозяйственные и лесные деревья подвергаются нападению омелы, например, карликовые омелы паразитируют на хвойных деревьях, представители рода Tapinanthus нацелены на гуаву, а омела Phoradendron нацелена на пекан. В последнее время в 2018 году в разных регионах Кашмирской долины, Индия, впервые в разных регионах Кашмирской долины, Индия, было зафиксировано растущее заражение европейской омелой (Viscum album subsp. album L.) в монокультурных насаждениях обыкновенных грецких орехов (Juglans regia L.). Общий химический подход, основанный на опрыскивании экзофитов омелы регуляторами роста, этефоном и глифосатом, не был эффективен, так как V. album пророс в следующем вегетационном сезоне. Ручная обрезка омелы была трудоемкой, а полиэтиленовое покрытие приводило к локализованному гниению тканей хозяина. Наиболее эффективным подходом к искоренению омелы стало использование нового инструмента под названием Омела Eradicator, который позволяет использовать механические и химические средства борьбы с омелой одновременно. Он состоит из манипулятивного шеста с клеммной пилой для обрезки, имеющей емкость, заполненную регулятором роста, из которой жидкость медленно падает на пильное полотно через сопло. Он позволяет работать как с земли, так и в кронах деревьев. После целенаправленного нанесения 5%-10% этефона или глифосата на основание только что обрезанного V. Стебли альбома (заглушки), ростки экзофита значительно сократились через 9 месяцев после обрезки по сравнению с единственными обрезанными или распыленными экзофитами. В Украине был построен альтернативный вариант Омелы Eradicator, наполненный только добавкой пищевого красителя для отслеживания каплепадения жидкости, и был успешно протестирован.
Introduction
Омелы представляют собой таксономически разнообразную группу воздушных стеблевых гемипаразитов, принадлежащих к семействам Loranthaceae, Viscaceae, Santalaceae, Amphorogynaceae и Misodendraceae (отряд Santalales). Они прикрепляются к восприимчивым деревьям-хозяевам с помощью специального анатомического моста, называемого хаусториумом (эндофитом), и в значительной степени зависят от хозяина для подачи воды и питательных веществ, но все еще способны фотосинтезировать через зеленую воздушную часть, называемую экзофитом 1,2. Хотя омела может считаться горячей точкой разнообразия, обеспечивающей пищу и укрытие для различных организмов, некоторые виды омелы действительно являются биологическими пиратами, что влияет на здоровье, приспособленность и продолжительность жизни хозяина путем сокращения их ежегодного апикального и бокового роста, цветения и плодоношения, а также облегчения нападений биологических захватчиков, таких как грибы и бактерии 3,4,5 . При этом омелы интенсивно используются как в традиционной, так и в народной медицине, являются компонентами компоста, мульчи, кормов, а также выступают в качестве сезонных аттракционов экотуризма 6,7,8.
Некоторые из пресловутых паразитических омел являются карликовыми омелами (Arceuthobium spp.; Santalaceae) сокращение роста хвойных деревьев в Северной Америке9 и Мексике10; Tapinanthus (Blume) Rchb. mistletoes (Loranthaceae), атакующие плантации какао (Theobroma cacao L.) и Citrus L. в Африке11,12; волосатые омелы (Taxillus tomentosus (Heyne ex Roth) ван Тиег.; Loranthaceae), поражая индийские деревья молочайных, Phyllanthus emblica L. и Phyllanthus indofischeri Bennet, оба известные в местном масштабе как Amla13; и европейская омела (альбом Viscum subsp. album L.; Viscaceae), имеющий широкий спектр хозяев (более 450 видов деревьев) 14,15 и быстро распространяющийся в Европе с его ареалом смещенным на север16.
Грецкий орех (Juglans regia L.) является важной плодоовощной культурой в долине Кашмира, составляющей примерно 85% годового производства грецкого ореха в Индии17. Помимо других биотических стрессов, таких как пятнистость листьев, антракноза, кронные галлы, стеблевые язвы, фитофтороз грецкого ореха или кружевной клоп (Paracopium cingalense (Walker, 1873); Heteroptera: Tingidae), которые атакуют грецкие орехи в Кашмирской долине, V. альбом, местный называемый banada, kaw-khoor или nalkachul, также сильно заражает эти деревья и также редко может паразитировать на тополях (Populus L.; тополи в кашмирской долине являются вторичными хозяевами)18. Такое локализованное заражение можно объяснить возможным сопутствующим введением V. album на ранних стадиях развития в 2-3 года, когда его экзофиты почти незаметны, с посадочным материалом грецких орехов из некоторых питомников растений. В свою очередь, местные тополя, широко распространенный восприимчивый первичный хозяин этой омелы в Европе, могут сопровождаться птицами, переносящими липкие плоды омелы, покрытые висцином, в соседние сады J. regia .
Кроме грецких орехов, листовые омелы паразитируют и на других орехообразующих деревьях, например, миндаль (Prunus dulcis (млад.) Д.А. Уэбб) подвергается нападению V. album в средиземноморской Европе и в Крыму (Украина), а также представителями Phoradendron Nutt. род в Северной Америке 14,15,19; орешник обыкновенный (Corylus avellane L.) по V. альбому в Европе14,15; пекан (Carya illinoinensis (Wangenh.) K.Koch) дубовой омелой (Phoradendron flavescens (Pursh) Nutt.) на юго-востоке США20,21, и V. альбомом в Европе14; макадамия (Macadamia F. Muell.) блестящей омелой (Benthamina alyxifolia (F.Muell. ex Benth.) Tiegh.), сопутствующая береговая омела (Mullerina celastroides (Sieb. ex. Schult & Schult. f.) Tiegh.), прямостоячая омела (Amyema congener (Sieber ex Schult. & Schult. f.) Tiegh.), гладкая омела (Dendrophthoe glabrescens (Blakeley) Barlow) и длинноцветковая омела (Dendrophthoe vitelline (Sieb. ex. Schult & Schult.f.) Tiegh.) в Австралии22 (Watson, 2018); коланут (Кола нитида (Вент.) Schott & Endl.) Фрагмантера инкана (Шумах.) Balle and Tapinanthus bangwensis (англ. & K.Krause) Danser в Нигерии23; и кешью (Anacardium occidentale L.) Psittacanthus plagiophyllus Eichler в амазонской саванне24.
В настоящее время стратегия борьбы с омелой развивается в рамках парадигмы комплексной борьбы с вредителями, сочетающей механические, химические и биологические средства для снижения инвазий 4,7,25,26,27,28. Экологически чистый метод биоконтроля омелы включает в себя использование естественных врагов омелы, таких как бактерии, некротрофные грибы, травоядные животные или даже эпипаразитические омелы 3,4,7,29,30, но имеет ограниченное применение из-за неспецифичности и небольшого масштаба действия биотических агентов. Хотя резка и обрезка признаны наиболее традиционным и эффективным средством борьбы с омелой 26,30,31,32, экзофиты часто прорастают. Для опрыскивания экзофитов омелы химическими веществами в заглушки омелы или стебли хозяина вводят системные гербициды, такие как глифосат, 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-D), 4-(2,4-дихлорфенокси), масляная кислота (2,4-DB) или 2,4,5-трихлорфеноксиуксусная кислота (2,4,5-T)3,33 или этилен-высвобождающие дефолианты и усилители созревания, такие как этефон или (2-хлорэтил)-фосфоновая кислота)34,35 . Сочетание обрезки экзофита до 2-3 см заглушек вместе с нанесением этефона на вырезание конца заготовок омелы тонкой щеткой привело к уменьшению V. альбомного прорастания. Это вдохновило на разработку Mistletoe Eradicator, который может выполнять механический и химический контроль роста омелы одновременно.
Здесь мы представляем простой в обращении и широко доступный инструмент под названием Омела Eradicator, который сочетает в себе преимущества механических и химических средств борьбы с омелой и предотвращает ее прорастание. Инструмент позволяет сертифицированным арбористам, патологоанатомам растений, лесникам, садоводам, лесоводам, экологам растений, опытным садоводам и другим инструктированным пользователям справляться с проблемой омелы с земли, с воздушных платформ или с деревьев. Инструмент выполняет целенаправленную обрезку экзофита омелы с одновременным опусканием небольшого количества регулятора роста непосредственно на обрезанный стебель омелы. Омела Eradicator была запатентована в Индии36 и использовалась для успешного контроля растущего заражения альбомов V. album subsp. на грецких орехах в Кашмирской долине. Обновленная версия этого средства была разработана в Украине и представлена местным арбористам для практики в полевых испытаниях только с добавкой пищевого красителя для отслеживания падения гербицида. Примечательно, что Омела Может быть легко собрана и использована для борьбы с другими агрессивными к хозяину видами омелы в местах их заражения в соответствии с национальным экологическим законодательством и после одобрения местными человеческими сообществами.
Protocol
Representative Results
Discussion
Омелы нельзя рассматривать исключительно как вредителей, поскольку многие из них играют решающую роль в экосистеме как горячие точки биоразнообразия и соединяют тропические и актуальные центры для нескольких организмов, ведя себя скорее как эпифиты, чем паразиты с незначительными не…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы благодарят таксономиста растений доктора Норберта Гольштейна (Nees-Institute for the Biodiversity of Plants, Боннский университет, Германия) за любезную помощь в первичной идентификации видов омелы. Были получены разрешения от следующих фермеров и владельцев плантаций грецкого ореха в Кашмире, которые предложили свои зараженные деревья для наших экспериментов, а именно от Абдула Рашида Реши (R/O Village Reshii Mohalla, Khag, Budgam), Хабиба-Уллы Шейха (R/O village Trapii, Khag, Budgam), Showket Ahmad Rasray (R/O Village Hamchii Pora, Budgam), Ghulam Hassan Shah (R/O Nagbal, Khag, Budgam) и Джавид Ахмад Куреши (R/O деревня Lowahi Pora, Khag, Budgam). Рисунки режима работы Омелы Искоренителятор выполнены прекрасной художницей Натальей Пендиур (Киев, Украина) и высоко ценятся. Максим Лащенко (Оломоуц, Чехия) любезно помог с обработкой изображений и техническими описаниями.
Materials
| 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 bGlmaWVyPUEyTU9QMEo2WUp YMjBLJmVuY3J5cHRlZElkPUEwM jYzMDkxQUtWODVWU00xU0ZYJ mVuY3J5cHRlZEFkSWQ9QTA1O Tc2NjUyVzdHV0E4UUZOWkU1Jn dpZGdldE5hbWU9c3BfYXRmJmF jdGlvbj1jbGlja1JlZGlyZWN0JmRv Tm90TG9nQ2xpY2s9dHJ1ZQ&th= 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, 92×15.3, PP | Sarstedt | n/a | https://www.amazon.com/Sarstedt-Rounded-Bottom-Assembled-92×15-3/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. |
| 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. |
References
- Kuijt, J., Hansen, B. . Flowering plants. Eudicots: Santalales, Balanophorales. , (2015).
- Nickrent, D. L., Malécot, V., Vidal-Russell, R., Der, J. P. A revised classification of Santalales. Taxon. 59 (2), 538-558 (2010).
- Kahle-Zuber, D. . Biology and evolution of the European mistletoe (Viscum album). , (2008).
- 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).
- 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).
- Kuijt, J. . The Biology of Parasitic Flowering Plants. , (1969).
- Watson, D. M., Cook, M., Fadini, R. F. Towards best-practice management of mistletoes in horticulture. Botany. 98 (9), 489-498 (2020).
- Těšitel, J., et al. The bright side of parasitic plants: what are they good for. Plant Physiology. 185 (4), 1309-1324 (2021).
- 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. , (2002).
- 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).
- Room, P. M. Ecology of the mistletoe Tapinanthus bangwensis growing on cocoa in Ghana. Journal of Ecology. 61 (3), 729-742 (1973).
- 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).
- 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).
- Barney, C. W., Hawksworth, F. G., Geils, B. W. Hosts of Viscum album. European Journal of Forest Pathology. 28, 187-208 (1998).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Paine, L. K., Harrison, H. C. Mistletoe: its role in horticulture and human life. HortTechnology. 2, 324-330 (1992).
- Hawksworth, F. G. The 6-class dwarf mistletoe rating system. United States Department of Agriculture, Forest Service. , (1977).
- Wood, B. W., Reilly, C. C. Control of mistletoe in pecan trees. HortScience. 39 (1), 110-114 (2004).
- Watson, D. M. Reconnaissance and recommendations for mistletoe management in macadamia orchards. Hort Innovation. , (2018).
- 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).
- 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).
- 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). , (2012).
- Shaw, D. C., Mathiasen, R. L. Forest diseases caused by higher parasitic plants: Mistletoes. Infectious Forest Diseases. , 97-114 (2013).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Mathiasen, R. L., Nickrent, D. L., Shaw, D. C., Watson, D. M. Mistletoes: pathology, systematics, ecology, and management. Plant Disease. 92, 988-1006 (2008).
- Mistletoe Management. SAFE TREES Available from: https://www.safetrees.cz/specialni-ochrana-zelene/index.html (2020)
- 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).
- 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).
- 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).
- . Mistletoe Eradicator. Indian Patent. , (2017).
- SAS Institute Inc. SAS/ACCESS 9.4 Interface to ADABAS. SAS Institute Inc. , (2019).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Watson, D. M., Rawsthorne, J. Mistletoe specialist frugivores: latter-day "Johnny Appleseeds" or self-serving market gardeners. Oecologia. 172 (4), 925-932 (2013).
- 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. , 236-243 (1992).
- Han, S., Berry, A. M., Reid, M. S. New ways to control mistletoe. Proceedings: Fortieth Annual California Weed Conference. , (1988).
