Наука о болезнях растений и способах борьбы с ними называется фитопатологией (от греч. phyton — растение, pathos — страдание, logos — учение). В задачу фитопатологии входят изучение болезней растений, вызываемых фитопатогенами, а также воздействием неблагоприятных факторов окружающей среды, выращивание устойчивых сортов, разработка способов защиты растений от болезней, агротехнических приемов, биологических, химических, физико-механических и карантинных методов.
Фитопатологию подразделяют на общую и сельскохозяйственную. Общая фитопатология исследует биологию возбудителей болезни, причины и условия возникновения, закономерности развития и распространения заболеваний, их массовых вспышек (эпифитотий), разрабатывает методы кратковременного и долгосрочного прогнозов развития болезней, а также защиты растений. Сельскохозяйственная фитопатология изучает болезни конкретных культур с рассмотрением видового состава возбудителей каждой из них, симптомы заболеваний, приемы защиты.
БОЛЕЗНЬ – это нарушение нормального обмена веществ клеток, тканей, органов и целого растения под влиянием фитопатогена (организма – возбудителя болезни) или условий внешней среды, приводящие к снижению продуктивности растений.
Вредоносность – комплексный, разносторонний показатель, включающий:
потери урожая при возделывании культуры;
потери при хранении;
снижение товарных и вкусовых достоинств продукции, ее питательности, качества семян и т.п.
Разнообразные признаки проявления болезней — и инфекционных, и неинфекционных — можно объединить в несколько типов.
П я т н и с т о с т и , или некроз ы, — тип проявления болезни, характеризующийся образованием на пораженных органах растений (листьях, плодах, стеблях) пятен разной формы — округлой, угловатой, удлиненной, измененной окраски (желтой, красной, бурой, черной и т.д.), в дальнейшем состоящих преимущественно из отмерших клеток. Пятна могут возникнуть в результате поражения растений грибами, бактериями, вирусами. Бывает и так, что клетки растения отмирают в результате защитной реакции растительного организма на внедрение патогена или неблагоприятные воздействия химических и физических агентов (солнечные ожоги, нарушение питания растений и т.д.).
У в я д а н и е — проявление болезни, характеризующееся по- никлостью листьев, ветвей и других органов в результате потери тургора клеток и тканей. Чаще всего является следствием закупорки сосудистой системы растений возбудителем болезни или некроза стенок сосудов под действием токсинов, выделяемых фитопатогенами (бактериальный рак томата, вертициллезное увядание технических, овощных, плодовых и ягодных культур), а также возникает от некоторых неблагоприятных внешних факторов (недостаток влаги, высокая температура и др.).
Н а л е т о б н ар у ж и в ается н а п о в ер х н о сти п о р а ж е н н ы х о р га н о в и представляет собой мицелий и спороношение гриба. Характерный пример налета — болезни, называемые мучнистыми росами. На пораженных органах растений (пшеницы, овса, клевера, гороха, свеклы и других культур) появляется белый или слегка рыжеватый налет. Он образуется также при поражении свеклы, подсолнечника, капусты и других культур ложными мучнистыми росами, а также при развитии таких заболеваний, как серая гниль подсолнечника, бурая пятнистость томата.
П у с т у л ы — это скопление спороношения грибов (главным образом вызывающих ржавчину). Пустулы образуются под эпидермисом, который затем разрывается, и на поверхности пораженного органа растения появляются «подушечки» спор.
Г н и л и — такой тип проявления болезни, когда загниванию подвергаются все части растений, но главным образом богатые водой и запасными питательными веществами (корнеплоды, плоды, клубни, луковицы и т.д.). Гнили могут быть мокрыми, сухими и твердыми. При мокрых гнилях разрушаются не только клеточные оболочки, но и внутреннее содержимое клеток (мокрая бактериальная гниль картофеля и др.). При сухих гнилях (фузариозная гниль картофеля, фомозная гниль моркови и др.) происходит разрушение межклеточных веществ и оболочек клеток, ткани теряют структуру, превращаясь в порошкообразную или волокнистую массу. При твердой гнили клетки отмирают, а ткань не размягчается (фитофторозная гниль клубней картофеля и др.).
О п у х о л и , и л и н а р о с т ы , — это разрастание пораженной ткани под влиянием возбудителя болезни. Они образуются на различных органах растений: корнях (кила капусты), клубнях (рак картофеля), корнеплодах (рак корня свеклы) и т. д. Опухоли возникают в результате гипертрофии или гиперплазии пораженных клеток. Иногда эти процессы протекают одновременно. Образование опухолей — частое проявление болезней, вызываемых грибами, бактериями, вирусами.
Д е ф о р м а ц и я — изм енение формы отдельных органов или всего растения в результате поражения фитопатогенами или воздействия абиотических факторов. Деформация проявляется в виде скручивания, морщинистости, курчавости или нитевидности листьев, махровости цветков, уродливости плодов и т. д. Деформация побегов обычно сопровождается повышенной ветвистостью, образованием множества тонких мелких побегов («ведьмины метлы»).
Деформация часто возникает из-за нарушения поступления в растения питательных веществ или оттока продуктов фотосинтеза, неравномерного роста различных элементов ткани и т. д.
Мумифи кац ия — тип заболевания растений, при котором пораженная ткань того или иного органа растения пронизывается мицелием гриба, усыхает, темнеет, становится плотной. Примеры мумификации — сухая гниль картофельных клубней, плодовая гниль и др.
Разрушение п о р а ж е н н о й т к а н и (головня) — тип проявления болезни, характеризующийся образованием большого количества спор. Отмечается при поражении злаков различными видами головни (твердой, пыльной, стеблевой и др.).
И з м е н е н и я ок р ас к и возникают и з-за наруш ений д е я тельности хлоропластов и низкого содержания хлорофилла в ли7
стьях. Проявляются в виде пожелтения или осветления листьев (хлороз) или отдельных участков листа (мозаика). Причины изменения окраски: плохая обеспеченность питательными веществами (как макро-, так и микроэлементами) или поражение вирусами.
Деформация. Изменение формы пораженных органов растений, Могут отмечаться уродливость, деревянистость, израстание (увели-ченное количество укороченных стеблей – «ведьмины метла»), на всем растении могут быть укороченные или морщинистые листья.
Хлороз. Изменение окраски зелеными частями растений без нару-шения целостности тканей.
Мозаика. Приобретение органами узорчатой расцветки (чередова-ние цветов, формирование кругов, штрихов и др.). В вирусологии принято многие болезни называть мозаиками, проявляющихся не только в виде собственно мозаики, но и в виде некрозов или дефор-маций.
Некроз. Отмирание поверхностных или внутренних участков ткани.
Пятнистость. Разновидность некроза или хлороза, охватывающая поверхностные ткани. Термин применим чаще к листьям, реже к другим органам.
Налеты. На вегетативных или генеративных органах серая, белая, бурая, коричневая или черная, легко стирающаяся плесень, эпидер-мис под ней без повреждений.
Пустулы. На пораженных органах – бугорки, кучки спор, покры¬тые эпидермисом или выступающие из трещин ткани растений; бугорки могут иметь желтую, бурую, оранжевую, коричневую, черную окраску.
Гнили. Размягчение органов, богатых питательными веществами и водой (корнеплоды, плоды, стебли, клубни и др.). Поражение может захватывать все ткани, распространяясь в глубь органа.
Наросты. Ненормальное разрастание отдельных органов растений различной величины и формы.
Мумификация. Превращение плодов или семена в темные плотные образования черного цвета с гладкой или шероховатой поверхно-стью.
Пылящие массы (головня). Разрушение и превращение поражен-ных органов (зерна, стебли, листья) в порошковидную массу черно-го или коричневого цвета.
Камедетечение. Выделение больными органами растений трещин, из которых выделяется жидкость, твердеющая на воздухе.
Увядание. Наблюдается потеря тургора клетками растения. Расте-ние пониклое, угнетено. Иногда отмечается пожелтение органов.
Наиболее удачной считается классификация болезней растений по экологическому принципу, учитывающему причины, вызывающие заболевание. По этой классификации все болезни растений делят на две группы: неинфекционные (непаразитарные) и инфекционные (паразитарные).
Н е и н ф е к ц и о н н ы е б о л езн и в о зн и к аю т в результате в о з действия на растения неблагоприятных факторов внешней среды: температуры, влажности воздуха или почвы, недостатка или избытка питательных веществ и т. д. Неинфекционные болезни не способны распространяться от растения к растению.
Среди неинфекционных болезней выделяют болезни, причиной которых служат отдельные абиотические факторы (болезни недостатка питательных веществ, болезни, вызываемые неблагоприятными температурами, и т.д.).
И н ф е к ц и о н н ы е б о л езн и вы зы в аю т п а то ге н н ы е о р г а н и з мы: грибы, бактерии, вирусы, вироиды, фитоплазмы, цветковые растения-паразиты. Выделяют болезни, вызываемые определенными группами грибов или бактерий (болезни, вызываемые головневыми, ржавчинными грибами, оомицетами).
Для практических целей болезни классифицируют по культурам (пшеница, картофель, свекла, лен) или по группам сходных культур (зерновые, зерновые бобовые, кормовые бобовые и т.д.). 8
Иногда болезни подразделяют по приуроченности к тем или иным органам или фазам развития растений: болезни плодов, болезни семян, болезни всходов и т. д. Существуют и другие принципы классификации болезней растений.
паразитизм – это форма взаимоотношений видов (паразита и хозяи-на) в природе, позволяющая одному организму потреблять энергию другого при ущербности этих отношений для последнего.
Инфекционные, или паразитарные, болезни растений — это группа болезней, вызываемых патогенными микроорганизмами. Основной признак инфекционных болезней — способность передаваться от растения к растению. Возбудителями болезней могут быть грибы, бактерии, вирусы, вироиды, фитоплазмы, актиномицеты. К возбудителям болезней растений относятся также цветковые растения-паразиты (повилика, заразиха и др.).
В основе инфекционных болезней лежит явление паразитизма, суть которого состоит в том, что патоген не способен самостоятельно вырабатывать органическое вещество и потому вынужден заимствовать его у растения. В результате нарушается нормальная жизнедеятельность растения.
В зависимости от того, развиваются ли патогены главным образом на поверхности растения или внутри клеток и в межклетниках, их делят соответственно на экзопаразитов и эндопаразитов. По степени паразитизма (типу питания) можно выделить три категории фитопатогенных организмов.
Ф а к у л ь т а т и в н ы е п а р а з и т ы — организмы, которые основную часть жизненного цикла питаются сапротрофно, то есть мертвым органическим веществом. Они поражают ослабленные, имеющие повреждения растения, заселяя вначале участки отмерших тканей. Затем факультативные паразиты постепенно осваивают примыкающие здоровые участки тканей, которые предварительно разрушают продуктами своего метаболизма.
Ф а к у л ь т а т и в н ы е с а п р о т р о ф ы — организмы, большую часть жизненного цикла паразитирующие на живых тканях, но они могут недолго питаться, как сапрофиты, то есть отмершими участками тканей. В конечном счете эти организмы разрушают клетки растений, что приводит к их гибели. Спороношение грибов-факультативных сапротрофов образуется на границе здоровой и мертвой ткани. Эта группа патогенов самая немногочисленная.
О б л и г а т н ы е п ара зи ты — организмы, развивающиеся только в живых тканях растений, неспособные питаться мертвым органическим веществом. Облигатные паразиты находятся на высшей эволюционной ступени паразитизма. Среди них существуют организмы с абсолютным типом паразитизма. При этом в результате воздействия патогена на генетический аппарат растения в нем происходят такие изменения, что растение начинает синтезировать структуры, необходимые для построения (копирования) организма-патогена.
Данными свойствами обладают все фитопатогенные вирусы и ви- роиды.
Стратегия защиты растений от патогенов этой группы должна быть направлена на подавление процессов накопления и распространения инфекционного начала в период вегетации или на предотвращение накопления покоящихся структур возбудителей болезней.
1. вирулентность – способность инфицировать (заражать) орга-низм хозяина (хозяев);
2. патогенность – способность вызывать течение патологических процессов и заболевание;
3. агрессивность – степень активности вирулентности и патогенно-сти;
4. специализация – приуроченность к определенному субстрату питания:
4.1. филогенетическая специализация – приуроченность к опре-деленным питающим видам растений. По этому признаку фитопато-генные организмы бывают монофагами (патогены с узкой специали-зацией) – паразитирующие на одном виде растения и полифагами (патогены с широкой специализацией) – паразитирующие на не-скольких видах;
4.2. онтогенетическая специализация – приуроченность к опре-деленной стадии развития (возрасту) растения;
4.3. органотропная – приуроченность к определенным органам растения;
4.4. гистотропная – приуроченность к определенным тканям.
Н е и н ф е к ц и о н н ы е б о л езн и в о зн и к аю т в результате в о з действия на растения неблагоприятных факторов внешней среды: температуры, влажности воздуха или почвы, недостатка или избытка питательных веществ и т. д. Неинфекционные болезни не способны распространяться от растения к растению.
Среди неинфекционных болезней выделяют болезни, причиной которых служат отдельные абиотические факторы (болезни недостатка питательных веществ, болезни, вызываемые неблагоприятными температурами, и т.д.).
Для неинфекционных болезней характерны следующие особенности: • причиной заболевания служат абиотические факторы окружающей среды, которые нарушают те или иные физиологические, биохимические функции растений, вызывающие патологический процесс; • признаки болезней на растениях проявляются одновременно, массово в пределах всего поля, сада, теплицы и т.д.; • болезни не передаются от растения к растению, их развитие можно приостановить, исключив действие неблагоприятного фактора.
Наиболее частые причины неинфекционных болезней растений — недостаток или избыток питательных веществ в почве, влаги в воздухе, неблагоприятные высокие или низкие температуры, механические повреждения, загрязнение окружающей среды вредными для растений веществами и т. д.
Болезни, вызываемые недостатком питательных веществ. Для нормального роста, развития и формирования урожая растениям необходимы углерод, кислород, водород, азот, сера, фосфор, калий, кальций, магний, железо, бор, марганец, медь, цинк, молибден и другие элементы. Потребность растений в этих элементах зависит от биологических свойств растений и почвенно-климатических условий. Значение каждого из элементов питания строго специфично, поэтому ни один из них не может быть заменен другим.
Недостаток того или иного элемента питания может вызвать серьезные нарушения в развитии растений, которые проявляются в виде характерных симптомов. Симптомы могут быть довольно четкими, специфичными, но могут быть и нехарактерными. Внешне это выражается не только в изменении общего вида растения (недоразвитость, карликовость и т. д.), но и в проявлении характерных для данного вида голодания симптомов — некрозов на листьях, изменении окраски определенных органов и т. д.
Вредное влияние избытка отдельных элементов. Патологическое состояние растений может быть обусловлено также избытком элементов питания.
Избыток тех или иных элементов питания приводит к повреждению отдельных органов или всего растения, нередко становится причиной снижения продуктивности, а в некоторых случаях — и гибели растений. Важно постоянно контролировать обеспеченность растений элементами питания и своевременно принимать меры для предотвращения интоксикации растений.
Болезни, вызываемые неблагоприятными температурами воздуха и почвы. Степень повреждения (вымерзания) растений зависит от обводненности клеток. Чем она больше, тем менее холодостойко растение. Например, воздушно-сухие семена могут перенести температуру —140...—150 °С, а при повышении влажности до 35 % семена замерзают уже при —15 °С. С другой стороны, при наличии связанной воды, поглощенной коллоидами клетки, холодостойкость повышается. Следовательно, научно обоснованный режим минерального питания, особенно внесение калия, увеличивающего количество связанной воды в клетках, может способствовать повышению зимостойкости растений. Зимние холода нередко вызывают гибель озимых посевов. Патологическое состояние растений может быть вызвано и неблагоприятными для них низкими положительными температурами. Так, при быстром понижении температуры до 0...—1 °С снижается активность естественных защитных веществ (фитонцидов и др.) в корнеплодах и клубнях картофеля, что служит причиной поражения гнилостными и другими патогенными микроорганизмами.
Высокая температура воздуха или почвы также может отрицательно влиять на развитие растений. При высокой температуре часто наблюдаются неинфекционное скручивание листьев томата, солнечные ожоги коры штамбов или скелетных ветвей плодовых деревьев. Особенно опасна для плодовых резкая смена температур в осенние, зимние и ранневесенние периоды, вызывающая солнечно-морозные ожоги коры. Побелка штамба и скелетных ветвей 20%-ным известковым раствором — эффективный способ защиты от таких явлений.