О грибных болезнях культурных растений

В Ленинградской области обнаружено около 500 видов грибов, которые возбуждают различные болезни культурных растений. Среди паразитов растений основная роль принадлежит грибам. В результате большой работы ученых и специалистов по защите растений многие болезни из ранее известных не встречаются в Ленинградской области. Например, нет сегодня пыльной головни ячменя, мучнистой росы яблони и других заболеваний. Однако появляются возбудители новых болезней. При выведении новых устойчивых сортов рано или поздно возникают новые расы паразитов, появление которых равносильно появлению нового вида возбудителя. В природе встречается больше паразитов, чем сапротрофов: у грибов это около 70%.

Возделываемые полезные растения представляют собой питательный "бульон" для паразитных грибов. Периодически во всех странах мира возникают массовые инфекционные заболевания культурных растений - эпифитотии. Когда эпифитотии охватывают целые государства и континенты, их называют понфитотиями. В истории фитопатологии известно много эпифитотии, последствия которых принесли неисчислимые беды различным народам Эпифитотия ржавчины на пшенице обошла все страны, где эта культура возделывается. В нашей стране из-за поражения ржавчиной озимой пшеницы, высокопродуктивные сорта которой создал селекционер П. П. Лукьяненко, пришлось повсеместно прекратить выращивание этой культуры. Особенно большую трагедию принесло заболевание картофеля фитофторозом (картофельной чумой). Целые нации ощутили роковое влияние эпифитотии этой болезни. Во Франции, где в 1800-х годах наблюдались массовые вспышки заболевания картофеля, для изучения ее были отозваны из отпусков члены Французской академии наук. Эта болезнь принесла во многие страны голод и болезни. В Ирландии, где картофель был основной культурой, в 1845 году начался страшный голод, в результате которого умерли 8 миллионов человек, а два миллиона эмигрировали в Англию и Америку. Среди, этих эмигрантов были и предки Д. Кеннеди - бывшего президента Америки. В XI веке и позже были известны страшные эпидемии, вызванные спорыньей. Самая большая была в 1095 году. От нее погибли 40 тыс. человек в Европе. В тропических странах это заболевание встречается до сих пор с довольно высокой смертностью.

Полосатый гельминтоспороз ячменя

В настоящее время ученые считают, что грибы-паразиты являются необходимыми членами биогеоценозов. Благодаря паразитам регулируется численность и защищается биоценоз от вторжения новых вредных компонентов. В природе существует динамическое равновесие в саморегулирующейся системе "паразит - хозяин". Погодные условия влияют на это равновесие незначительно. Заболевание снижает приспособленность доминантного вида паразита, уравнивает его с менее конкурентоспособным. Последние имеют своих специализированных паразитов, контролирующих их численность. Таким образом, фитопатогенные организмы контролируют численность растений и формируют сложные растительные сообщества.

Сложные фитоценозы имеют большое количество видов паразитов, приуроченных к конкурентным растениям. При этой системе стабильно существуют хозяева и паразит. Устойчивость растений к каждому паразиту контролируют гены. Паразит, в свою очередь, имеет соответствующий ген вирулентности (совокупности болезнетворных свойств микробов - возбудителей заразных болезней). Длительная эволюция хозяина и паразита способствует увеличению генетического разнообразия партнеров. Грибы-паразиты представляют собой неоднородную популяцию. По теории Н. И. Вавилова, в центрах формирования культурных растений обнаруживается наибольшее разнообразие генов устойчивости к болезням. В природе существует большое разнообразие рас паразитов. Местные растения, много лет обитающие с паразитом, приобретают выносливость по отношению к нему. Интродуцированные из других стран растения в новых условиях существования поражаются сильнее, чем местные. Особенно сильно поражаются растения одного сорта, к которым у рас паразита наблюдается узкая специализация.

Бурая ржавчина пшеницы

В настоящее время на Земле в культуру введено около 3 тыс. видов растений. Интенсивно культивируются только 150 видов, а основными культурами считаются 15 видов (пшеница, рис, кукуруза, сорго, ячмень, сахарная свекла, картофель, фасоль, соя и т. д.). В большинстве стран выращивают монокультуры, что приводит к обеднению генофонда этих растений и создает возможность возникновения опустошительных эпифитотий. Известный советский миколог Ю. Т. Дьяков приводит 6 закономерностей сопряженной эволюции хозяина и паразита на их общей родине. Первая закономерность - наиболее устойчивые растения формируются на своей родине. Вторая закономерность - при несовпадении первичных центров формирования растения и паразита наибольшее разнообразие устойчивых форм растений находится на первичной родине их паразитов. Третья закономерность - устойчивость растения может быть утрачена после интродукции растения туда, где паразит отсутствует, Четвертая закономерность - сопряженная эволюция хозяина и паразита на общей родине приводит к взаимному снижению повреждающего действия друг на друга. Пятая закономерность - в новых районах обычно поражаются виды растений, близкие (родственные) первичным хозяевам паразита. Шестая закономерность - паразиты, как правило, узкоспециализированы по отношению к своим первичным хозяевам, и широко - по отношению к вторичным.

Грибные болезни нарушают строение тканей и клеток растений и влияют на физиологические процессы. Существуют различные типы заболеваний. Одно из часто встречаемых - гниль растений, которую вызывают размягчение и разложение его тканей. Особенно подвержены гнили части растений, плоды и овощи, богатые водой и запасными питательными веществами. Гнили бывают сухие и мокрые, гниению подвержена также древесина.

Пыльная головня пшеницы

В природе широко распространено увядание растений. Основной признак этого заболевания - потеря тургора. Заболевания такого типа вызывают грибы из родов фузариум, вертициллиум и др. При поражении листьев часто возникают пятнистости различной величины, формы и окраски. Наиболее известны в Ленинградской области парша яблони и груши, церкоспороз свеклы, белая пятнистость листьев томатов, дырчатая - косточковых пород, полосчатая - ячменя и т. д. На пораженных органах образуются налеты из мицелия и спор гриба. Особенно четкий налет дает мучнистая роса на крыжовнике. Иногда налеты на листьях - черного цвета, например чернь.

При поражении грибами наблюдаются и деформации листьев, плодов, побегов, стеблей, иногда проявляется курчавость листьев, разрастание побегов на деревьях - "ведьмины метлы". Поражения могут проявляться в виде наростов, как, например, у килы капусты или при раке картофеля. Грибы могут вызвать камедетечение или мумификацию растений.

Фитофтороз картофеля

При попадании на ткань растения споры грибов прорастают, подобно семени растения. Как правило, для этого им необходима капельно-жидкая влага. Под ее влиянием спора набухает, оболочка лопается чаще всего в области ростковой поры. Попадая на поверхность растения, спора прорастает и начинает процесс внедрения в ткань растения. Некротроф ботритис цинереа на поверхности ткани образует аппрессории - специальные клетки, которые помогают закрепиться грибу на поверхности и начать проникновение через кутикулу. Она имеет толщину 0,5-1 микрон и состоит из кутина, прописанного воском. При прободении кутикулы гифа гриба создает давление до 7-8 атмосфер. Грибы способны к химическому разрушению целлюлозы с помощью ферментов. Проникновение ростка споры гриба идет и через устьице листа. Существует труппа раневых паразитов, т. е. паразитов, проникающих только через раны. Преодолев сопротивление клетки хозяина, гифа гриба образует внутри нее особые ветви - гаустории, которые служат одновременно и для растворения, и для поглощения питательных веществ. С этого момента между грибом и растением возникает стабильная связь. Промежуток времени от заражения до проявления внешних признаков болезни называют инкубационным периодом. Продолжительность этого периода бывает от нескольких дней до нескольких месяцев и даже лет. Течение инкубационного периода зависит от паразита, вида поражаемого растения, его устойчивости, а также от факторов среды, особенно температуры и влажности. При благоприятных условиях фитофтора на листьях картофеля заметна через 3-4 дня, а в других случаях - через неделю и более. По окончании инкубационного периода проявляются определенные симптомы болезни: пятна, увядание, загнивания и т. д. Иногда споры паразита заражают растения в течение вегетационного периода несколько раз. В связи с этим болезнь может быстро нарастать. К таким болезням можно отнести фитофтору картофеля, паршу яблони, ржавчину хлебов и т. д. Некоторые заболевания проявляются один раз в год или в очень короткий период (головня хлебов, корнеед свеклы, курчавость листьев сливы и др.).

Стеблевая головня ржи

Развитие грибных болезней зависит от количества перезимовавших патогенов. Очень часто фитопатогенные грибы зимуют в семенах, клубнях, луковицах, черенках растений, а также в опавших листьях, стерне, соломе, пнях и т. д. Условия зимовки (холодная зима, сухое лето) влияют на жизнеспособность гриба. При больших запасах патогена создается угроза болезни для растений и на следующий год. Распространению болезней растений способствует также деятельность человека. Споры патогенов переносят и воздушные течения. Небольшой удельный вес и специальные приспособления позволяют спорам длительное время плавать в воздухе. Распространение спор возможно также с поливом и дождями. Большое значение имеет окружающая среда на процесс заражения и восприимчивость растения-хозяина. Растения, ослабленные под влиянием неблагоприятных условий, поражаются чаще. На состояние растений влияет почва: ее влажность, температура, содержание питательных веществ. Все эти условия сказываются не только на изменении устойчивости растений к заболеваниям, они замедляют или ускоряют развитие различных фаз растений. Грибы являются неотъемлемой частью биогеоценоза в целом и вступают в различные взаимоотношения с другими микроорганизмами.

Пыльная головня овса

Учитывая, что фитопатогенные грибы являются основной причиной потерь урожая, следует подчеркнуть некоторые особенности их развития. Жизнестойкость патогенов усиливается при освоении, новых территорий и разрушении сложившихся там биоценозов: вторжение чуждых элементов уменьшает численность членов биоценозов. Усиление патогенов связано также с сокращением числа полезных растений. Известно, что только 12 видов растений составляют 75% всего мирового производства сельскохозяйственной продукции, а чем больше видов входит в состав биоценоза, тем шире их генетическое разнообразие и тем выше устойчивость каждого вида. Развитию патогенов способствует и посев на больших площадях семян одного сорта. Это приводит к потере устойчивости растений (сорта начинают поражаться уже через пять лет). Фитопатогенные грибы особенно активно развиваются и могут спровоцировать вспышку эпифитотии при продвижении новых видов и сортов культурных растений в новые районы, где они заражаются новыми болезнями. И наконец, непрерывное повышение пищевой полноценности культурных растений тоже ведет к усилению патогенов. Что полезно для человека, в такой же мере полезно и для них. Селекция же часто "убирает" из растений алколоиды, гликозиды, фенолы, которые ухудшают вкусовые качества, но повышают устойчивость к болезням. Таким образом, вместе с концентрацией и интенсификацией сельского хозяйства возникают и более благоприятные условия для развития болезней, поэтому при вмешательстве в природу необходимо предвидеть все возможные отрицательные последствия в будущем.