Классификация болезней растений

Лекция 4

Классификация болезней растений.

Симптомы болезней растений.
Классификация болезней.
Возникновение и развитие патологического процесса.
Иммунитет растений к инфекционным заболеваниям.

1. Симптомы болезней растений.

Под болезнью растения понимается нарушение нормальных физиологических функций, возникающее под влиянием фитопатогена (возбудителя болезни) или неблагоприятных условий среды и приводящее растение к снижению продуктивности или полной гибели.

Среди нарушений обмена веществ, приводящих к заболеваниям, можно отметить: нарушение фотосинтеза, дыхательных процессов, нарушение синтеза строительных и запасных веществ, транспортировки воды и питательных веществ; нарушение синтеза ростовых веществ.

Нарушения физиологических функций почти неизбежно влекут за собой анатомо-морфологические изменения, касающиеся строения и структуры тканей, роста и формы всего растения или отдельных его органов.

Наиболее частыми нарушениями строения и структуры тканей, происходящими под влиянием патогена, являются:

1) гипертрофия (увеличение размера и изменение формы клеток);

гипоплазия (уменьшение количества и размера клеток);
некроз (отмирание отдельных клеток или участков ткани);
мацерация (размягчение и распад тканей).

Для практических целей диагностики болезней растений по внешним признакам (симптомам) их группируют в следующие типы.

Отмирание тканей или некрозы

Для этого типа характерно отмирание участка тканей, которое приводит к образованию пятен различной формы, величины и окраски. Пятна могут быть расплывчатые (фитофтороз), ограниченные (бактериальная угловатая пятнистость листьев огурца). Образование пятна может быть как результатом непосредственного разрушающего воздействия на пораженный участок ткани, так и следствием защитной реакции организма на внедрение паразита (образование некротического барьера локализует дальнейшее распространение патогена). Отмирание тканей у корнеклубнеплодов приводит к образованию разнообразных гнилей. Гнили могут быть мокрыми (мокрая бактериальная гниль клубней картофеля), сухими (фузариозная сухая гниль картофеля), с налетом (белая гниль).

Налеты – проявляются в виде мучнистого налета на поверхности листьев и других органов растений. В большинстве случаев налет состоит из спороношения гриба или из мицелия паразита (у настоящих мучнистых рос) налет может быть белым (мучнистая роса), серым (серая гниль овощей), темно-коричневым (чернь) и т.д.

Деформация – проявляется в виде изменения формы органов растений под влиянием патогена. Так, в результате жизнедеятельности некоторых грибов пораженные клетки отдельных органов растений усиленно делятся (гиперплазия) и увеличиваются в размере (гипертрофия), что приводит к образованию наростов или опухолей (кила капусты, рак картофеля).

Увядание – характерно для заболеваний общего типа и связано с поражением корневой или сосудистой системы растений (кольцевая гниль картофеля, бактериальный рак томата и др.). Увядание чаще всего является следствием закупорки сосудистой системы возбудителем болезни или некроза стенок сосудов под влиянием токсинов, выделяемых возбудителем болезни.

Пустулы – «подушечки» спор, образовавшиеся сначала под эпидермисом, а затем вышедшие на поверхность через его разрывы – характерный признак проявления ржавчин.

Разрушение пораженной ткани с образованием спор отмечается при поражении твердой, пыльной и другими видами головни злаков, головней лука.

Хлороз и мозаика – пожелтение или посветление листьев (хлороз) или отдельных участков листа (мозаика) - являются следствием нарушения деятельности хлоропластов и низкого содержания хлорофилла в листьях. Однако сходные между собой признаки (симптомы) поражения, могут быть вызваны иногда разными причинами. Так, хлороз может быть как неинфекционным, связанным с дефицитом доступных для растения форм железа в почве, так и инфекционным, вызванным вирусом или микоплазмой.

Это явление носит название патологической конвергенции.

2. Классификация болезней растений.

Существует несколько типов классификации болезней растений:

по возбудителям (вирозы, бактериозы);
по культурам (болезни злаков, картофеля);
по месту проявления болезни – местные (локальные) и общие (диффузия);
по симптомам (проявление болезни)- пятнистости, гнили;
по возрасту или фазе развития растений (болезни семян, всходов, взрослых растений);
по органам растений (болезни листьев, плодов);
по продолжительности течения (острые и хронические болезни).

Наиболее удобна классификация болезней растений по этимологическому принципу, то есть в зависимости от причин, вызывающих заболевание. По этой классификации все болезни растений разделяют на две группы:

неинфекционные (непаразитные);
инфекционные (паразитные).

К неинфекционным относят дистрофические болезни, связанные с нарушением питания – азотное, фосфорное, калийное, борное, медное голодание и т.д. болезни, вызванные неблагоприятными температурами, водным и световым режимами; болезни, связанные с вредными примесями в воздухе, воде, почве; лучевые болезни и наследственные или хромосомные болезни.

К инфекционным относят вирусные (вирозы), бактериальные (бактериозы), актиномицетные (актиномикозы), грибные (микозы), болезни, вызываемые водорослями (альгозы), цветковыми паразитами (антофитозы).

Неинфекционные болезни растений. Болезни голодания

Недостаток азота проявляется в виде хлороза листьев, затем желтовато-зеленая окраска усиливается, начинают появляться некрозы (всегда с нижних листьев). Растение отстает в росте.

Дефицит азота устраняется подкормками растений аммиачной селитрой, птичьим пометом или навозной жижей.

Недостаток фосфора замедляет развитие растений, особенно образование репродуктивных органов. У зерновых культур замедляется кущение и появляется красно-фиолетовая окраска. У картофеля наблюдается «железистая пятнистость» или «ржавая пятнистость» клубней. Часто симптомы бывают похожи на проявление кольцевой гнили, особенно в начале заболевания. У бобовых культур дефицит фосфора вызывает недоразвитость семян.

Фосфорное питание растений улучшается при известковании кислых почв и при внесении фосфорных удобрений. В засушливых зонах с дефицитом фосфора нужно высаживать ранние и среднеранние сорта, чтобы они заканчивали вегетацию до засушливого периода.

Недостаток калия проявляется в виде отмирания тканей, в первую очередь на более старых листьях, по периферии листовой пластинки (краевой «ожог»листа) или на участках между жилками. Краевые части листа сначала желтеют, а затем, при полном отмирании ткани, становятся бурыми.

Калийное голодание растений может усиливаться при избыточном внесении в почву кальция и магния. Увеличивается потребность в калийных удобрениях при известковании кислых почв.

Недостаток железа может вызывать своеобразное обесцвечивание листьев – хлороз, это связано как с недостатком железа в почве, так и в случае, когда оно находится в формах, недоступных для растений, в зонах со щелочными, карбонатными почвами.

Хлороз, однако, может быть вызван не только недостатком железа, но и магния, марганца, серы, нарушениями азотного питания. Поэтому прежде всего необходимо установить причины этого заболевания и разработать соответствующие мероприятия.

Большое значение в явлении хлороза имеют свойства корневой системы растения и условия его произрастания. Так, кислые корневые выделения таких растений как люцерна, клевер, донник, гречиха переводят железо из связанного в растворимое состояние. Хорошие результаты дает внесение в почву в конце августа, сентябре железного купороса или железных опилок.

Недостаток меди может вызвать частичный хлороз листьев, особенно молодых, потерю ими тургора, увядание, задержку образования стеблей и семян. Недостаток меди наиболее характерен для торфяных и песчаных (кислых) почв. В наибольшей степени подвержены медному голоданию зерновые культуры – пшеница, ячмень, овес.

Опрыскивание деревьев 0,05%-ным раствором медного купороса или внесение его в почву способствует устранению этого заболевания.

Недостаток бора отмечается чаще на карбонатных или заболоченных почвах, на кислых почвах проявляется главным образом после их известкования и в сухую жаркую погоду. Особенно чувствительны к недостатку бора свекла, лён, подсолнечник, цветная капуста.

Наиболее характерный признак дефицита бора – отмирание точки роста; у томата чернеет точка роста стебля; у льна отмирает как верхушечная, так и боковые точки роста, листья становятся узкими, искривленными, края их увядают и отмирают. У свеклы недостаток бора вызывает «гниль сердечка», то есть отмирание самых молодых листьев и точки роста. Позднее болезнь распространяется также и на внутренней части корня, проявляясь в виде черной сухой гнили корнеплода. Для устранения дефицита бора необходимо внесение в почву буры, бората магния, некорневые подкормки раствором борной кислоты.

Болезни, вызываемые неблагоприятными температурами воздуха и почвы.

Низкие положительные температуры могут вызвать «простуду растений». Особенно этому подвержены теплолюбивые растения. Так, при раннем посеве арбуза, дыни, огурца в плохо прогретую почву, а также при поливе этих культур холодной водой возможно «простудное» состояние корней. Они перестают всасывать воду и элементы пищи. В теплицах полив огурца холодной водой приводит к полеганию всходов.

Простудное состояние может быть у клубней картофеля, у корнеплодов свеклы. При быстром охлаждении корнеплодов свеклы (например, при оставлении во время уборки урожая выкопанного картофеля или свеклы на ночь в поле) снижается естественная активность защитных веществ типа фитонцидов и такие корнеплоды плохо хранятся.

Череззерница. Наступление сухой и жаркой погоды в период формирования пыльцы зерновых культур приводит к снижению опыления растений. У таких ослабленных растений вышедший из влагалища почти нормальный по внешнему виду колос затем белеет и высыхает. Такое проявление болезни называют «белоколосица».

Болезни, вызываемые неблагоприятными условиями влажности(воздуха и почвы). Широко известно неинфекционное заболевание «захват» или «запал» зерна. Особенно часто подвергаются захвату зерновые культуры в юго-восточных и восточных районах европейской части страны. Причина его – комплексное воздействие метеорологических и почвенных факторов: низкая влажность почвы, высокая температура воздуха и суховей. Особенно опасно сочетание этих условий в период созревания (налива) зерна. В результате усиленного испарения и недостаточного поступления питательных веществ и влаги, зерно получается недоразвитым, щуплым.

Истекание зерна связано с действием сочетания длительной дождливой погоды и высокой температуры в конце молочной – начале восковой спелости зерна и сопровождается выделением медвяной росы. Влажная и жаркая погода в конце молочного состояния – начале восковой спелости зерна резко изменяет ферментативные процессы в зерне. Вместо синтеза преобладают процессы гидролиза. Крахмал, уже отложившийся в эндосперме, переходит в растворимое состояние, происходит накопление сахаров. В результате резкого увеличения осмотического давления внутри зерна в него засасывается много воды, клеточные стенки разрываются и сахаристая жидкость выходит наружу через трещины и поры.

Вымокание наблюдается весной в низких местах на тяжелых почвах, где долго стоит талая вода. Застой воды нарушает дыхание молодых растений и приводит к большой трате сахаров. Воздух не проникает к корням, и растения погибают.

Нерегулярная обеспеченность растений водой – одна из основных причин заболевания плодов томата, известного под названием вершинной гнили.

Болезни, связанные с заражением окружающей среды.

К этой группе относятся болезни, вызванные ядовитыми для растений соединениями, находящимися в воздухе, почве, воде (пестициды, завышение доз, несоблюдение сроков обработок, в том числе последней обработки, дым заводов и фабрик).

Инфекционные болезни растений

К инфекционным относят болезни, способные распространяться от растения к растению. Возбудителями инфекционных болезней могут быть:

грибы;
бактерии;
актиномицеты;
вирусы;
микоплазмы;
цветковые растения – паразиты.

В основе взаимоотношений между растением и возбудителями инфекционных болезней лежит явление паразитизма, при котором возбудитель болезни (патоген) существует за счет готовых органических веществ ткани растения - хозяина.

В отличие от симбиоза, при котором жизнедеятельность одного из совместно живущих организмов не оказывает угнетающего действия на другой организм, при паразитических взаимоотношениях патоген всегда оказывает угнетающее или какое-либо другое патологическое действие на хозяина.

Способность возбудителя болезни вызывать заражение и поражение растений тесно связана с такими его свойствами, как патогенность, вирулентность и агрессивность.

Патогенность – способность возбудителя вызывать заболевание того или иного растения и наносить ему определенный вред. Чем более вредоносно заболевание, тем более патогенным считается его возбудитель.

Вирулентность – способность патогенного организма (индивида, расы) заражать и вызывать заболевание определенного растения-хозяина (вида или сорта). Например, гриб Synchytrium endochioticum – возбудитель рака картофеля – патогенный гриб. Но его патогенность проявляется только по отношению к картофелю, и, следовательно, он вирулентен только для этой культуры.

Агрессивность – способность патогенна к размножению в тканях восприимчивого растения-хозяина. Высокоагрессивными (по сравнению с другими равновирулентными организмами) считаются те возбудители, которые отличаются высокой энергией размножения, способностью быстро распространяться на далекие расстояния, устойчивостью к экстремальным условиям и т.д. Меньшая продолжительность инкубационного периода показатель более высокой агрессивности.

Возникновение и развитие патологического процесса.

Инфекционное заболевание – сложный процесс биологического взаимодействия возбудителя болезни и растения-хозяина. Развитие инфекционного заболевания происходит при непрерывном взаимодействии паразита, растения-хозяина и условий внешней среды.

Патологический процесс при инфекционных болезнях растения состоит из нескольких взаимосвязанных и последовательно сменяющих друг друга этапов. Основными из них являются:

заражение;
инкубационный период;
собственно болезнь, т.е. ее проявление и развитие.

Заражение. Развитие инфекционного заболевания начинается с заражения, которое возможно только в том случае, когда патоген (возбудитель болезни) попадает на восприимчивое к нему растение и находит соответствующие условия окружающей среды для прорастания, внедрения и преодоления защитных свойств растения.

Заражение следует отличать от механического загрязнения растений спорами гриба или от механической примеси семян растения-паразита к семенам растения-хозяина.

Перенос заразного начала от больного растения к здоровому может осуществляться:

каплями дождя (гидрохлория) – так распространяются возбудители ложной мучнистой росы;
животными (зоохория) – распространение вирусной инфекции;
воздушными течениями (анемохория) – распространение ржавчины;
человеком (антропохория) и т.д.

Проникновение возбудителей в растение возможно через естественные отверстия - устьица (фитофтороз картофеля и ложные мучнистые росы), канал завязи (пыльная головня пшеницы и ячменя, спорынья злаков), механические повреждения (вирусные и бактериальные болезни, черный рак семечковых). Однако ростовые гифы спор многих паразитов благодаря деятельности ферментов, разрушающих кутикулу, могут проникать и через неповрежденные наружные покровы растений (ржавчинные и головневые грибы, мучнисторосяные и некоторые несовершенные грибы).

Инкубационный период. Начавшееся после заражения развитие болезни некоторое время протекает латентно, без внешних признаков. Проявление болезни, видимое простым глазом, обнаруживается ,как правило, лишь через несколько дней. Иногда скрытое развитие паразита внутри растения длится неделями, месяцами и дольше. Период развития болезни от заражения растения до появления внешних симптомов заболевания называют скрытым или инкубационным периодом.

Продолжительность инкубационного периода зависит от индивидуальных особенностей возбудителя болезни, степени восприимчивости растения (или органа растения) и условий окружающей среды, особенно температуры.

Проявление болезни. Инкубационный период любого инфекционного заболевания завершается проявлением внешних симптомов. Характер этих симптомов зависит в первую очередь от возбудителя болезни и может быть самым разнообразным – гнили, пятнистости, увядание, деформация, налеты и т.д.

Проявление внешних признаков заболевания означает, что в результате взаимодействия растения - хозяина, патогена и внешней среды в растении наступили те патологические (физиологические, анатомо-морфологические и др.) изменения, которые характерны для данного вида болезни. Итогом этих патологических изменений является снижение продуктивности растения, связанное с отмиранием отдельных частей или всего растения.

Выздоровление больного растения наблюдается очень редко, хотя в отдельных случаях и возможно. Восстановление и нормализация нарушенных заболеванием физиологических функций может происходить и естественным путем (под влиянием резкой смены погодных условий), но чаще при помощи человека.

Иммунитет растений к инфекционным заболеваниям.

Термин «иммунитет» (означает «освобождение» от чего-либо) – полная невосприимчивость организма к инфекционному заболеванию.

В настоящее время понятие иммунитет растений формулируется как проявляемая им невосприимчивость к болезням в случае непосредственного контакта их (растений) с возбудителями, способными вызвать данную болезнь при существовании необходимых для заражения условий.

Наряду с полной невосприимчивостью (иммунитетом) различают также очень сходные между собой понятия – устойчивость или резистентность и выносливость или толерантность.

Устойчивыми (резистентными) считают те растения (виды, сорта), которые поражаются болезнью, но в очень слабой степени.

Выносливостью (толерантностью) называют способность больных растений не снижать свою продуктивность (количество и качество урожая или снижать ее настолько незначительно, что практически это не ощущается)

Восприимчивость (поражаемость) – неспособность растений противостоять заражению и распространению патогена в его тканях, т.е. способность заражаться при контакте с достаточным количеством инфекционного начала при соответствующих внешних условиях.

У растений имеются все перечисленные типы проявления иммунитета.

Иммунитет (невосприимчивость) растений к болезням может быть врожденным и передаваться по наследству. Такой иммунитет называется естественным.

Врожденный иммунитет может быть активный и пассивный.

Активным иммунитетом называют свойство растений активно противостоять возбудителю. Сюда относят антитоксические реакции растений, образование защитных некрозов (участков отмершей ткани вокруг паразита).

Пассивный иммунитет - это свойство растений препятствовать развитию паразита независимо от наличия инфекции. Он связан с анатомо-морфологическими, физико-химическими, физиолого-биохимическими и другими особенностями растений (наличие воскового налета, толщина кутикулы, химический состав растений, осматическое давление, реакция клеточного сока, наличие физиологически активных веществ, эфирных масел, фитонцидов и т.д.). Однако такое деление иммунитета на категории условно.

Наряду с естественным иммунитетом растениям может быть свойственен приобретенный (искусственный) иммунитет - свойство растений не поражаться тем или иным возбудителем, приобретенное растением в процессе онтогенеза.

Приобретенный иммунитет может быть инфекционный, если возникает у растения в результате выздоровления от болезни.

Неинфекционный приобретенный иммунитет может быть создан с помощью специальных приемов под влиянием обработки растений или семян иммунизирующими средствами. Этот тип иммунитета имеет большое значение в практике защиты с.х. растений от болезней.

Повышение устойчивости растений к болезням с помощью искусственных приемов называют иммунизацией, которая может быть химической и биологической.

Химическая иммунизация заключается в использовании различных химических веществ, способных повышать устойчивость растений к болезням. В качестве химических иммунизаторов используют удобрения, микроэлементы, антиметаболиты. Приобретенный неинфекционный иммунитет может быть создан путем использования удобрений. Так, увеличение дозы калийных удобрений повышает лёжкость корнеплодов в период хранения.

Биологическая иммунизация заключается в использовании в качестве иммунизаторов других живых организмов или продуктов их жизнедеятельности (антибиотиков, ослабленных или убитых культур фитопатогенных организмов и т.д.).

Устойчивость растений может быть достигнута обработкой их вакцинами – ослабленными культурами патогенов или экстрактами из них.

Классификация болезней растений