Защита растений от болезней и вредителей

1. Принципы классификации болезней растений Болезнь растения — это нарушение нормального строения и обмена веществ клеток, органов и целого растения под воздействием фитопатогенов, неблагоприятных условий внешней среды, механических повреждений и др. Развитие болезни зависит от особенностей растения, патогенного организма и условий окружающей среды. Болезнь может вызвать гибель как отдельных органов, так и всего растения, посевов, насаждений. Фитопатоген, проникая в растение, воздействует на клетки при помощи продуктов своего обмена веществ, забирает из них питательные вещества и может распространяться по всему растению, нарушая нормальный процесс жизнедеятельности. Растение как среда обитания также оказывает определенное воздействие на патоген. В результате под влиянием окружающей среды создается самостоятельный биологический комплекс с характерными для него закономерностями развития. Каждой группе возбудителей болезней присущи свои специфические способы воздействия на растение — с помощью токсинов, ферментов, физиологически активных веществ. Под воздействием фитопатогена в растительном организме происходят различные изменения физиологических процессов. Это может проявляться в нарушении фотосинтеза, ферментативных процессов, целостности и полупроницаемости клеточных мембран, осмотического давления, дыхания, углеводного и другого обмена и других физиологических и биохимических процессов. Такие нарушения неизбежно влекут за собой анатомо-морфологические изменения всего растения или отдельных его органов, проявляющиеся в виде некротических пятен, гнилей (сухих или мокрых), опухолей, наростов, деформации цветков, плодов или листьев и т. д. Нарушение роста растений проявляется чаще всего в его угнетении. Некоторые фитопатогены вызывают у растений образование галлов, вздутий, наростов, могут вызывать гипертрофию (увеличение размера и изменение формы клеток), гиперплазию (увеличение количества клеток), гипоплазию (уменьшение количества и размера клеток), некроз (отмирание отдельных клеток или участков ткани). И физиологические, и анатомо-морфологические изменения влияют на продуктивность растений — резко снижается урожайность или ухудшается качество продукции.

Классификация болезней

Современная классификация болезней основана на нескольких принципах. Основной является этиологическая классификация, подразделяющая болезни в зависимости от причин, их вызывающих, на две группы — инфекционные и неинфекционные.

Инфекционные болезни вызывают различные возбудители — патогены. Общий признак инфекционных болезней — их способность передаваться от одного растения к другому. Инфекционные болезни подразделяют на следующие группы:

ь микозы — болезни, вызываемые грибами. Многочисленная группа заболеваний с разнообразной симптоматикой и динамикой развития;

ь бактериозы — болезни, вызываемые бактериями. Бактериозы, как правило, связаны с поражением сосудистой системы, развиваются чаще всего по типу увядания, гнилей;

ь актиномикозы — заболевания, связанные с поражением растений актиномицетами — микроорганизмами, родственными бактериям. Характерный пример — обыкновенная парша картофеля. Распространены значительно реже, чем микозы и бактериозы;

ь вирозы — многочисленная группа болезней, вызываемых вирусами. Развиваются по типу карликовости, деформации, мозаик, желтух. У многолетних растений носят хронический характер;

ь вироидозы — болезни, вызываемые вироидами. Эта группа возбудителей, обнаруженная сравнительно недавно, отличается от вирусов отсутствием белкового компонента, повышенной агрессивностью и вирулентностью. Диагностика часто затруднена. Дают близкую к вирозам симптоматику. Пример вироидоза — готика картофеля;

ь микоплазмозы — возбудителями этой группы болезней являются микоплазмы — прокариоты, не имеющие, в отличие от бактерий, клеточной стенки и способные произвольно изменять форму и толщину, вытягиваясь в достаточно тонкие нити. Благодаря такой способности микоплазмы проходят через бактериальные фильтры и до сравнительно недавнего времени отождествлялись с вирусами;

ь болезни, вызываемые цветковыми паразитами.

Неинфекционные болезни возникают в результате неблагоприятных для растений условий вегетации и не способны передаваться от растения к растению. Классификация различает болезни, вызванные:

ь неблагоприятными метеорологическими условиями — пониженными и повышенными температурами, засухой, переувлажнением, градобитием и т. д.;

ь неблагоприятными почвенными условиями — реакцией среды, наличием токсичных для растений веществ, неоптимальным механическим составом, бесструктурностью и другими отклонениями от оптимума;

ь неблагоприятными условиями минерального питания — заболевания, тесно связанные с почвенными условиями, но выделяемые в отдельную группу в связи со спецификой этиологии и симптоматики. Связаны с голоданием растений в отношении различных элементов и входят в предмет изучения агрохимии;

ь применением пестицидов (ятрогенные). По существу, это инфекционные заболевания, но возникновение их всегда связано с применением пестицидов, причем применением вполне регламентированным, обоснованным и своевременным. Таким образом, инфекция при ятрогенных болезнях является побочным следствием применения пестицидов, косвенно изменяющих условия взаимоотношений растения и патогена;

ь лучевые — вызваны воздействием на растения проникающей радиации;

ь антропогенные — связаны с производственной деятельностью человека (промышленной и сельскохозяйственной), могут иметь химическую (отравления) и механическую (повреждения или раны) природу.

Существует и ряд вспомогательных классификаций, основанных на следующих параметрах:

По степени локализации болезни — местные (локальные) и общие (диффузные). Неинфекционные болезни — как правило, общие; инфекционные — как местные (ржавчины, мучнистые росы), так и общие (головневые, фитофтороз).

По продолжительности развития — острые (протекают в течение одного периода вегетации) и хронические (развиваются в течение нескольких лет, как правило, на многолетних растениях).

По способности поражать растения в определенной фазе развития — болезни всходов, болезни питомников (в садоводстве), болезни взрослых растений.

По поражаемым органам — болезни корней, болезни стеблей, болезни листьев и т. д.

По поражаемым группам культур — болезни хлебных злаков, болезни картофеля, болезни овощных культур, болезни плодовых и т. д.

Если для общей фитопатологии основной является первая (этиологическая) классификация, то для сельскохозяйственной — последняя.

В.А. Чулкиной и др. (1987) предложен принципиально новый подход к классификации болезней по способу передачи и распространения инфекции — эпифитотиологическая классификация. Согласно этой классификации все болезни объединены в четыре группы, каждая из которых включает несколько подгрупп.

Почвенные (корневые) инфекции. Ведущее значение в цикле развития возбудителя и заражении растений имеют почва и растительные остатки, где возбудители сохраняются в виде покоящихся структур. Выделяются почвенно-семенные инфекции (кила и черная ножка капусты, рак, порошистая и обыкновенная парша картофеля, корнеед свеклы, белая гниль донца лука и чеснока и др.); почвенно-воздушные (офиоболезная корневая гниль злаков); почвенно-воздушно-семенные (фузариозная и гельминтоспориозная корневая гниль злаков, белая гниль сельскохозяйственных культур, ризоктониоз и фомоз картофеля).

Воздушно-капельные (листостебельные) инфекции. Особенность заболеваний — сезонная передача возбудителей воздушными течениями и каплями дождя: воздушные (аэрогенно-пылевые) инфекции (ржавчины, мучнистые росы); капельно-воздушные (септориозы томатов, смородины, груши, антракнозы смородины, малины, винограда и др.); воздушно-семенные (сетчатая пятнистость ячменя, церкоспороз свеклы, угловатая пятнистость огурца и др.); капельно-семенные (аскохитоз гороха, септориоз злаков, пероноспорозы, бактериальный рак томатов и др.).

Семенные (матрикально-дочерние) инфекции. Особенность возбудителей — прямая их передача от маточных растений к дочерним через посевной и посадочный материал: типичные семенные инфекции (пыльная головня пшеницы, ячменя, овса, кукурузы и сорго, головня проса); контактно-семенные (твердая головня пшеницы, ячменя, ржи, овса).

Трансмиссивные инфекции. Особенность — сезонный характер передачи переносчиками, в основном вирусные инфекции: типичные трансмиссивные инфекции (русская мозаика, закукливание злаков, столбур томатов и картофеля, обыкновенная мозаика гороха, филлодия клевера, махровость смородины и др.); трансмиссивно-семенные (мозаика лука, капусты, полосчатая мозаика картофеля, желтуха свеклы и др.); трансмиссивно-контактные (бронзовость томатов, полосатая мозаика злаков, шарка, или оспа, слив); трансмиссивно-контактно-семенные (карликовая мозаика кукурузы, мозаика свеклы, мозаичное закручивание листьев картофеля).

2. Методы диагностики вирусных болезней. Метод электронно-микроскопической диагностики В основе диагностики вирусного заболевания лежат в первую очередь внешние симптомы. Но диагноз заболевания только по внешним признакам не всегда точен. Внешними признаками при определении вирусного заболевания можно ограничиться в тех случаях, когда они очень четки и характерны только для данного вида заболевания.

В практике очень часто приходится сталкиваться с такими явлениями, когда одни и те же или очень сходные признаки поражения вызываются совершенно различными причинами (явление фитопатологической конвергенции). Пример такой конвергенции — хлороз плодовых деревьев или ягодных культур.

Он может быть инфекционным, вызванным вирусами, и физиологическим, связанным с недостаточным поступлением в растение азота, железа, серы и т. д. Мозаичная расцветка листьев на огурце может быть следствием и вирусного поражения и дефицита марганца. Белую мозаику на огурце часто смешивают с дефицитом магния. Иногда сходными признаками проявляются и различные вирусные болезни. Так, из-за сходства симптомов под одним и тем же названием «мозаика пшеницы» были описаны три совершенно разные болезни. Разными вирусами, существенно различающимися по особенностям распространения, сохранения и другим свойствам, вызываются обыкновенная и зеленая крапчатая мозаики на огурце, имеющие также сходные признаки проявления. При случайном попадании гербицидов на растения винограда листья их принимают уродливую форму, очень напоминающую проявление вирусного короткоузлия.

Поэтому при определении заболевания наряду с внешним осмотром необходимы дополнительные методы, уточняющие (или опровергающие) предварительный диагноз.

Применяют следующие методы диагностики вирусных заболеваний и вызывающих их вирусов:

1) установление инфекционности заболевания;

2) серологический метод;

3) метод растений-индикаторов;

4) электронная микроскопия;

5) метод внутриклеточных включений;

6) метод люминесцентного анализа;

7) анатомический метод;

8) химический метод.

Основными из них являются первые четыре метода.

Для всех вирусов, которые удается передать соком на травянистые индикаторы, очень важными показателями при диагностике вирусов являются определение таких физических свойств вируса, как температура инактивации вируса (предельно высокая температура, при которой вирус инактивируется in vitro в течение 10 мин); границы разведения (степень предельного разведения сока больного растения, при которой еще сохраняется его инфекционность); длительность сохранения инфекционности сока при 20 °C.

Так, для огуречного вируса 2 (Cucumis virus 2) температура инактивации 90 °C, предельное разведение сока 1: 1 000 000, длительность сохранения инфекционности сока при комнатной температуре более года, а для огуречного вируса 1 (Cucumis virus 1) температура инактивации 60—73 °С, граница разведения сока 1: 1000, длительность сохранения инфекционности сока 3—6 дней.

Электронно-микроскопическая диагностика Электронно-микроскопическая диагностика применяется главным образом в научно-исследовательской работе. В последние годы этот метод используется для проверки зараженности растений, полученных из верхушечной меристемы с целью оздоровления сорта от вирусных инфекций.

Принцип метода заключается в том, что капельку очищенного от грубых примесей сока или экстракта из тканей исследуемого растения помещают на объектоноситель — сетку с пленкой и высушивают. Вирусные частицы вместе с другими коллоидными компонентами сока остаются на пленке, однако они прозрачны для электронного луча и, для того чтобы их увидеть на экране электронного микроскопа, препарат необходимо контрастировать, то есть обработать веществами с высокой электронной плотностью. Применявшийся ранее метод контрастирования препаратов путем напыления в вакууме инертных металлов (золота, платины, иридия) сейчас почти полностью заменен негативным контрастированием — обработкой растворами фосфорно-вольфрамовой кислоты, четырехокиси осмия или уранилицетата натрия. При этом способе повышается электронная плотность объекта вокруг частиц, которые остаются прозрачными и хорошо видны на экране. Иногда бывают, различимы детали строения вирионов — расположение белковых субъединиц и внутренний канал (у палочковидных и нитевидных частиц). С помощью электронной микроскопии можно определить относительную концентрацию вирусных частиц в соке или препарате, а также вид вируса. Вирусные частицы различаются по форме, размерам (длине и диаметру), шагу спирали (у частиц с осевой симметрией), жесткости.

Форма и размеры частиц далеко не всегда могут обеспечить точное определение вида вируса, особенно при смешанной инфекции. Поэтому электронно-микроскопическую диагностику обычно сочетают с другими методами (серологическим и индикаторным).

Преимущество электронной микроскопии, как метода диагностики, состоит в том, что для анализа достаточно очень небольшого количества ткани или сока, чувствительность его приближается к индикаторному методу; недостатки — сложность и высокая стоимость оборудования, необходимость высококвалифицированного технического обслуживания, вероятность ошибок в диагностике из-за неравномерного распределения вирусных частиц в тканях и наличия свободных от них участков тканей. Не обнаруживается этим методом вирус в форме нуклеиновой кислоты (лишенной белковой оболочки).

3. Физико-механический метод защиты растений от болезней и вредителей Широкое применение должен найти и физико-механический метод защиты плодово-ягодных насаждений от вредителей и болезней. Заключается он в применении различных ловушек, термической обработке посадочного материала, уничтожении вредителей путем сбора их вручную.

Чтобы не допустить поражения болезнями и вредителями, которые передаются с посадочным материалом, применяют прогревание его в горячей воде. Так поступают, например, с рассадой земляники для уничтожения земляничного клеща, с черенками и саженцами черной смородины для защиты от почкового клеща.

Для вылова и уничтожения вредителей применяют светоловушки с ультрафиолетовым излучением. Летающих насекомых вылавливают также ловушками с бродящими пахучими веществами (варят компоты из листьев и плодов тех растений, которые они повреждают, с добавлением сахара и дрожжей), их разливают в корытца и расставляют или подвешивают в крону; ежедневно ловушки надо очищать от попавших насекомых.

В плодовых садах широко используют ловчие пояса, которые вылавливают вредителей, передвигающихся по стволам деревьев из почвы к кроне после зимовки и, наоборот, из кроны в почву перед уходом в зиму. Накладывают пояса на нижнюю часть штамба и у основания скелетных ветвей через 2−3 недели после цветения. Делают пояса из пакли, бумаги, мешковины и других непрозрачных материалов. Пояса бывают сухими, пропитанными ягодами, и клейкими. При наложении на стволы пояса сверху и снизу обвязывают шпагатом, но не очень плотно, а так, чтобы в них могли пролезть гусеницы. Время от времени пояса просматривают, удаляют из них вредителей. После сбора урожая пояса снимают.

В борьбе со слизнями на участке раскладывают доски, тряпки, фанерки, шифер и т. п. материалы, под которыми на день прячутся вредители. Их собирают и уничтожают. Многих насекомых собирают и уничтожают вручную: например, стряхивают малинного жука и других вредителей на пленку или брезент в ранние утренние часы; собирают зимние гнезда боярышницы; срезают поврежденные побеги; уничтожают личинок и куколок насекомых в почве путем нарушения условий их обитания, используют и другие способы уничтожения.

Против грызунов и птиц, повреждающих ягоды и плоды, лучше всего применять различные отпугивающие средства (шумовые, блестящие и т. п.). Для защиты от грызунов деревья (стволы и основания скелетных сучьев) обвязывают жгутами из тряпок, хвойными ветками, мульчбумагой, толем и т. п. Зимой для защиты от мышей утаптывают снег возле растений после снегопадов.

4. Внутривидовые отношения Взаимосвязь растений между собой, окружающей средой и технологическими приемами выращивания является одной из главных причин целостности и динамичности агрофитоценозов. В связи с тем, что каждый вид имеет свои биологические особенности, свою стратегию и тактику развития, различают взаимоотношения между растениями одного вида и между растениями разных видов.

Внутривидовые взаимоотношения между растениями в большинстве случаев уступают по силе влияния межвидовым. Изучение взаимоотношений между растениями в агрофитоценозах является одной из главных и сложных задач, стоящих перед земледельцем. Для агрофитоценозов внутривидовые взаимоотношения имеют особенное значение, поскольку подавляющее большинство посевов сельскохозяйственных культур являются моновидовыми. Сложность изучения взаимоотношений между растениями во многом обусловлена тем, что они осуществляются на одном трофическом уровне и каждое растение может влиять и ощущать влияние десятков и сотен других растений. Например, два растения могут иметь два вида взаимовлияния, три растения — 6, четыре — уже 12, пять — 30 и дальше их количество будет очень быстро возрастать.

Все разнообразие сложных взаимоотношений между растениями можно разделить на два типа: прямые и косвенные. Взаимоотношения между растениями могут носить различный характер и иметь различные результаты.

Взаимовлияние в действии Косвенные взаимоотношения характеризуют опосредствованные взаимоотношения между растениями.

Все косвенные взаимоотношения могут проявляться в трех основных формах:

ь Конкуренция;

ь Изменение условий фитосреды;

ь Аллелопатия.

По представлениям агрономов, конкуренция — это процесс взаимодействия растений в агрофитоценозе, объединяющий все уровни и формы взаимодействия.

В основе взаимодействия растений в агрофитоценозах лежат физиолого-биохимические процессы, где главная роль отводится корневым выделением. В растительных группировках конкурируют одновременно много видов за множество ресурсов. Таким образом, термин «конкуренция» явным образом перегружен, поэтому под ним следует понимать взаимоотношения, связанные лишь с прямым потреблением ресурсов.

Надземная конкуренция проявляется в прямом перехвате космического фактора жизни солнечного света и опосредствованном — ограничении температурного ресурса. Например, высокорослые сорняки в посевах сахарной свеклы начиная с 4−5 недели резко ограничивают поступление солнечного света к культуре, что отрицательно сказывается на ее продуктивности, даже при уровне присутствия сорняков 1 шт/м2. Затенение почвы приводит к снижению ее температуры на 1−4?С, а понижение на 1 градус температуры поверхностного слоя почвы толщиной 10 см равняется перемещению данного участка на 100 км севернее.

Суть корневой конкуренции заключается в перехвате влаги, питательных веществ и аллелопатическом влиянии корневых выделений (более детально см. ниже). Уровень перехвата почвенных факторов жизни зависит от общего развития корневой системы разных особей, которое можно охарактеризовать такими показателями, как длина, ширина распространения, объем почвы, что охватывает корни растения.

Литература

болезнь вредитель растение защита

1. Горбачев И. В, Гриценко В. В, Захваткин Н. А. и др. под ред. проф. В. В. Исаичева Защита растений от вредителя. -М.: Колос, 2002; 472 с.

2. Дементьева М. И. Фитопатология. Учебник для студентов плодоовощных факультетов с/х вузов. — М.: Агропромиздат, 1995; 350с.

3. Зинченко В. А. Химическая защита растений: средства, технология и экологическая безопасность. -М.: КолосС, 2005; 231с.

4. Наумкина Л. А, Деревянкин П. В. Методическое пособие по написанию курсовой работы по защите растений, — Белгород: Изд-во БелГСХА, 2006. — 21с.

5. Пересыпкин В. Ф. Атлас болезней полевых культур. — Киев.: Урожай, 1987

6. Пересыпкин В. Ф. Сельскохозяйственная фитопатология. — М.: 1989