Условия необходимые для возникновения болезни растений

Возникновение и развитие заболевания связаны со способностью болезнетворных организмов паразитировать на определенных растениях и определяются такими свойствами возбудителя, как патогенность, вирулентность и агрессивность.

Патогенность — способность организма вызывать заболевания. Патогенность присуща лишь паразитическим организмам и отличает их от сапрофитов.

Вирулентность — качественная мера патогенности, т. е. способность или неспособность определенного паразитического организма заражать определенное растение. Например, Puccinia graminis вызывает стеблевую ржавчину злаков и обладает вирулентностью по отношению к ним, но не по отношению к картофелю или клеверу. Отдельные формы гриба P. graminis заражают пшеницу, но не способны заразить рожь, другие, наоборот, заражают рожь, но не поражают пшеницу. На основании вирулентности к отдельным злакам P. graminis разделяют на специализированные формы (пшеничная, ржаная, овсяная и др.). Каждая специализированная форма состоит из многих рас, различающихся по вирулентности к отдельным сортам.

Виды повилик различаются в основном по толщине, окраске, характеру ветвления стеблей, а также по особенностям строения цветков, коробочек и семян.

Агрессивность — количественная мера патогенности, указывающая на способность вызывать массовые заболевания растений (эпифитотии). Следовательно, агрессивностью могут обладать лишь вирулентные для данного растения паразиты. Однако некоторые из них могут быстро распространиться от первичного очага и вызывать заболевания растений на большой площади, а другие распространяются и заражают новые растения медленно. Про первые говорят, что они более агрессивны, чем вторые. Следовательно, агрессивность зависит от минимального числа инфекционных единиц, способных вызвать заражение (инфекционной нагрузки), длины инкубационного (скрытого) периода болезни, количества спор, образующихся на зараженных растениях, способа их распространения и т. д.

Инфекционный процесс состоит из последовательных этапов, составляющих единую цепь (рис. 44). Каждый этап инфекционного процесса и связь между ними определяются характером взаимоотношений в системе патоген — хозяин — внешняя среда.

Заражение — первый этап инфекционного процесса — представляет совокупность нескольких фаз: 1) попадание инфекции на поверхность органов растений; 2) прорастание спор грибов, семян цветковых растений-паразитов; 3) внедрение паразита внутрь тканей. Эти фазы во времени почти не разобщены. При заражении бактериями, вирусами, микоплазмами второй фазы нет, так как они сразу же проникают внутрь восприимчивого растения-хозяина через естественные ходы (устьица, чечевички коры и др.) или поранения покровных тканей.

Для осуществления заражения необходим контакт возбудителя болезни и поверхностных тканей растения-хозяина. Распространение инокулюма, под которым у патогенных организмов понимают целый организм или его части, вызывающие заболевания (например, у фитопатогенных грибов — различные споры или участки вегетативного мицелия, у фитопатогенных бактерий — клетки и споры, у вирусов и микоплазм — их частицы, у цветковых паразитов — семена), происходит различными путями. Это перенос инокулюма водой (гидрохория), по воздуху (анемохория), животными (зоохория), человеком (антропохория).

Гидрохорный перенос инфекции известен у грибов и бактерий.

Анемохорное распространение инфекции особенно часто встречается у грибов.

Анемохорный перенос бактерий, вирусов, микоплазм происходит только с мельчайшими кусочками зараженных растений или на частицах почвы, переносимых ветром на малые расстояния.

Зоохорный перенос инфекции осуществляется насекомыми (энтомохория), птицами (орнитохория), дикими и домашними животными. Насекомые переносят вирусные, микоплазменные, бактериальные и грибные заболевания.

Насекомые разносят инокулюм обычно по ограниченной площади и только во время миграций — на большие расстояния. Зоохорный перенос инфекции на значительные расстояния осуществляют птицы.

Антропохорное распространение инокулюма возможно орудиями труда во время обработки почвы и растений. Табачная мозаика передается от больных растений к здоровым руками людей, обслуживающих плантации. Бактериальный рак томата распространяется во время пасынкования растений. При участии человека переносятся все болезни, передающиеся с семенами, посадочным материалом (клубнями, черенками, корнеплодами). Источниками заражения сельскохозяйственного посадочного материала может быть непродезинфицированная тара из-под зараженных продуктов.

Прорастание инфекционного начала на поверхности растения зависит от многих факторов среды. Споры фитопатогенных грибов прорастают при широкой амплитуде колебаний температуры — от 0—5°С до 30°С и выше. Аналогичные пределы известны и для развития бактерий (от 0—2°С до 35—37°С). Жизнедеятельности вирусов и микоплазм благоприятствует температура, оптимальная для развития растений, в которых они обитают. Вне растений устойчивость вирусов к температуре различна.

Споры фитопатогенных грибов чаще прорастают при наличии капельно-жидкой влаги. Наиболее требовательны к влаге пероноспоровые грибы, наименее — мучнисторосяные. Споры ржавчинных грибов обычно прорастают при 100%-ной относительной влажности воздуха или близкой к ней. В этих условиях прорастают споры большинства несовершенных грибов. Для прорастания спор некоторых почвообитающих фитопатогенных грибов наиболее благоприятна 30—60%-ная относительная влажность почвы. При большей влажности почвы ухудшается аэрация почвы и усиливается жизнедеятельность сапрофитных микроорганизмов -антагонистов.

В период заражения большинство фитопатогенных бактерий нуждается в повышенной влажности и многие из них развиваются при широких ее колебаниях. Например, возбудитель черного бактериоза пшеницы развивается при 50—100%-ной относительной влажности воздуха.

Свет, а также количественное содержание кислорода и углекислоты в воздухе мало влияют на прорастание спор фитопатогенных грибов, поражающих надземные органы растений. Но наличие кислорода для этого процесса обязательно. Условия аэрации почв оказывают решающее влияние на развитие почвенной инфекции. Бактерии сильнее, чем грибы, подвержены действию света. Из двух групп фитопатогенных бактерий (желтопигментных и беспигментных) наиболее чувствительны к прямому солнечному свету беспигментные. Поэтому они чаще поражают подземные органы растений, а надземные чаще поражаются желтопигментными бактериями. Свет необходим для прорастания семян омелы — цветкового паразита многих древесных пород. Для прорастания семян других цветковых паразитов свет не играет существенной роли. Но для прорастания семян всех цветковых паразитов необходима хорошая аэрация.

Влиянию кислотности среды подвержены почвообитающие возбудители болезней растений. Для каждого фитопатогенного организма кислотность почвы специфична. Например, телиоспоры стеблевой головни пшеницы прорастают при pH 7,8—8,3, а возбудитель ризоктониоза многих растений лучше развивается при pH 3,5—7. На развитие фитопатогенных бактерий, вирусов, микоплазм, фитопатогенных грибов после их внедрения в растение-хозяина влияет кислотность клеточного сока.

Пределы температуры, влажности и других условий внешней среды специфичны для каждого представителя той или иной группы патогенных организмов.

Различают три показателя влияния внешних условий на каждый организм: минимум, оптимум и максимум.

При минимуме начинается развитие патогенного организма, но в очень слабой степени.

При оптимуме развитие патогенного организма проходит наиболее интенсивно.

При максимуме развитие паразита прекращается.

В соответствии с этим различают минимальные, максимальные и оптимальные условия для прорастания спор (развития плодо — и спороношений фитопатогенных микроорганизмов, болезней и т. д.). Знание этих условий дает представление о степени адаптации фитопатогенных организмов к климатическим условиям. Это необходимо знать при определении ареала патогенов и зоны их вредоносности, для прогнозирования возможных вспышек болезней.

Внедрение (проникновение) фитопатогенных организмов в растения происходит различными путями.

Ростковые гифы конидий мучнисторосяных и некоторых несовершенных грибов, базидиоспор ржавчинных и головневых грибов проникают в растительные ткани через неповрежденные наружные покровы благодаря деятельности ферментов, разрушающих кутикулу растений. Мицелиальные ростки уредоспор ржавчинных и спор некоторых других грибов, ряд фитопатогенных бактерий проникают через устьица, чечевички.

Вирусы и микоплазмы чаще внедряются в растение через механические повреждения растительных тканей — различные раны, образующиеся при питании колюще-сосущих насекомых или при различных сельскохозяйственных операциях (ломке листьев табака, пасынковании томатов, обрезке плодовых деревьев и кустарников и т. п.). Аналогичный путь проникновения известен и для некоторых фитопатогенных бактерий и трутовых грибов — возбудителей заболеваний плодовых и лесных пород. Так же в растения попадают и некротрофы, для которых большое значение имеет наличие отмерших или ослабленных неблагоприятными условиями тканей. Первоначально они поселяются на них, а потом переходят и на живые ткани растений.

Инкубационный период. После внедрения в ткань фитопатогенный организм проходит фазу адаптации к новым условиям, во время которой он начинает питаться за счет питательных веществ растения-хозяина и распространяться по его тканям. Наступает период, во время которого развивается патологический процесс, сопровождающийся перестройкой метаболизма растения под влиянием патогена. Но симптомы заболевания проявляются через некоторое время после заражения. Время от заражения до внешнего проявления болезни принято называть инкубационным (скрытым, или латентным) периодом.

Продолжительность инкубационного периода зависит от условий внешней среды (температуры, влажности, освещенности и т. п.), особенностей цикла развития возбудителей болезней и от восприимчивости растения-хозяина. Например, при заражении овса эцидиоспорами и уредоспорами возбудителя корончатой ржавчины овса латентный период варьирует от 7 до 14 дней при температуре 15—16°С. При понижении температуры он удлиняется, а при 36°С болезнь не проявляется. Зависимость между продолжительностью инкубационного периода и внешними условиями видна на следующем примере. Пероноспороз табака при оптимальных условиях (дневные температуры в пределах 17—21С, ночные температуры 8—13°С, относительная влажность воздуха 97—98%, значительная облачность) проявляется через 3—7 дней. При наступлении сухой и теплой погоды внешние симптомы болезни в виде хорошо заметного спороношения исчезают. Но на этом инфекционный процесс не прекращается, а продолжается вскрытой форме, и, следовательно, инкубационный период растягивается до наступления благоприятных условий.

Инкубационный период при заражении абрикосов возбудителем армянского бактериоза колеблется от 6—7 до 21 дня, в зависимости от способа заражения. При проникновении бактерий через устьица срок проявления болезни удлиняется. При внедрении возбудителя через механические повреждения срок появления симптомов заболевания в виде почернения и засыхания цветочных почек сокращается до 6—7 дней.

Многие вирусные и все микоплазменные болезни передаются циркулятивным способом. Для них, кроме инкубационного периода в растении-хозяине, имеет значение латентный период нахождения возбудителя в насекомом-пере носчике от момента попадания патогена в тело насекомого при питании на больном растении до способности передавать вирус здоровым. Он колеблется от нескольких часов до нескольких дней.

Продолжительность инкубационного периода при разных заболеваниях различна и зависит от многих условий. Поэтому любые факторы, ускоряющие развитие паразита, способствуют сокращению инкубационного периода. А это в свою очередь ведет к накоплению инфекции и способствует развитию массовых заболеваний.

Патологический процесс в растении начинается с момента заражения и продолжается в течение скрытого инкубационного периода (в этот период обычно происходит накопление инфекции), но началом заболевания принято считать проявление первых симптомов болезни. Признаки проявления заболеваний различны и специфичны для каждого возбудителя.