Как влияют погодные условия на развитие вредителей и болезней реакцию растений на повреждения

Обновлено: 01.07.2024

Заражение, как процесс проникновения возбудителя внутрь ткани растения и как начальная фаза заболевания, в очень сильной степени зависит от условий внешней среды.

На процесс заражения и дальнейшее течение патологического процесса большое влияние оказывают внешние факторы, такие, как влажность, температура, свет, а также обилие инфекционного материала и некоторое противодействие со стороны клеток растения-хозяина.

Влажность. Начальное развитие возбудителя при большинстве инфекционных болезней растений тесно связано с наличием влажности, достаточное количество которой является предварительным условием заражения для возбудителей, проникающих как из воздуха, так и из почвы. Повышение степени влажности окружающей среды (воздуха или почвы) вплоть до полного насыщения облегчает заражение растений.

У большинства возбудителей болезней растений, проникающих из воздуха (аэрогенных паразитов), заражение осуществляется наиболее успешно при наличии капельно-жидкой влаги, т. е. во время дождя, при наличии тумана или росы. В капле воды происходит заражение у возбудителя корнееда всходов сахарной свеклы — Pythium de Ваryanum Hess., фитофтороза картофеля — Phytophthora infestans DB., а также других возбудителей ложной мучнистой росы и у бактерий, снабженных жгутиками.

Многие возбудители заражают растения в отсутствие воды, но в насыщенном влагой воздухе. Сюда относятся базидиоспоры, эцидиоспоры и уредоспоры ржавчинных грибов, а также большинство несовершенных грибов. Совсем не прорастают в воде споры некоторых головневых (возбудитель пыльной головни ячменя) — Ustilago nuda Kellerm. et Sw. и мучнисторосяных грибов. Они прорастают в насыщенном влагой воздухе и вызывают заражение растений с пониженным тургором.

Большинство возбудителей болезней, проникающих в растение из почвы, заражают растения при нормальной влажности почвы (около 40% влагоемкости); как слишком высокое содержание влаги в почве, так и слишком низкое неблагоприятно для развития и прорастания спор. Например, заражение твердой головней пшеницы Tilletia caries Tul. при нормальной влажности (40% влагоемкости) достигает 55,3%, при очень влажной почве (80% влагоемкости) составляет 10,7% и при сухой почве (20% влагоемкости) —22,3%.

Значение влажности при дальнейшем течении заболевания особенно резко проявляется в момент появления спороношений возбудителей болезней. Например, проявление заболевания в виде конидиального спороношения у возбудителей ложной мучнистой росы возможно только при наличии окружающей влажности 100%. Большинство других грибов образует спороношения (а это важнейший симптом заболевания) и при более низкой влажности воздуха, хотя повышение ее благоприятно сказывается на быстроте, интенсивности спорообразования и течения болезни.

Температура. На проявлении заболевания сказывается и влияние температуры. Температура только ускоряет или замедляет процесс заражения, в то время как влажность является необходимым предварительным условием. Влияние температуры сказывается на скорости, дружности, а иногда и типе прорастания спор. Для каждого вида гриба существуют кардинальные температуры, в пределах которых происходит прорастание спор и заражение ими растений. Различают минимальную температуру, ниже которой споры не прорастают, максимальную — выше которой споры не прорастают, и оптимальную, при которой прорастание спор достигает максимума. Например, для конидий возбудителя фитофтороза картофеля — Phytophthora infestans DB. кардинальными точками являются: минимальная 3° С, оптимальная 12—13° С, максимальная 24° С; возбудителя пузырчатой головни кукурузы — Ustilago zeac Ung. —соответственно 8, 28 и 38° С; стеблевой ржавчины пшеницы — Puccinia graminis tritici 2, 20 и 31° С.

В процессе заболевания влияние температуры сказывается на возбудителе заболевания и на растении-хозяине. Если температура очень сильно отклоняется от оптимальной для роста возбудителя, то заболевание может быть приостановлено или замедленно; если же она неблагоприятная для роста растения, то заболевание и интенсивность поражения возрастают, так как у растений повышается восприимчивость к заболеванию. Это положение хорошо иллюстрируется на примере поражения гнилью всходов корней пшеницы и кукурузы. У таких растений наиболее высокий процент поражения корневой гнилью наблюдается не при оптимальной температуре для возбудителя, а при температурах выше и ниже этого оптимума.

Самый высокий процент корневой гнили у пшеницы наблюдается при температуре около 28° С, а у кукурузы — при 16° С и ниже, тогда как оптимальная температура для роста гриба приблизительна 25° С. Таким образом, влияние температуры на развитие болезни проявляется главным образом в том, что она вызывает предрасположение к заболеванию у растения-хозяина, повышает его восприимчивость.

Свет. Действие рассеянного света на прорастание спор и на процесс заражения растений в разных случаях различно. Для большинства грибов это действие безразличное, а возбудители не чувствительны к свету. Уредоспоры бурой листовой ржавчины ржи — Puccinia dispersa Erikss. et Henn. и бурой ржавчины пшеницы — Puccinia triticina Erikss., ооспоры возбудителя ложной мучнистой росы винограда — Plasmopara viticola Berl. et de Toni и другие прорастают одинаково хорошо как на свету, так и в темноте. Меньшее количество возбудителей составляет исключение из этого общего положения. Прорастание уредоспор возбудителя стеблевой ржавчины пшеницы— Puccinia graminis f. tritici, а также конидий возбудителя ложной мучнистой росы сложноцветных наблюдается только в темноте. Прорастание же спор возбудителя твердой головни пшеницы — Tilletia caries Tul., а также конидии возбудителя мучнистой росы злаков — Erysiphe graminis DC. стимулируется дневным светом.

Реакция среды. На процесс заражения, а также на развитие и распространение болезней существенное влияние оказывает реакция среды. При этом здесь имеется большое различие в чувствительности к реакции у различных возбудителей. В фитопатологии имеется два примера противоположного влияния реакции среды на развитие болезни. Это обыкновенная парша картофеля и кила капусты, на которые сильное влияние оказывает и влажность. Парша наиболее сильно развивается на сухих, щелочных почвах, а кила — на влажных и кислых. К кислым почвам приурочены такие заболевания: фузариозное увядание хлопчатника — Fusarium vasinfectum Atk., порошистая парша картофеля —Spongospora subterranea Lagerh., рак картофеля — Synchytrium endobioticum Регс. На щелочных почвах сильно распространены: корневая гниль озимой пшеницы — Ophiobolus graminis Sacc., увядание гороха — Fusarium oxysporum Schl., пузырчатая головня кукурузы — Ustilago zeae Ung.. В последнем случае реакция среды влияет не на прорастание головневых спор, а на копуляцию споридий, для которых нужна слабощелочная среда (pH 7,2—7,5).

Инфекционная нагрузка. Заражение растения во многом зависит от количества образующегося инфекционного материала, от его распространения, от типа инфекционного начала, или инокулюма. Источники инфекции у различных возбудителей могут быть различны.

У бактерий и вирусов источником инфекции является отдельная бактериальная клетка или отдельная вирусная частица. У грибов источники инфекции разнообразны: растущий мицелий, покоящийся мицелий в семенах и других частях растений, склероции, хламидоспоры, ризоморфы. Одним из основных источников грибной инфекции и распространения заболевания являются споры, которые благодаря микроскопическим размерам могут образовываться в большом количестве на малой площади растения и легко распространяться на далекие расстояния. Например, один головневый мешочек твердой головни пшеницы содержит от 2 до 12 млн. спор.

Для заражения растения важно не общее количество инфекционного материала в воздухе, почве или в посевном материале, а такое количество его, которое необходимо для заражения растения при благоприятных условиях. Это количество инфекционного начала, или инокулюма, обеспечивающее заражение растения или его отдельных органов, получило название инфекционной нагрузки. Инфекционная нагрузка — это густота посева спор грибов на листьях растения или отдельных семенах. Споры грибов затем прорастают и заражают лист или вырастающее из семян растение. Инфекционная нагрузка для одного и того же возбудителя болезни не постоянна, а изменяется в зависимости от паразитической активности самого возбудителя, особенностей сорта растения и условий заражения. Для устойчивого сорта она во много раз выше, чем для сорта восприимчивого.

Для многих возбудителей существует определенный минимум, оптимум и максимум инфекционной нагрузки. Минимальной инфекционной нагрузкой называется наименьшее количество спор возбудителя, способное при благоприятных условиях произвести заражение растения. Величина этой нагрузки при различных инфекционных болезнях неодинакова. Для ржавчинных и мучнисторосяных грибов минимальная инфекционная нагрузка составляет одну-две споры. Одна уредоспора ржавчинного гриба и одна конидия мучнисторосяного гриба может вызвать у восприимчивого растения заражение.

С увеличением инфекционной нагрузки, превосходящей минимальную, увеличивается вероятность заражения и число очагов болезни, но до известного оптимума. Оптимальной инфекционной нагрузкой будет называться такое количество инокулюма, которое дает наибольшее число случаев заболевания, возможное для соответствующего возбудителя и растения-хозяина при данных условиях. Это число изменяется в зависимости от способности возбудителя к паразитизму и от предрасположения хозяина к болезни. Например, оптимальная нагрузка при раке картофеля при 3—5 тыс. покоящихся спор в 1 г почвы вызывает стопроцентную заболеваемость растений.

Если же величина инфекционной нагрузки превосходит оптимум, то это или не оказывает никакого влияния, или же число пораженных растений уменьшается. Например, при раке картофеля слишком высокая инфекционная нагрузка ведет к гибели большого количества внедрившихся зооспор возбудителя. Причиной этого служит, вероятно, недостаток питательных веществ для паразита в тканях растения-хозяина.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

На увелечение популяции вредителей оказывают: благоприятные условия их зимовки, наличия корма и условий для дальнейшего размножения. Обычно численность многих вредителей и не только с/х культур значительно возрастает в засушливые годы. В новостях последних лет достаточно информации о гибели больших площадей лесов от непарного шелкопряда, урона нанесенного луговым мотыльком или саранчёй. В садах и огородах на развитие и распространение болезней значительно влияет низкая температура и высокая влажность воздуха. Возникает благоприятная среда для развития грибных болезней таких, как махровость, пятностость, фитофтороз.

Болезни и вредители культурных растений наносят большой ущерб сельскому хозяйству не только в данном году, но и в по­следующие. Например, повреждение виноградников некоторыми вредителями может вызвать уменьшение урожая винограда в те­чение нескольких лет.

Для разработки специальных мер защиты растений от вреди­телей и болезней необходимо иметь различные сведения. Нужно знать, например, условия развития и размножения сельскохозяй­ственных вредителей во времени и в пространстве, ареалы и сте­пень их вредоносности, влияние на них погодных и климатических условий, устойчивость к ним растений и т. д.

Защита культур от вредителей и болезней предусматривает прежде всего создание неблагоприятных условий для их появления и размножения, выведение устойчивых к ним сортов растений и разработку методов их уничтожения.

На территории нашей страны практически во всех сельскохо­зяйственных районах распространены в той или иной мере вреди­тели и болезни растений. Степень их развития и вредоносность в зна­чительной мере зависят от климатических и погодных условий.

Г. К. Пятницкий впервые в нашей стране начиная с 30-х годов приступил к изучению влияния погодных и климатических условий на развитие и распространение главнейших вредителей и болез­ней сельскохозяйственных культур. В дальнейшем работы в этом направлении были продолжены П. Г. Чесноковым, А. И. Руденко, А. С. Подольским и др.

Исследованиями установлено, что наибольший ущерб сельскохо­зяйственным растениям наносят насекомые. Это объясняется раз­нообразием их видов, большой плодовитостью и значительным диапазоном адаптации к внешним условиям.

Существенный ущерб сельскохозяйственным культурам наносят и различные болезни. В этом случае ущерб обусловлен наруше­нием основных функций растения и его частей, что выражается в изменении структуры и физиологии клеток и тканей. Например, зерновые культуры страдают чаще всего от головни и ржавчины. Картофель в теплые и влажные годы может настолько поражаться фитофторой, что урожай его понижается на 30—50% и более. Вино­град чаще всего повреждается мильдью, оидиумом и вредителем — филлоксерой.

В качестве примера рассмотрим влияние климата на вредите­лей сельскохозяйственных культур. Из насекомых очень большой вред злаковым культурам наносит шведская муха, широко распро­страненная на территории СССР. Характерно, что она обладает высокой экологической пластичностью к условиям среды. Ее мас­совое размножение наблюдается при температуре воздуха 18—30° и относительной влажности не ниже 60%- Следовательно, в северных районах СССР низкие температуры неблагоприятны для ее массового размножения. На юге страны высокие температуры и низкая влажность являются также ограничивающими факторами.

Ареал повышенной численности шведской мухи зависит не только от климатических условий летнего периода, но и от темпе­ратуры зимы. Так, если личинки шведской мухи находятся при тем­пературе —4° в течение трех недель, то 60% их погибает, а суточ­ное пребывание личинок при температуре —8,5° вызывает их ги­бель на 50%. Поэтому в районах с незначительным по высоте снежным покровом и низкими температурами (например, в Яку­тии) шведская муха перезимовать не может, хотя условия лета здесь благоприятны для ее развития.

Определен показатель, характеризующий благоприятные усло­вия существования для этого вредителя. Он выражается через коэффициент увлажнения ГК, рассчитанный по формуле


где Р — сумма осадков за период с температурой, превышаю­щей предел развития шведской мухи (5°); t — средняя месячная температура тех месяцев, когда она в среднем выше 5°.

Анализ фактических материалов численности шведской мухи и сопоставление их с рассчитанными значениями ГК по территории СССР позволили сделать следующий вывод: территория с показа­телем ГК от 4,5 до 6,5 характеризуется постоянно повышенной численностью шведской мухи; территория, где ГК. изменяется от 6,5 до 9,0 и от 4,5 до 3,5, характеризуется значительными колеба­ниями численности шведской мухи по годам; на территории, где ГК выше 9 и ниже 3, численность шведской мухи мала, здесь от­сутствуют заметные повреждения растений.

На основе многочисленных исследований П. С. Чесноков произ­вел районирование территории Советского Союза с выделением зон сравнительного вреда, причиняемого шведской мухой, дав при этом детальную характеристику ,этих зон (рис. 91).

Зоны сравнительного вреда, причиняемого шведской мухой на территории СССР

Зоны сравнительного вреда, причиняемого шведской мухой на территории СССР

В зоне I (ГК равен 4,5—6,5) посевы зерновых личинками шведской мухи заражены ежегодно. В годы массового заражения повреждение посевов этим вредителем достигает 70%.

В зоне II (ГК равен 6,5—7,5) шведская муха ежегодно повреж­дает посевы ячменя и пшеницы; зараженность посевов ею дости­гает 50—60%. Снижение вредоносности (по сравнению с зоной I) объясняется несовпадением сроков массовой откладки яиц с критической фазой развития растений (пшеницы и ячменя), а также значительным количеством осадков в раннелетиий пе­риод.

Для зоны III характерно значительное повреждение посевов только в годы массового размножения мухи. Оно обычно наблю­дается 2—3 года подряд, затем идут годы депрессии. В последнем случае повреждаемость растений не превышает 8—10%, однако в годы массового размножения мухи повреждаемость возрастает до 30—40%. Показатель увлажнения в северной части зоны равен 7—8, а в южной —4,5—3,7.

В зоне IV показатель увлажнения для большей части террито­рии изменяется от 3,5 до 2,0. Серьезных потерь урожая от швед­ской мухи здесь не наблюдается.

Борьбу с вредителями и, в частности, со шведской мухой ведут различными методами. Большое значение для защиты растений имеют сроки сева, так как более ранние посевы зерновых меньше страдают от шведской мухи. Внесение удобрений повышает устой­чивость злаков к повреждениям этим вредителем. Снижают по­вреждения и правильно выбранные сроки полива на орошаемых землях, применение ядохимикатов.

На территории нашей страны одной из распространенных бо­лезней картофеля и томатов является фитофтора. Заражение рас­тений в этом случае (как кроны, так и клубней) вызывается спо­рами особого гриба.

Благоприятными условиями для появления фитофторы явля­ются температура воздуха 18—20° и относительная влажность не менее 70%. Поэтому в тех климатических районах нашей страны, где в период вегетации наблюдаются такие условия погоды, фито­фтора вызывает резкое снижение урожая. К таким районам пре­жде всего следует отнести Запад и Северо-Запад ETC.

В целом агроклиматические исследования применительно к вре­дителям и болезням сельскохозяйственных культур в настоящее время развиты еще недостаточно.

Прогнозирование болезней растений предполагает в своей основе четкое представление о географическом распространении патогенов и определяющих его факторах. Проявление болезни в значительной степени зависит от устойчивости сорта растения, уровня агротехники и технологии возделывания культуры, но определяющими факторами в распространенности и развитии заболеваний растений выступают климат и погода.

Основными климатическими показателями, оказывающими влияние на развитие болезней, служат тепло- и влагосодержание среды. Они действуют на патогены в совокупности, и в зависимости от их значений изменяются степень проявления заболевания и его динамика. Определенное сочетание температуры и влажности оказывает влияние на сохранение инфекционного начала до наступления вегетации, предопределяет возможность контакта паразита и хозяина, заражение растений, продолжительность инкубационного периода, скорость рассеивания спор. Остальные показатели погоды (свет, ветер, атмосферное давление) часто лишь корректируют влияние тепла, влаги

и могут играть самостоятельную роль только на определенных этапах развития эпифитотий. Сохранение патогена зависит от формы его существования в межвегетационный период. Наименее стойкими к воздействию низких температур в этот период оказываются конидии, более устойчивыми — споры ржавчинных грибов, которые могут сохраняться в течение нескольких месяцев. Наибольшая устойчивость к длительному воздействию отрицательных температур обнаружена у грибов, переживающих неблагоприятное время года в сапрофитном состоянии на растительных остатках или в почве. Они выдерживают такие же низкие температуры, как и поражаемые ими культуры, но плохо реагируют на чередование оттепелей и последующих морозов. В целом споры таких грибов зимуют благополучно почти повсеместно, за исключением районов с суровыми зимами. Некоторые фитопатогенные грибы могут вызывать заболевание растений при температуре, близкой к 0°С.

В дальнейшем развитие болезни зависит от того, насколько температура обеспечивает возможность инфекции. Споры большинства фитопатогенных грибов прорастают при наличии капельной влаги или при определенном значении влажности воздуха. Продолжительность сохранения влаги на растениях и влажность воздуха, в свою очередь, зависят от температуры. Поэтому при районировании болезней растений необходимо знать, как часто в данном регионе оптимальная для патогена температура сочетается с длительным увлажнением растений или соответствующей влажностью воздуха.

Температура влияет на восприимчивость растений к болезни. Способность растений противостоять заражению, особенно факультативными паразитами, во многом зависит от того, насколько температурные условия окружающей среды (воздух, почва) соответствуют требованиям данной породы.

Значительные понижения температуры и особенно резкие ее колебания ухудшают состояние растений и повышают их восприимчивость к болезням. Температура ниже —25°С вызывает образование морозобойных трещин, а интенсивное повышение температуры в начале весны способствует солнечному ожогу коры и ухудшению физиологического состояния растений.

Влажность имеет решающее значение в течение периода от начала прорастания спор до проникновения патогена в растение, так как заражение становится возможным во многих случаях только при высокой влажности воздуха. При недостаточной влагообеспеченности среды заражение растений и накопление инфекции совсем прекращаются или протекают очень медленно. Установлена зависимость заражения растений от относительной влажности воздуха. По мере ее увеличения нарастает распространенность ряда болезней.

У почвенных фитопатогенов благоприятные условия для образования и развития спор отмечены при неполном насыщении почвы влагой, что связано с содержанием кислорода, необходимого для нормальной жизнедеятельности болезнетворных организмов. Для ряда патогенов обильное увлажнение почвы имеет отрицательное значение в связи с ухудшением аэрации, ускоренным ростом растения-хозяина и активизацией антагонистов. У относительно небольшого числа возбудителей болезней растений прорастание спор и заражение хозяина почти не лимитируются влажностью среды и могут проходить даже в условиях засухи (мучнисто-росяные грибы). В целом повышенная влагообеспеченность среды — одно из необходимых условий заражения растений и развития болезни. При этом важно не только наличие влаги, но и определенная продолжительность ее нахождения на растениях, при этом чем дольше сохраняется капельно-жидкая влага на растениях, тем больше растений заражается в сильной степени.

Влияние влажности на развитие болезней растений сопряжено с температурой. При высокой температуре воздуха и повышенной влажности среды развитие болезней растений увеличивается. С уменьшением температуры при повышенной влажности воздуха снижается и развитие болезней. В ряде случаев при прогнозировании болезней растений необходимо учитывать дальность переноса спор воздушными течениями. Содержание спор в воздухе и их рассеивание имеют хорошо выраженную сезонную и суточную динамику. По ряду наблюдений максимальное количество спор в воздухе отмечено летом и осенью. Споры большинства фитопатогенных грибов имеют хорошие аэродинамические свойства и легко разносятся воздушными течениями в вертикальном и горизонтальном направлениях. Даже при незначительном движении воздуха (2 м/с) мелкие споры могут распространяться на большие расстояния и находиться в воздухе 24 дня. Тяжелые споры при сильном ветре (10 м/с) могут быть перенесены на 8 км и задержаться в воздушной среде 13,5 мин на высоте до 15 м. Однако в природе дальность переноса спор фитопатогенов и опасность заражения ими растений ограничивается рядом факторов, таких как рассеивание спор и потеря ими жизнеспособности в воздушной среде.

Таким образом, при прогнозировании болезней растений необходимо прежде всего хорошо представлять специфику патогенеза того или иного заболевания, знать биологию патогена, его отношение к внешним факторам окружающей среды, фенологию хозяина и патогена и на основании этого давать фитопатологическую оценку региона в целом с учетом микроклиматических условий, связанных с вертикальной зональностью, эдафических факторов и изменчивости климата и погоды.

Читайте также: