Определение понятия болезней растений

Под болезнями растений понимают всякие нарушения нормальных физиологических функций, происходящие под влиянием внешних воздействий и приводящие к возникновению различных симптомов или протекающие бессимптомно, но со снижением урожая или его качества.

Указанное определение включает четыре вопроса.

1. Какие нарушения физиологических функций растений приводят к заболеваниям?

2. Какие внешние воздействия являются причинами этих нарушений?

3. Каковы симптомы болезней растений?

4. Какова вредоносность болезней растений?

Для нормального роста и развития растений необходим нормальный ход процессов обмена веществ внутри отдельных клеток, а также между клетками, органами и тканями. Важнейшим звеном процесса обмена веществ является" синтез специфических белков-ферментов — катализаторов почти всех биохимических реакций. Благодаря ферментам происходит создание структурных белков, жиров и углеводов, из которых построены все органы и ткани растения, образование запасных веществ, необходимых для питания растущего организма, транспортировка их в запасные органы, создание ростовых веществ (ауксинов), которые регулируют соотношение процессов роста и развитая, и т. д. Для всех этих реакций необходима энергия. Первоначально энергия накапливается в результате фотосинтеза, то есть превращения в зеленом листе энергии солнечного луча в химическую энергию различных соединений. Последние в процессе дыхания сгорают, запасенная в них энергия освобождается и переносится специальными соединениями-переносчиками к местам, в которых происходят различные реакции. Отдав запас энергии, ее переносчики возвращаются в места, где происходит дыхание, и вновь запасаются энергией. Все процессы получения и отдачи энергии (фотосинтез, дыхание, перенос) также канализуются особой группой ферментов.

Среди нарушений обмена веществ, приводящих к заболеваниям, можно отметить следующие.

1. Нарушение фотосинтеза. Этот процесс связан с разрушением хлорофилла и некоторых ферментов и приводит к ослаблению всех синтетических процессов в растении. Разрушение хлорофилла сопровождается посветлением листьев или отдельных их участков. Если разрушение хлорофилла незначительно, растение лишь несколько отстает в росте и дает пониженный урожай. При сильном нарушении фотосинтеза формируются карликовые растения.

2. Нарушение дыхательных процессов. Повышение активности дыхания приводит к усиленному расходованию запасных питательных веществ и снижению урожая. Кроме того, при этом в растении образуются вредные вещества. Если они не будут вовремя нейтрализованы, то могут отравить клетки. Наконец, энергия, освобождаемая в результате дыхания, может не передаваться переносчикам энергии, а рассеиваться в виде тепла и нагревать больные органы и ткани растения. При понижении активности дыхания клетки испытывают недостаток энергии для синтетических процессов, которые в связи с этим ослаблены.

3. Нарушение синтеза строительных и запасных веществ. Если нарушается синтез структурных элементов, растения отстают в росте. При нарушении синтеза запасных элементов формируется пониженный урожай. Причинами таких нарушений могут быть подавление активности определенных ферментов, нарушение передвижения соединений, служащих строительными материалами, использование этих соединений паразитами и др.

4. Нарушение транспортировки воды и питательных веществ из одних клеток, органов и тканей о другие. У растений имеется два тока питательных веществ — передвижение продуктов фотосинтеза сверху вниз по флоэме и передвижение воды и минеральных солей снизу вверх по ксилеме. При нарушении флоэмного тока листья переполняются продуктами фотосинтеза (крахмалом), слабо развиваются запасные органы, то есть снижается урожай больных растений. При нарушении ксилемного тока растение испытывает дефицит воды и увядает. Причинами нарушения транспортировки питательных веществ могут быть поражение флоэмных клеток различными паразитами (чаще всего вирусами), поражение корневой системы и отмиранио корешков, закупорка ксилемы паразитами растения и продуктами, которые они выделяют, и др.

5. Нарушение синтеза ростовых веществ. В результате разрушения ростовых веществ растения сильно отстают в росте и в ряде случаев не переходят к плодоношению. При усиленном синтезе, наоборот, вырастают гигантские растения или отдельные органы. Многие заболевания, выражающиеся в усиленном делении клеток и образовании раковых опухолей,

Среди нарушений обмена веществ, приводящих к заболеваниям, можно отметить следующие.

Все болезни растений, как местные, так и общие, по вызываемым симптомам можно свести к нескольким типам.

Гнили характеризуются размягчением и разрушением тканей растений, пораженных различными организмами. Если выделения паразитов разрушают пектин, склеивающий клеточные стенки, клетки распадаются и возникают мягкие гнили. Они могут быть мокрыми и сухими. Мокрые гнили чаще всего образуются в органах и тканях, богатых водой, — клубнях, луковицах и др. При этом распад ткани сопровождается разрушением клеточного содержимого. Пораженная ткань превращается в однородную массу сметанообразной консистенции.

Если ферменты паразитов разрушают межклеточные вещества и оболочки клеток, относительно бедных водой, ткани теряют свою структуру и превращаются в порошкообразную или волокнистую массу. Образуется сухая гниль. Такое действие оказывают, например, трутовые грибы, поражающие древесину. Наконец, известны болезни, при которых клетки отмирают без существенного разрушения пектина и размягчения пораженной ткани, то есть возникают твердые гнили. Пятнистости, или некрозы, представляют собой отмершие, обычно сухие участки растения, резко отграниченные от здоровой ткани. Чаще всего в них локализован возбудитель заболевания. Таким образом, некроз является результатом защитной реакции растения на заражение — организм ценой гибели небольшой части клеток предотвращает дальнейшее распространение патогена. Однако при некоторых заболеваниях образование некрозов не вызывает локализации паразита (например, некротические мозаики, вызываемые у многих растений вирусными инфекциями). Наиболее распространена округлая форма некротических пятен, вызванная равномерным отмиранием клеток, окружающих место заражения. Известны также угловатые пятна, возникающие при отмирании мезофилла листа и ограниченные жилками (характерны для листовой формы гоммоза хлопчатника). При отмирании жилок некрозы проявляются в виде штрихов (вирусный стрик томатов и картофеля). При некоторых болезнях на границе здоровой и пораженной тканей образуется слой опробковевшей ткани, пораженные участки теряют связь со здоровыми и выпадают. Такой тип некроза называют дырчатой пятнистостью. Изъязвления (антракнозы) в отличие от некрозов возникают при поражении богатых водой тканей и органов растений и также являются пятнистостями, но характеризуются размягчением тканей, окружающих места заражения. В результате образуется углубление, часто мокнущее и содержащее спороношенне паразита (антракнозы огурцов, фасоли и др., см. рис. 54).

Хлорозы и мозаики — посветление или пожелтение листьев (при хлорозе) или отдельных участков листа (при мозаике) — возникают в результате низкого содержания хлорофилла в листьях. Причинами хлорозов и мозаик чаще всего являются недостаток отдельных элементов почвенного питания или поражение вирусами. Налеты образованы мицелием и спороношением паразитов. Например, широко распространенные заболевания настоящие и ложные мучнистые росы названы так из-за мучнистых налетов спороношений грибов, которые покрывают пораженные листья. При этом поверхностные ткани растений не изменяются. Пустулы — это кучки спороношения грибов, вначале прикрытые эпидермисом, который позднее разрывается (при ржавчинах).

Парша — местное заболевание покровных тканей, при которых пораженные участки растрескиваются и образуют струпья. Обычно заболевание не проникает глубоко, но при сильном поражении плодов может вызывать их деформацию. Встречается па клубнях картофеля, плодах и листьях семечковых плодовых культур.

Мумификация — почернение и ссыхание пораженных органов растения. Чаще всего мумифицируются богатые питательными веществами органы (например, плоды), ткани которых заполняет мицелий паразитирующего гриба. Пораженный плод превращается в твердое образованно (склероций), кроющие ткани которого окрашены в темный цвет (см. рис. 56).

Головня проявляется в виде разрушения и превращения пораженных органов или тканей растения в черную плотную или пылящую массу, состоящую из спор паразита. Чаще головня образуется на генеративных органах растения.

Увядание (вилт) — широко распространенное заболевание, связанное с поражением корневой и проводящей системы и отравлением клеток токсинами. Паразиты, вызывающие вилт, часто локализуются в проводящей системе растения — трахеях. Поэтому увядание называют трахеомикозами (в случае грибной инфекции) и трахеобактериозами (в случае бактериальной). На поперечном разрезе растений, пораженных вилтом, видно потемненио сосудистого кольца (рис. 6). По этому симптому растепия, пораженные грибами или бактериями, можно отличить от растений, увядших от недостатка влаги и других причин. Другим отличием инфекционного увядания от физиологического (вызванного засухой) является его необратимость. Инфекционное увядание всегда заканчивается гибелью растения или (если поражены не все сосуды) отдельных его частей.

Отставание в росте связано со многими как местными, так и общими болезнями. При местных болезнях отставание в росте происходит в результате очень сильной инфекции в связи с поражением большей части фотосинтезирующей поверхности и не является специфическим симптомом. Некоторые общие болезни вызывают сильное отставание в росте пораженных растений (карликовость риса, закукливание овса и другие вирусные болезни злаков).

Израстание. Некоторые болезни сопровождаются чрезмерным ростом растения. Например, грибы из рода Fusarium, паразитирующие на рисе, выделяют в пораженные ткани ростовое вещество гиббереллин, который вызывает растяжение клеток и усиленный рост растения. Чрезмерная кустистость также связана с ростовыми веществами паразита и растения. При заболеваниях подобного типа растение образует огромное количество стеблей (такие растения называют «ведьмины метлы». На образование дополнительных побегов расходуется большое количество питательных веществ и энергии, поэтому больные растения слабо плодоносят. Больные побеги обычно тоньше нормальных и несут мелкие листья. При некоторых грибных болезнях (ведьмины метлы па вишне и др.) паразит выделяет в растение ростовые вещества, пробуждающие пазушные почки. Кустистостью часто сопровождаются вирусные болезни растений. Такой тип поражения может встречаться на всех без исключения органах растений. Изучение опухолей растений, которые вызывает возбудитель бактериального рака Pse-udomonas lumefaciens, показало, что сформировавшаяся опухоль не содержит бактерий. Однако, если кусочек ткани такой опухоли привить к здоровому растению, он приживется и вызовет образование новой опухоли. Это свидетельствует о том, что сама бактерия не вызывает рак, но стимулирует образование веществ, заставляющих клетки усиленно делиться. Природа веществ, вызывающих усиленное клеточное деление, пока неизвестна. Ненормальное увеличение размеров растения или отдельных его органов независимо от причины имеет в своей основе два явления: гиперплазию — увеличение количества клеток и гипертрофию — увеличение объема клеток. Иногда при заболеваниях растений эти явления встречаются совместно. Например, заболевание крестоцветных килой сопровождается усиленным делением клеток и разрастанием зараженных клеток.

Деформации могут проявляться на многих органах растения. Например, некоторые грибные и вирусные болезни связаны с деформациями листьев — скручиванием, морщинистостью, курчавостью, нитевидностью. Скручивание листьев является результатом переполнения их крахмалом (в результате нарушения его оттока при поражении проводящей системы). Морщинистость и курчавость проявляются вследствие неравномерного роста мезофилла и жилок, а нитевидность — в результате роста одних лишь жилок. Деформации цветков — пролиферации, махровость, превращение генеративных органов в вегетативные являются результатом поражения вирусными болезнями.

Таковы наиболее часто встречаемые формы проявления болезней растений.

Заключение

Несмотря на разнообразие симптомов, их все-таки гораздо меньше, чем причин, вызывающих их. Например, увядание растений может быть вызвано засухой, некоторыми грибами, бактериями и вирусами. Причины в каждом случае разные, однако, следствие одно и то же — недостаточное насыщение тканей водой и в результате этого увядание растений. Появление бронзовых пятен на листьях вызывается дефицитом калия в ночве и некоторыми вирусами, а пожелтение листьев — вирусами и недостатком в почве железа. Подобных примеров можно привести очень много. Это явление получило название конвергенции (совпадения) симптомов. Частые случаи конвергенции симптомов затрудняют диагностику болезней растений. А без установления причины невозможно ее устранение. Поэтому тщательное изучение симптомов болезней растений является первым условием успешной борьбы с ними. Бессимптомные (латентные) болезни. В редких случаях возможно протекание болезни растения без заметных внешних симптомов. Латентные инфекции характерны для некоторых вирусных болезней и зависят от сорта и вида растения, внешних условий и фазы болезни. Сорта и виды растений, заражение которых вирусами не дает видимых симптомов, называют толерантными, или выносливыми. В толерантных растениях вирусы слабо размножаются и поэтому не оказывают значительного влияния на обмен веществ. Однако и у таких растений инфекция ослабляет ростовые процессы и снижает урожай. Условия выращивания могут привести к временному исчезновению симптомов даже у растений, обычно резко реагирующих на заражение вирусами. Часто симптомы исчезают в жаркую погоду и вновь проявляются при похолодании.

Наконец, известны случаи, когда болезнь протекает в две фазы: острую, хроническую, бессимптомную.

Список литературы

1.Богдаков В.Л., Кисляков Г.И «Фитопатология»-М., «Колос»,1992 г.,224 с.

2.Виноградов И.Ф «Фитопатология»-Л.,Лениздат., 1973 г.,75с.

3.Губер К.В «Ботаника»-М. «Россельхозиздат», 1986 г.,223с.

4. Емельянова И.М «Повышение продуктивности мелиорируемых земель Нечерноземья» Л.,«Агропромиздат» Ленинградскоеотделение,1987г.,255с.

5.Ерхов Н.С «Ботаника»-М.,«Агропромиздат»,1991г.,319с.