Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


Понятие об иммунитете растений




Понятие «иммунитет» произошло от латинского слова immunitas, что означает «освобождение от чего-либо».

Со второй половины XIX в. учение об иммунитете стало развиваться как наука, основные принципы которой были сформулированы выдающимся русским учёным И. И. Мечниковым (1845 – 1916). Он писал, что под невосприимчивостью к заразным болезням нужно понимать общую систему явлений, благодаря которым организм может выдержать нападение болезнетворных микробов. И. И. Мечников – не только автор теории фагоцитоза и положения об антагонизме организмов, но и создатель общебиологической науки иммунологии. Если учение об иммунитете животных развивалось быстро благодаря многолетним исследованиям И. И. Мечникова, учение об иммунитете растений формировалось очень медленно. Первая попытка теоретически обосновать опыт исследования иммунитета растений к инфекционным болезням была сделана Н. И. Вавиловым (1887 – 1943), который в 1919г. опубликовал монографию «Иммунитет растений к инфекционным заболеваниям». Эта работа положила начало изучению устойчивости растений на генетической основе. Н. И. Вавиловым было указано и генеральное направление использования иммунитета растений в селекционной работе, а именно, скрещивание культурного восприимчивого вида с иммунными родами и видами диких сородичей. Он стал основоположником учения об иммунитете растений.



В настоящее время принята такая формулировка этого понятия: иммунитет растений – это проявляемая ими невосприимчивость к болезням в случае непосредственного контакта с возбудителями, способными вызвать данную болезнь при существовании необходимых для заражения условий. Изучением закономерностей, определяющих взаимодействие трёх компонентов (растения, паразита и среды), и их взаимной приспособленности, занимается наука об иммунитете растений, которая представляет собой специальный раздел фитопатологии.

Наряду с полной невосприимчивостью (иммунитетом) различают понятия «устойчивость» (резистентность) и «выносливость» (толерантность).

Устойчивость – это способность растения противостоять вредному организму и поражаться болезнью в очень слабой степени.

Устойчивость может быть вертикальная и горизонтальная. Под вертикальной устойчивостью понимают устойчивость к определённым расам возбудителей болезней, горизонтальная устойчивость распространяется на все расы патогенна.

Выносливость – это способность больных растений не снижать свою продуктивность или снижать её незначительно.

Восприимчивостью (поражаемостью) называют неспособность растения 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 отмечены все перечисленные выше типы проявления иммунитета. Так свекла,  крестоцветные культуры иммунны к головневым грибам, зерновые не поражаются фитофторозом и т. д. Сорт пшеницы Безостая 1 устойчив к стеблевой ржавчине даже в условиях, способствующих развитию болезни, в то время как сорта Аврора и Кавказ оказались восприимчивыми к бурой ржавчине с развитием в природе вирулентной к ним расы патогена.

Иммунитет растений, в основе которого лежит неспособность определённого возбудителя вызвать заражение данного круга растений-хозяев, называют неспецифическим иммунитетом. Неспецифический иммунитет защищает растения от той группы возбудителей, которые в процессе эволюции не приспособились паразитировать на представителях данного вида, т. е. их филогенетической специализации соответствуют другие виды растений-хозяев. Однако иногда состояние иммунитета может быть присуще не виду в целом, а отдельным сортам внутри данного вида, который поражается соответствующим возбудителем. Такой иммунитет называют специфическим. Специфический иммунитет зависит от физиолого-биохимических и других особенностей сорта, препятствующих проникновению инфекции и развитию патогена в растении. Так, возбудитель рака поражает картофель, но сорта Белорусский 3, Столовый 19, Вихола, Вильня, Нарочь и другие устойчивы к этому возбудителю. Данный вид иммунитета используют в зональных системах защиты картофеля от болезней, особенно в районах, имеющих очаги рака.

Свойство иммунитета (невосприимчивости) растений к болезням может быть врождённым и передаваться по наследству. Такой иммунитет называют естественным, или врождённым. Он зависит от наследственно-генотипических качеств растения и передаётся из поколения в поколение. Наследуемые защитные свойства растений контролируются генами устойчивости, а свойства патогенов вызывать заболевания – генами вирулентности. Наследование устойчивости растений, контролируемое генами, подчиняется законам Менделя.

Между растением-хозяином и паразитом в результате их длительной совместной эволюции сложились сложные генетические взаимоотношения, обеспечивающие выживание обоих партнёров и их равновесие в природе. Теория сопряжённой эволюции паразита и хозяина была выдвинута Н. И. Вавиловым, который доказал, что географические центры происхождения видов растений являются одновременно и центрами формирования их паразитов. В этих центрах происходит интенсивный процесс естественного отбора устойчивых форм растений, которые могут служить исходным материалом для селекции на устойчивость.

Одна из концепций, объясняющих генетический механизм врождённого иммунитета, – теория «ген на ген», предложенная Х. Флором. По этой теории каждому гену устойчивости растения-хозяина соответствует ген паразита, определяющий его вирулентность. Такие взаимосвязанные гены называют комплементарными. В саморегулирующейся системе «хозяин – паразит» при мутациях и отборе постоянно появляются новые гены устойчивости в популяциях растений-хозяев и новые гены вирулентности в популяциях паразитов. Эта изменчивость паразитов и хозяев обеспечивает их выживаемость.

Врождённый иммунитет может быть активный и пассивный. Активным иммунитетом называют свойство растений активно противостоять возбудителю. Сюда относятся антитоксические реакции растений, образование фитоалексинов, активация процессов дыхания, фагоцитоз и т. д. К активным реакциям растений принадлежит и образование защитных некрозов - участков отмершей ткани вокруг паразита. Так реагируют на вирус табачной мозаики (ВТМ) некоторые сорта табака. Этот тип реакции называют сверхчувствительностью.

Пассивный иммунитет – это свойство растений препятствовать развитию паразита независимо от наличия инфекции. Он связан с анатомо-морфологи- ческими, физико-химическими, физиолого-биохимическими и другими особенностями растений (наличие воскового налёта, толщина кутикулы, химический состав растений, осмотическое давление, реакция клеточного сока, содержание физиологически активных веществ, алкалоидов, гликозидов, эфирных масел, фитонцидов и т. д.). Однако такое деление иммунитета на категории условно: известно достаточное количество фактического материала о том, что во всех случаях в основе иммунитета растений лежат качественные изменения в обмене веществ растения-хозяина, вызванные воздействием патогена. Все эти явления представляют собой результат эволюционного приспособления растения к определённому типу взаимодействия с возбудителем.

Наряду с врождённым (естественным) иммунитетом растения могут иметь приобретённый (искусственный) иммунитет, характеризующий их свойство не поражаться тем или иным возбудителем, выработанное в процессе онтогенеза.

Приобретённый (искусственный) иммунитет может быть инфекционный, если возникает у растения в результате выздоровления от болезни. Неинфекционный приобретённый иммунитет можно создать с помощью специальных приёмов, путём обработки растений или семян иммунизирующими средствами. Этот тип иммунитета имеет большое значение в защите сельскохозяйственных растений от болезней. Повышение устойчивости растений к болезням с помощью искусственных приёмов 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 применяют удобрения, микроэлементы, антиметаболиты (родан, гидрохинон, паранитрофенол и другие фенольные соединения). Биологическая иммунизация связана с использованием других живых организмов или продуктов их жизнедеятельности. В качестве биологических иммунизаторов применяют антибиотики, ослабленные или убитые культуры фитопатогенных организмов и т. д.

Приобретённый неинфекционный иммунитет может быть вызван путём рационального использования удобрений. Так, Т. Д Страхов впервые установил, что, регулируя режим минерального питания злаковых, можно повысить их устойчивость к головне. Доказано, что увеличение дозы калийных удобрений повышает лёжкость корнеплодов в период хранения. Использование микроэлементов – меди и марганца, активизирующих фотосинтез и окислительно-восстановительные процессы, что способствует повышению устойчивости ботвы к болезни, обусловливает приобретённую неинфекционную невосприимчивость картофеля к фитофторозу.

Устойчивость растений может быть достигнута путём обработки их вакцинами – ослабленными культурами патогенов или экстрактами из них. Большое значение этот метод имеет в формировании приобретённого иммунитета к вирусным болезням у овощных культур – томата, огурца. В результате заражения рассады данных культур слабыми штаммами вирусов (ВТМ) у растений появляется иммунитет к сильнопатогенным штаммам этих же вирусов. Такой приём получил название интерференции.

В результате исследований было выяснено, что иммунитет – это целая система защитных механизмов организма.

 

1.7. Методы учёта вредителей и болезней

 

Экономическим порогом вредоносности (ЭПВ) – плотность популяции вредного организма, вызывающее такую степень повреждения растений, при которой проведение защиты экономически целесообразно. Наряду с ЭПВ применяют также понятие порога вредоносности (ПВ). Порог вредоносности - плотность популяции вредного организма, вызывающее такую степень повреждения растений, при которой проведение защиты вызывает недобор урожая (потери урожая с вероятностью 95%).

Под протравливанием понимают нанесение пестицида на семенной (посадочный) материал для уничтожения возбудителей заболеваний. Существуют три основные группы пестицидов, широко используемые в практике защиты растений: фунгициды, инсектициды и гербициды. Повышение их эффективности в значительной мере зависит не только от фитосанитарных регламентов (ПВ и ЭПВ), соотношения численности в системах фитофагов, энтомофагов, но и агротехнические мероприятия составляют технологию возделывания сельскохозяйственных культур. Химические средства защиты растений применяют против всех групп вредных организмов.

Вред – потери урожая, выраженные в единицах массы и деньгах.

Вредоносность – мера отрицательного воздействия популяции вредного организма на сообщество культурных растений, выраженная в единицах снижения урожайности.

Интенсивность повреждения – служит качественным показателем вредоносности и определяется по площади повреждённой поверхности растений.

Все виды обследования по времени их проведения можно разделить на три группы: осенние, весенние, в вегетационный период.

Задача осенних обследований – получить данные о зимующем запасе вредителей и болезней, на основании которых разрабатывается прогноз численности вредителей и распространения болезней на следующий год, намечаются возможные объёмы обработок.

Задача весенних обследований – уточнение годичного прогноза. Эти обследования проводятся в тех местах, где осенью отмечалась наиболее высокая численность вредителей.

Обследования в вегетационный период проводят с целью определения сроков развития вредных объектов, их численности, повреждённости сельскохозяйственных культур, назначения сроков борьбы. Эти обследования наиболее разнообразны по методике выполнения и проводятся несколько раз за сезон.

Выявление и определение численности проволочника проводят методом раскопки почвы на площадках разме­ром 50 х 50 см (0,25 м2) с последующим пересчетом на 1 м2. На поле площадью до 10 га берут 8 проб, от 11 до 50 га — 12, от 51 до 100 га — 16. Почву просматривают небольшими порциями и подсчи­тывают всех представляющих интерес вредителей. Определение численности проволочника обычно проводят весной до посева сахарной свеклы. Анализируемые площадки располагают равномерно по диаго­нали (диагоналям) или в шахматном порядке. С помощью этого метода можно судить о наличии проволочника до посева свеклы и необходимости проведения защитных мероприятий.

 Численность обыкновенного свекловичного долгоносика определяют отловом с помощью по­чвенных ловушек, представляющих собой пол-литровые стеклян­ные банки, вкопанные в почву таким образом, чтобы их верхний край находился на одном уровне с почвой. Над банками (на высо­те 3—5 см) устанавливают дождезащитные колпачки, а на дно на­ливают 2—4%-ный раствор формалина для фиксации попавших насекомых. Ловушки просматривают ежедневно или через не­сколько дней. Необходимое число устанавливаемых ловушек оп­ределяют из расчета 1 —2 ловушки на каждые 5 га.

Определение численности свекловичной минирующей моли проводят в фазу смыкания ботвы, отбирая по 10 растений в 20 местах.У растений осматривают черешки листьев и вскрываю головку корнеплода лля подсчета гусениц моли.

С помощью цветовой ловушки определяют численность тлей на сахарной свекле. Этот метод основан на избирательном восприятии органами зрения насе­комых различных цветов. Тлей привлекает желтый цвет. Цветовая ловушка представляет собой кусок плотного картона (или другого материала) прямоугольной формы, стороны которого окрашены краской соответствующего цвета и покрыты тонким слоем липкого, долго не высыхающего клея. Ловушку подвешива­ют на растение, и привлекаемые цветом насекомые приклеивают­ся к ее поверхностям.

Для эффективной и своевременной организации мероприятий по защите растений от болезней необходимы сведения о распространении и степени развития болезни на конкретной площади. Такие сведения помогают рассчитать потенциальные потери урожая и принять мотивированное решение о защитных мероприятиях. Для этого проводят фитосанитарный мониторинг, т.е. обследование и учет появления и развития определенного вида болезни на конкретной территории в определенные сроки.

Для учета фитосанитарного состояния молжно использовать наблюдение на стационарных участках или маршрутное оьследование.

Стационарные участки выделяют в базовом хозяйстве на двух-трех полях, где культура поражается болезнями, характерными для данной зоны. Наблюдение в течение всей вегетации, не реже чем через каждые 10 дней. При равномерном поражении болезнью пробы растений берут по диагонали или двум диагоналям участка, при неравномерном – по нескольким параллельным линиям, ри очаговом поражении измеряют площади очаговю

Маршрутные обследования дают представление о поражении культур болезнями на территории всего района. Их проводят ежегодно на одних и тех же массивах, в двух-трех наиболее типитчных хозяиствах района. Наблюдениями должно быть охваченог не менее 10% посевов обследуемой культуры. Все данные обследований заносят в специальный журнал.

 За вегетационный период необходимо проводить не менее трех обследований. Техника отбора проб зависит от характера проявления болезни и от обследуемой культуры. Минимальное количество растений для правильной оценки пораженности сахарной свеклы -100. Результаты фитосанитарного обследования выражают в виде следующих основных показателей: распространенности болезни; интенсивности поражения; развитие болезни.

Распространенность (Р, %) определяют после подсчета больных и здоровых растений в пробе по формуле:

Р=100n/N,

где n - число больных растений в пробе,

N - общее число обследованных растений.

Распространенность болезни в целом по хозяиству, району (Рс, %) выражают средневзвешенной величиной, при рассчете которой учитывают и площадь, на которой проводят обследование:

Рс=∑(sp)/S,

где ∑(sp) – сумма произведений площадей полей на соответствующий прцент распространения;

S – общая площадб обследованных полей.

Интенсивность поражения растений определяют по площавди поверхности растения или какого-либо органа, охваченной поражением, т.е пятнами, пустулами, налетом и т.д. Степень поражения оценивают в баллах или процентах. По рекомендациям К.М. Степанова и А.Е.Чумакова (1972), основой должна служить 3-4 бальная шкала с подробными характеристиками каждого балла применительно к каждому заболеванию. Например,

0- отсутствыие поражения

1балл – поражено до 10% поверхности,

2 – поражено 11-25% поверхности,

3 - поражено 26-50% поверхности,

4 – поражено более 50% поверхности

Развитие болезни (R, %) отражает среднюю степень поражения поля или территории:

R=100∑(ab)/Nk

а – число больных растений;

b – Соответствующий балл их поражения;

N – общее число учтенных растений (больных и здоровых);

k – число баллов в шкале учета.

Средневзвешенный процент развития болезни по хозяиству или району рассчитывают по той же методике, что и средневзвешенный процент распространенности.

 

1.8. Прогноз развития и распространения вредителей и болезней

 

Многолетний прогноз.

Многолетний прогноз должен определить, как изменится объём защитных обработок против определённых вредных видов при осуществлении планируемых перестроек технологии и интенсификации земледелия. Для этого в стране, прежде всего, выделяют зоны со сравнительно однотипной динамикой распространения и развития вредных видов. Далее отмечают, какие элементы технологии земледелия в конкретных зонах планируется изменить. Затем оценивают их вероятное влияние на уровень и динамику распространения вредных видов.

К наиболее важным элементам технологии земледелия, которые следует учитывать, относят следующие: орошение, осушительные мелиорации, закладка лесополос, замена сортов, изменения структуры посевных площадей, системы обработки почвы и удобрения, сроков сева, особенности семеноводства, организация уборки урожая, хранения и переработки собираемой продукции, введение новых приёмов защиты растений от вредных организмов и др. Определяется, как может отразиться каждый из перечисленных элементов на возможности резервации вредных объектов в течение неблагоприятных периодов и расселения в благоприятное время, на их интенсивности размножения, фенологии и выживаемости.

В основном производятся экспертные оценки или специальные полевые опыты, которые в конечном итоге позволяют высчитать, насколько изменяется вредоносность отдельных видов, потребность и объёмы борьбы с ними в среднем, в благоприятные и неблагоприятные годы, как часто возможно повторение благоприятных и неблагоприятных ситуаций.

Краткосрочный прогноз .

Краткосрочный прогноз актуален только для некоторых видов вредителей и болезней. Он предназначен для обоснования сроков или дополнительных циклов защитных мероприятий, а иногда для сокращения защитных мер, в зависимости от складывающейся специфичной ситуации. С учётом состояния погоды определяются вероятное развитие многих болезней растений и целесообразность интенсивности защитных обработок. В целом краткосрочные прогнозы позволяют лучше использовать профилактические меры и исключить ненужные химические обработки посевов и насаждений.

В методическом отношении разработка краткосрочных прогнозов сходна с сезонным прогнозом: учитывается прежде всего исходное состояние фазы динамики популяций и их вредоносности в связи со сложившимися особенностями фенологии вредного вида и повреждаемой культуры. Краткосрочные прогнозы уточняют сроки проведения защитных мероприятий и экономические пороги вредоносности и целесообразности обработок посевов.

Для болезней растений краткосрочный прогноз составляют на период от недели до месяца для конкретной болезни. Основные цели – предсказание конкретных сроков первичного и последующих заражений и своевременное информирование об этом производителей сельскохозяйственной продукции.

Составление краткосрочного прогноза базируется на точных сведениях о биологии возбудителя: форме и месте сохранения его в зимний период, условиях, при которых возможно первичное заражение растений, влиянии погодных факторов (чаще всего температуры, влажности, количества осадков) на на развитие патогена и динамику болезни. Для краткосрочного прогноза очень важны данные о количественном запасе возбудителя и возможных местах сохранения его. Например, для прогнозирования сроков появления линейной или стеблевой ржавчины учитывают заражённость озимых посевов с осени, возможность появления эциостадии на промежуточном растении (барбарисе) и заноса урединиоспор по воздуху из областей, где это заболевание началось раньше.

Краткосрочное прогнозирование невозможно без метеонаблюдений, так как возбудитель, растение и погода – три главных составных течения любой болезни. По этим трём направлениям необходимо вести параллельные наблюдения при составлении краткосрочного прогноза.

Схема составления краткосрочных прогнозов болезней растений включает следующие этапы (переход от одного к другому возможен только после фиксации необходимых данных предшествующего этапа).

1. Фенологические наблюдения за растением до установления срока наступления восприимчивой фазы.

2. Учёт запасов инфекционного начала и его жизнеспособности (этот этап часто совпадает по времени с первым). Достижение растением Фенофазы, при которой возможно проявление болезни, и фиксации наличия возбудителя, готового к заражению, свидетельствуют о том, что для начала инфекционного процесса необходимы только подходящие условия внешней среды.

3. Ведение метеонаблюдений и фиксация критической ситуации, при которой может произойти заражение (обычно это определённый диапазон температур и период увлажнения растений или же уровень относительной влажности воздуха за определённый промежуток времени).

4. Установление даты первичного заражения (конкретный итог предыдущего этапа).

5. Определение продолжительности инкубационного периода и установление даты его окончания. Зная дату первичного заражения, определить продолжительность инкубационного периода обычно можно после фиксации среднесуточной температуры за первые 3…4 суток даты заражения. Дату окончания инкубационного периода в зависимости от применяемой методики определяют за 3…5 дней фактического проявления болезни.

6. Сигнализация и рекомендации по защите.

Краткосрочный прогноз обычно дают районные и межрайонные пункты прогноза и сигнализации появления вредителей и болезней, входящие в систему службы защиты растений страны, хотя по некоторым объектам это по силам и агрономической службе крупных сельскохозяйственных предприятий.

Долгосрочные прогнозы

Долгосрочные прогнозы разрабатывают на предстоящий год или вегетационный период. Это предсказание развития болезни и вредителя и возможных потерь в предстоящий год. Эти прогнозы необходимы для выбора профилактических мероприятий и планирования объёма истребительных мер защиты в конкретной ситуации.

При составлении долгосрочного прогноза учитывают следующие факторы: количественный запас и качество зимующего возбудителя; предрасположенность растений-хозяев к заболеванию; степень проявления болезни в истекшем сезоне, погодные условия, влияющие на развитие болезни; прогнозируемую погоду на предстоящий вегетационный период.

Достоверный долгосрочный прогноз можно составить только при условии, если известны данные об интенсивности развития болезни и метеоусловиях (температура, влажность, количество осадков, сроки выпадения осадков и т.д.) за достаточно большой срок – не менее 9…10 предшествующих лет. Чем длительнее срок наблюдений, тем достовернее долгосрочный прогноз.

Существует несколько методов составления долгосрочных прогнозов. Один из них (метеопатологический) основан на корреляционной связи между степенью развития болезни и погодными факторами. Факторы погоды учитывают не разобщённо, а во взаимосвязи, для чего в каждой климатической зоне для прогнозируемой болезни ежегодно вычисляют свой суммарный индекс факторов погоды. Вводя затем его значение в прогностическую формулу, полученную на основе многолетних (9…10 лет) данных применительно к конкретному виду болезни в конкретной климатической зоне, определяют ожидаемую интенсивность развития этой болезни.

Сначала составляют предварительный долгосрочный прогноз – к концу календарного года, а затем (за 3…4 месяца до начала вегетации) – утончённый долгосрочный прогноз.

 

Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Читайте также:
Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ...
Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней...
Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (342)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.04 сек.)
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7