шпоры. 1. Предмет и задачи лесной фитопатологии
 Скачать 205.53 Kb.
|
 1. Предмет и задачи лесной фитопатологииФитопатология - это наука о болезнях растений, их причинах и мерах борьбы с ними. Название этой науки происходит от слияния трех греческих слов: phyton - растение, pathos - болезнь, logos- учение, слово, наука, т.е. учение о болезнях растений. Круг задач патологии растений, или фитопатологии, трудно определить точно. Фитопатология рассматривает болезни растений во всех возможных аспектах. Содержание ее потому значительно шире, чем у патологии человека, которая дополняется целым рядом других медицинских дисциплин - гигиеной, здравоохранением, иммунологией, профилактической медициной, терапией и.т.д. Такое положение сложилось главным образом потому, что на изучение болезней человека направлялось всегда гораздо больше усилий. Естественно, что люди стремились избавиться прежде всего от собственных болезней, болезни растений беспокоили их не столь сильно. Именно по этой причине специализация в фитопатологии началась лишь сравнительно недавно, много позже, чем в медицине (Тарр, 1975). Различают общую, сельскохозяйственную и лесную фитопатологию. Общая фитопатология рассматривает причины болезней растений, закономерности взаимоотношений между возбудителями болезней, пораженными растениями и окружающей средой, факторы устойчивости растений к болезням. Изучение болезней сельскохозяйственных культур и разработкой мер борьбы с ними занимается сельскохозяйственная фитопатология. Лесная фитопатология изучает болезни древесных и кустарниковых пород и процессы биологического разрушения древесины на складах, в сооружениях и постройках. Фитопатология изучает не только больное растение, но и динамику патологического процесса, причины возникновения болезней (этиология), биоэкологию возбудителей, закономерности распространения болезней и особенно массовых их вспышек (эпифитотий). Фитопатология изучает методы диагностики болезней и разрабатывает меры борьбы с ними. В связи с тем, что при исследовании причин массового распространения болезней необходимо всестороннее изучение условий внешней среды, вполне понятно, что фитопатология находится в тесной связи и постоянном контакте с другими лесоводственными дисциплинами, такими как лесоводство, лесные культуры, лесная селекция, лесная таксация, почвоведение, физиология, ботаника и др. Фитопатология вместе с энтомологией являются составными частями защиты растений. 2. История возникновения и развития лесной фитопатологии как науки и роль русских ученых Первые практические защитные мероприятия по борьбе с болезнями растений были описаны еще Демокритом (460 лет до н.э.), который указывал, в частности, на возможность протравливания семян злаков в соке травы "Issop", являющейся, как теперь установлено, заячьей капустой. В XVI веке появились первые сведения о грибах, которые можно считать первыми научными знаниями по микологии. В 1729 г. итальянским ботаником Микели было установлено, что грибы размножаются "мелкими зернами", позднее их стали называть спорами. Первая попытка систематизировать грибы была предпринята Персоном (конец XVIII начало XIX века). Вслед за ним более полную их систематику дал шведский ботаник и миколог Фриз. С этого времени началось бурное развитие микологии. Первая работа по болезням леса появилась в 1795 г. В 1811 г. был основан Петербургский практический лесной институт, где в курсе "Лесохранение или правила сбережения растущих лесов" отводилось небольшое место вредным организмам древесных растений. Первой большой статьей в специальном "Лесном журнале" (1875 г.) была работа проф. В.Т. Собичевского "Современное состояние растительной патологии лесных деревьев и значение растительных паразитов-грибов при возращении леса". В 1894 г. появилась книга о лесных болезнях немецкого миколога, ученика выдающегося миколога Антона де Бари (1831-1888 г.) Р.Гартига "Болезни деревьев", переведенная на русский язык проф. М.К.Турским. Книга имела микологическое направление (Синадский, 1977). После Гартига в Германии работали и немало сделали для микологии и лесной фитопатологии Ц. Тюбеф, Э. Мюнх, а в более позднее время Р. Фальк, Ф. Негер и другие. Крупнейшим представителем лесной микологии в России был А.А. Ячевский (1863-1932), который своей работой "Паразитные и сапрофитные грибы русских лесных пород", положил начало лесной микологии. В дальнейшем он явился и создателем отечественной фитопатологии. А.А. Ячевский завоевал мировую известность своими многочисленными работами по микологии и лесной фитопатологии. Из них наиболее известны "Определитель грибов" т.1 (1913), т.2 (1917), "Основы микологии" (1933) "Бактериозы растений" (1935) и др. Эти труды сыграли большую роль в развитии лесной фитопатологии. Немалое значение имела и работа Н.В.Сорокина "Гниль наших древесных пород, употребляемых на постройки", изданная в 1882 г. В ней изложены существующие в то время главнейшие теории о гнили древесины. Эта работа была продолжением исследований в области микологии и фитопатологии академика М.С.Воронина (1868-1903) также ученика А.де Бари, который описал и установил в систематике растений особый род грибков экзобазидиум. Он подробно исследовал особенности развития Exobasidium vaccinii на полукустарниках - бруснике и голубике. На них он произвел и свои знаменитые исследования, показавшие, что грибы не следствие, а причина болезни (Синадский, 1977). На развитие фитопатологии повлияло открытие в конце XIX века ряда новых групп возбудителей болезней – бактерий и вирусов. На бактериальные болезни еще в 1886 г. обратил внимание М.С. Воронин, а позднее Г.А. Надсон. Ценные сведения о бактериях были получены Э. Смитом (1854-1927), который создал единую теорию бактериозов растений (Шевченко, 1978). В 1892 году русским ученым Д.И. Ивановским (1864-1920) при изучении болезней табака были открыты вирусы. С появлением этих работ стало очевидным, что кроме грибов, болезни растений могут вызывать бактерии и вирусы. Тем не менее, в дореволюционной России лесной фитопатологии как специальной отрасли научных знаний не существовало. Работы носили чисто случайный, преимущественно флористический характер, но они, безусловно, были необходимы. Лесная фитопатология как самостоятельная отрасль научных знаний сформировалась в нашей стране в начале 20-х годов, когда А.А. Ячевским и С.И. Ваниным (1920) была основана первая в стране кафедра лесной фитопатологии в Петроградском лесном институте (ныне ЛТА). В это же время в отделе микологии и фитопатологии института опытной агрономии было создано отделение лесной фитопатологии. Вслед за этим в научно-исследовательских институтах, разрабатывающих вопросы лесного хозяйства, появились отделы и секторы болезней леса, а в лесных втузах - кафедры лесной фитопатологии, защиты леса или лесозащиты. Главой отечественной лесозащитной школы лесных фитопатологов был С.И. Ванин (1890-1951), который с 1924 по 1951 г. руководил кафедрой лесной фитопатологии ЛТА. Он вошел в историю науки не только как создатель отечественной школы лесных фитопатологов, но и как автор первого в нашей стране учебника по лесной фитопатологии, опубликованного в 1931 г. С.И. Ванин широко известен и другими своими трудами по лесной фитопатологии: "Методы исследования грибных болезней леса и повреждений древесины" (1934), "Болезни сеянцев и семян лесных пород" (1931) и др. С.И. Ванин подготовил целую плеяду научных кадров (А.Т. Вакин, Д.В. Соколов, И.Я. Шемякин, Л.В. Любарский и др.), которые также внесли значительный вклад в развитие лесной фитопатологии (Соколова, Семенкова, 1981). Сибирская школа лесных фитопатологов, развивавшаяся под руководством К.Е. Мурашкинского, внесла большой вклад в лесную микологию и фитопатологию. Следует особо отметить большой вклад в познание микофлоры и болезней древостоев дальневосточной тайги внесенный Л.В. Любарским. Большая организационная работа в области лесозащиты проведена С.К.Флеровым. В настоящее время в лесной фитопатологии значительное внимание уделяется изучению причин возникновения эпифитотий, а также их прогнозированию, разработке эффективных систем мероприятий по борьбе с наиболее вредоносными болезнями, изучению факторов иммунитета растений и повышению их устойчивости к инфекционным болезням и другим неблагоприятным факторам внешней среды. 3. Понятие о болезни растений и их причины. Классификация и типы. Таким образом, выражение "болезнь растений" можно применить к любому отклонению от нормального роста или строения, если это отклонение достаточно постоянно и значительно, чтобы вызвать появление характерных симптомов или ухудшить качество и экономическую ценность растений. Это понятие меняет свое значение в зависимости от степени и продолжительности нарушения нормального состояния от характера этого нарушения и его последствий. Люди считают растение больным в том случае, если снижается количество или качество его продукции, или если эта болезнь сказывается на рыночной цене продукта. Болезнь растения - это физиологическое расстройство или структурная аномалия, которая причиняет вред растению или отдельным его органам, ухудшает качество растительной продукции или снижает ее товарную ценность (в том числе и древесины). Существует и официальное (ГОСТ.21 507-76) определение этого понятия, согласно которому болезнь растения - это нарушение нормального обмена веществ клеток, органов и целого растения, возникающее под влиянием фитопатогена или неблагоприятных условий среды и приводящее к снижению продуктивности растений или к полной их гибели. Характерной особенностью болезней является то, что на определенных этапах патогенеза появляются те или иные, видимые невооруженным глазом, признаки болезни, называемые симптомами. Их изучением занимается симптоматология. Выделяют следующие симптомы:
Однако нередко разные возбудители, как и разные абиотические факторы, вызывают сходные и даже одинаковые признаки болезни. Такое совпадение признаков при различных заболеваниях называют конвергенцией симптомов. Кроме болезней, сопровождающихся появлением симптомов, встречаются болезни, которые протекают без видимых внешних признаков. Такие болезни получили название бессимптомных. Бессимптомность может быть обусловлена рядом причин: выносливостью пораженного растения по отношению к возбудителю, слабой патогенностью самого возбудителя и пр. Иногда уже появившиеся симптомы под влиянием внешних факторов могут временно исчезать. Данное явление называют маскировкой симптомов. Болезни растений классифицируют по различным признакам. В зависимости от причин возникновения (этиология) болезни разделяют на инфекционные и неинфекционные. Инфекционные болезни вызываются фитопатогенами и способны передаваться от больных растений здоровым. Возбудителями инфекционных болезней являются грибы, бактерии, вирусы, микоплазмы, высшие цветковые растения-паразиты, а также некоторые животные (нематоды, клещи, галлообразующие насекомые). Наиболее распространены грибные болезни, называемые микозами. Неинфекционные болезни возникают под действием неблагоприятных абиотических факторов, без участия фитопатогенов и не передаются от больных растений здоровым. Из абиотических факторов наиболее часто отрицательно влияют на растения неблагоприятные почвенные и метеорологические условия, промышленные эмиссии, ионизирующие излучения, различные механические повреждения. Болезни классифицируют также:
Совокупность признаков болезни называется типом болезни. Наиболее часто встречаются следующие типы болезней древесных пород, декоративных кустарников и цветочных растений: Увядание: уменьшение тургора клеток растений, приводящее к постепенному отмиранию листьев, цветков, завязей и других органов. Увядание вызывается грибами, бактериями, недостатком воды, отравлением токсинами и другими факторами. Пятнистость: на поверхности листьев, плодов, семян появляются пятна различной формы, окраски, величины. Вызывается пятнистость грибами, бактериями, вирусами, химикатами. Побурение и пожелтение хвои и листьев: наблюдается побурение (пожелтение) при недостатке света, элементов питания, действием ядовитыми загрязнениями воздуха, а также вызывается грибами и бактериями. Мозаика и пестролепестность: наблюдается неравномерная окраска листьев, чередование различных по цвету участков лепестков. Вызывается многими вирусами, микоплазмами, но может быть связана с недостатком отдельных элементов питания. Налеты: на поверхности пораженных органов растений развивается мицелий гриба и его спороношения. Налет может быть:
Мумификация семян и плодов: мицелий возбудителя пронизывает ткань, образуя сложный склероций. Семена и плоды чернеют, сохраняя при этом форму. Мумификация вызывается грибами. Деформация: характеризуется изменением формы органов растений:
Ведьмина метла: на ветвях образуются укороченные недоразвитые побеги, возникающие из спящих или придаточных почек. Ведьмины метлы вызываются грибами, вирусами, механическими повреждениями. Розеточность: характеризуется расположением в виде розеток листьев, формирующихся на укороченных междоузлиях. Вызывается это заболевание вирусами. Пролификация цветков: вместо пестика или цветка вырастает побег, на котором может образоваться новый цветок. Часто такое явление наблюдается у цветков роз. Вызывается пролификация вирусами. Раковые язвы: на ветвях, стволах образуются различные по величине незаживающие углубленные раны, окруженные наплывами каллюса. Возбудителями язв являются грибы, бактерии и механические повреждения. Опухоли: на стволах, ветвях образуются утолщения, вздутия или галлы. Опухоли недолговечны и со временем превращаются в язвы. Вызываются грибами, бактериями, вирусами и насекомыми. Гнили: на пораженных грибами или бактериями органах растений наблюдается разрушение и размягчение тканей. Загниванию подвержены мясистые сочные и богатые водой и питательными веществами плоды, семена, клубни, корнеплоды, а также листья, побеги, древесина стволов и корней. Слизетечение, камедетечение и смолотечение: истечение из мест поражения слизи (камеди у лиственных пород или смолы – у хвойных). Вызывается грибами, бактериями, реже явлениями непаразитарного характера. Сосудистые болезни: связаны с увяданием или усыханием всего растения или его отдельных органов, вызванным поражением проводящей системы вследствие закупорки сосудов гифами гриба (бактериями) или отравления клеток токсинами. 4. Способы распространения инфекции Инфекционные болезни вызываются фитопатогенами и способны передаваться от больных растений здоровым. Возбудителями инфекционных болезней являются грибы, бактерии, вирусы, микоплазмы, высшие цветковые растения-паразиты, а также некоторые животные (нематоды, клещи, галлообразующие насекомые). Наиболее распространены грибные болезни, называемые микозами. Споры отделяются от своих спорообразующих органов пассивно или активно. Пассивно – спорангиоспоры у мукоровых при разрушении спорангиев; пикноспоры из пикнид со слизистым содержимым у несовершенных грибов; конидии отчленяются от конидиеносцев. Активно – чаще у сумчатых грибов, споры с силой выбрасываются наружу. По физическому состоянию спор в момент их созревания выделяют два типа грибов: сухоспоровые (сухие, легко распыляющиеся) и слизистоспоровые (споры, выделяющиеся из своих споровместилищ вместе со слизистым веществом). Сухоспоровые переносятся преимущественно по воздуху – анемохория. Это характерно для плесневых, мучнисторосяных, ржавчинных, трутовых и других грибов. Они имеют малые по величине и массе споры, это обеспечивает их беспрепятственный перенос на большие расстояния, а малая скорость падения спор, дает им возможность довольно долгое время удерживаться в воздухе. Слизистоспоровые переносятся преимущественно с помощью воды и насекомых. Перенос спор водой называется гидрохорией. Важная роль при этом принадлежит дождям, споры смываются с пораженных органов растений, попадают в трещины и раны на стволах и корнях. Имеющаяся при этом влага создает благоприятные условия для прорастания спор и заражения растений гнилевыми, некрозно-раковыми заболеваниями. Распространение спор с помощью насекомых называется энтомохорией. Чаще всего насекомые механически переносят споры на поверхности своего тела (у некоторых грибов на спорах имеются крючки, выступы и т.д.). Но иногда между насекомым-переносчиком и грибом наблюдается тесная биологическая связь. Так, например ильмовые заболонники являются переносчиками возбудителей голландской болезни. Возбудитель сосудистого микоза дуба переносит непарный шелкопряд, златогузка, дубовый заболонник. Споры могут переносить животные – зоохория. Чаще на поверхности своего тела (эпихория), реже внутри своего тела (эндохория). Споры трюфелей распространяют кабаны, выкапывающие плодовые тела этих грибов. Грызуны (белки, мыши, полевки) запасая на зиму плодовые тела шляпочных грибов способствуют рассеиванию базидиоспор. Антропохория – распространение спор в результате хозяйственной деятельности человека (при транспортировке семян, посадочного материала, древесины и т.д., при несоблюдении необходимых санитарно-гигиенических условий). |