Болезни Растений: Виды, Меры Борьбы И Профилактика

Основные Типы Болезней Растений И Их Возбудители

Традиционная классификация включает несколько типов болезней у растений: инфекционные и неинфекционные. Инфекционные болезни растений вызваны биотическими факторами (патогенами), а неинфекционные – абиотическими.

Неблагоприятные экологические условия часто провоцируют возникновение неинфекционных болезней растений. Примерами таких условий являются низкая или высокая температура, избыток или недостаток влаги в почве. Также болезни у растений зачастую происходят из-за загрязнения воздуха. Вредные компоненты накапливаются в культурах, которые растут вблизи химических или металлургических заводов. Как правило, источником болезней служит нездоровый физико-химический состав почвы. Последний фактор часто является результатом некачественной обработки полей гербицидами.

Эти примеры доказывают важность устойчивого земледелия не только в рамках защиты окружающей среды, но и для повышения прибыльности фермерского бизнеса. Даже неблагоприятный световой режим может иметь негативные последствия, особенно для культур, выращиваемых в теплицах. Токсины, выделяемые некоторыми эмбриофитами (высшими растениями) и грибками в почву, также могут вызывать болезни сельскохозяйственных растений.

Треугольник болезни сельскохозяйственных культур наглядно демонстрирует, что ее распространение возможно при наличии благоприятных условий и растений, восприимчивых к возбудителю заболевания.

Следует учитывать, что патогены не поражают растения, не являющиеся хозяевами. Например, микроорганизмы вида Pseudomonas syringae pv. Glycinea являются возбудителями бактериальной чумы у сои, а Xanthomonas campestris pv. Vesicatoria — бактериальной пятнистости листьев у перца и томата. В то же время здоровые посевы, а также устойчивые сорта и предварительно обработанные семена менее подвержены болезням.

Возбудителями инфекционных болезней являются патогены:

• бактерии;
• грибки;
• нематоды;
• вирусы;
• растения-паразиты.

Наиболее распространенные болезни растений рассмотрены ниже.

Бактериальные Болезни Растений И Способы Передачи Инфекции

К числу наиболее распространенных инфекций в сельском хозяйстве относятся болезни растений, вызываемые бактериями. В связи с этим профилактика и борьба с таким инфицированием довольно сложны.

Инфицирование происходит, если возбудитель проникает в ткани культуры. В большинстве случаев поражение происходит через поврежденные участки, например, в результате сельскохозяйственных работ, нашествия насекомых (блошек) или воздействия неблагоприятных погодных условий (пыли, ветра, сильного дождя). Однако, бактерии могут поражать культуры и через естественные отверстия или железы (например, выделяющие нектар).

Еще одной характерной особенностью бактериальных болезней растений является способность возбудителей долгое время находиться в культуре или почве в состоянии покоя до наступления благоприятных условий. Главными катализаторами бактериальной активности являются значительные колебания температуры и высокая влажность.

Признаки Болезней, Вызываемых Бактериями У Растений

Основные признаки бактериальной инфекции включают сосудистое увядание, некроз, мягкую гниль и новообразования (бактериальный рак). Несмотря на то, что бактериозы можно определить по ярко выраженным симптомам, для установления конкретного возбудителя необходимо провести лабораторные анализы.

Распространенные Бактериальные Болезни Растений

Многочисленность видов бактерий объясняет большое количество вызываемых ими заболеваний. Примерами самых распространенных бактериозов являются следующие:

• Увядание Гранвиля проявляется в замедлении роста, увядании верхней части культуры и отмирании корней.
• К симптомам бактериального ожога относятся некротические мокнущие язвы, увядание и скручивание листьев; при этом опадание засохших частей растения не происходит.
• Рябуха табака распространена во всем мире и диагностируется по желтовато-зеленым пятнам на листьях.
• При фитофторозе, например у бобовых, на отдельных или всех листьях появляются желто-зеленоватые пятна. Пораженные (выцветшие) части могут отмереть.
• У большинства овощей и травянистых растений желтуха проявляется в виде деформации и хлороза.

Бактериальные Болезни Растений: Лечение И Профилактика

Лечение бактериозов затруднительно по нескольким причинам: высокая скорость передачи и устойчивость к применяемым химикатам у бактерий, которые находятся внутри культур. Возможными мерами профилактики бактериальных болезней растений служат использование не зараженного патогенами семенного материала, выращенного в засушливых регионах, ошпаривание семян горячей водой, соляризация почвы, борьба с болезнями растений с помощью гермицидных компонентов в семенах.

Эффективной мерой профилактики болезней сельхоз растений также является опрыскивание. Разумеется, необходимо соблюдать санитарные требования, к которым относятся борьба с сорняками, стерилизация инструментов, надлежащая утилизация отходов. Кроме того, не следует проводить обработку посевов по мокрой листве.

Грибковые Болезни Растений

Патогенные грибки являются самой распространенной проблемой аграриев. Согласно исследованиям, грибы, вызывающие болезни растений, ежегодно уничтожают почти треть всех продовольственных культур ^{Almeida, Fausto et al. “The Still Underestimated Problem of Fungal Diseases Worldwide.” Frontiers in microbiology vol. 10 214. 12 Feb. 2019, doi:10.3389/fmicb.2019.00214}. Этот факт объясняет остроту данной проблемы как для человечества, так и экономики. Как и бактерии, в большинстве случаев грибки проникают в сельскохозяйственные культуры через повреждения тканей, устьица и водяные поры. Грибковые споры также часто распространяются порывистым ветром.

Симптомы Болезней Растений, Вызываемых Грибами

Нередко выраженным симптомом грибковой инфекции является местный или общий некроз. Инфицирование патогенными грибками может препятствовать нормальному развитию культур или вызывать их чрезмерный рост, называемый гипертрофией. Агрономы также определяют грибковые болезни растений по листьям. Основными признаками являются:

• пятна на листьях;
• отшелушивание;
• загнивание;
• антракноз;
• язвы;
• скручивание листьев и наросты.

Распространенные Грибковые Болезни Растений

Перечень болезней растений, вызываемых грибами, довольно внушителен, поэтому мы остановимся на тех, которые встречаются наиболее часто:

• Фитофтороз картофеля определяют по пораженным участкам темно-зеленого, сиреневого или черного цвета с белой плесенью по краям.
• Стеблевая ржавчина является опасным заболеванием, которое в основном поражает злаковые культуры (особенно часто поражает посевы при выращивании пшеницы). Инфицирование культур определяют по сорусам цвета ржавчины.
• Признаки болезни растений кофейной ржавчиной – желтовато-оранжевые пятна с коричневой серединой в нижней части культуры.
• Кукурузная головня проявляется в аномальных образованиях на разных частях кукурузных растений, в том числе стебле, листьях, колосьях и метелках.
• Пыльная головнях характерна для выращивания овса и других злаковых культур, как ячмень или пшеница. Диагностируется болезнь по нетипичным оливково-зеленым головкам, что связано с наличием спор грибка.
• Мучнистая роса напоминает порошкообразный налет на растениях (от деревьев до трав), обычно серого или белого цвета. Первые симптомы — появление на листьях пятен, но постепенно заражение охватывает все растение.
• Антракноз винограда проявляется в виде черных круглых пятен на листьях, что приводит к хлорозу и опадению. Также болезнь может повреждать стебли и плоды.
• Фузариоз томата замедляет развитие культуры и приводит к увяданию листьев, появлению черных полос и в конечном итоге к гибели растения.

Меры Борьбы С Грибковыми Болезнями Растений

Меры профилактики болезней растений, вызываемых грибами, довольно разнообразны. Ключевые методы включают частичное уничтожение культур, пораженных грибами, использование здорового семенного материала, регулярный севооборот, фунгициды химического и биологического происхождения.

Нематодные Болезни Растений

Нематоды – это паразитирующие на растениях круглые черви, которых обычно невозможно увидеть без специальных приборов. Они обитают в почве, поэтому в основном поражают корни, клубни и луковицы. Ученым известно более 4100 опасных видов нематод ^{Jones, John T et al. “Top 10 plant-parasitic nematodes in molecular plant pathology.” Molecular plant pathology vol. 14,9 (2013): 946-61. doi:10.1111/mpp.12057}.

Признаки Нематодных Болезней Растений

По сути, нематоды питаются соками сельскохозяйственных культур. Из-за этого пораженные этими паразитами культуры засыхают, как будто они страдают от засухи. Аналогичны и другие признаки болезни растений:

• пожелтение;
• замедление развития;
• недостаточное поглощение удобрений и воды;
• постепенное общее увядание культуры;
• уменьшение или даже разрушение корневой системы.

Несмотря на то, что нематоды могут нанести значительный вред культурам только при длительном паразитировании, распространяются они исключительно быстро. По этой причине фермерам следует вовремя обнаруживать болезни сельскохозяйственных культур, чтобы спасти урожай и предотвратить дальнейшее инфицирование посевов.

Распространенные Нематодные Болезни Растений

Конкретные виды нематод вызывают соответствующие болезни сельскохозяйственных растений.

• Веретеновидное утолщение стеблей провоцируют стеблевые черви. Это заболевание сопровождается деформацией листьев, разбуханием черешков и появлением темных пятен на клубнях.
• Афеленхоидоз, заболевание риса, вызывают рисовые афеленхоиды Aphelenchoides besseyi. Характерными признаками этой болезни растений являются пятна на верхней части листа, отсутствие зерен и истощение посевов.
• Цитрусовая нематода Tylenchulus semipenetrans поражает цитрусовые. Заболевание приводит к постепенному отмиранию не только листьев, но и ветвей.
• Галловые нематоды вызывают появление вздутий на корнях более чем 2000 видов сельскохозяйственных культур, включая плодовые деревья, землянику, овощи и хлопчатник.
• Корневые нематоды разрушают корневую систему растения. Эти вредители часто являются косвенной причиной корневой гнили, поскольку поврежденные части растений являются благоприятной средой для патогенных грибов и бактерий.
• При выращивании картофеля серьезную угрозу представляет золотистая нематода. На корнях появляются крошечные золотистые пятна, которые являются цистами нематоды, содержащими до 500 яиц.

Методы Борьбы С Нематодными Болезнями Растений

Борьба с паразитами включает разнообразные меры. В частности, эффективными методами являются севооборот, повышение сопротивляемости культур болезням, обработка почвы соответствующими фумигантами. Нематоды и их яйца можно уничтожить горячей водой (около 50°C), однако этот подход требует точности. Время полива нужно подбирать в соответствии с температурой, чтобы не навредить культурам. Методы, которые способствуют развитию культур, также являются действенными в борьбе с нематодами. К таким методам относятся применение тяжелой мульчи, фертигация, полив во время засухи, оставление земли под летним или осенним паром.

Вирусные Болезни Растений

Мельчайшими, но злейшими врагами различных сельскохозяйственных культур являются вирусы и вироиды (субвирусные инфекционные агенты). После инфицирования спасти посевы практически невозможно, поэтому опасные болезни растений наносят колоссальный ущерб фермерам во всем мире.

Симптомы Болезней Растений, Вызываемых Вирусами

Как правило, симптомы вирусных болезней растений обычно делятся на четыре группы:

• отклонения в развитии, такие как аномальный рост побегов, деформация листьев и цветков;
• отмирание, увядание и появление кольцевидных полос и пятен;
• карликовость, отставание в росте как отдельных частей, так и всей культуры;
• изменение цвета, например, пожелтение посевов и светлая окраска жилок.

Загнивание корней является характерным признаком болезней растений, возбудителями которых являются вирусы. Однако, у некоторых культур симптомы могут не проявляться, и эти культуры являются латентными переносчиками болезни. По этой причине такие болезни растений и меры борьбы с ними требуют особой бдительности.

Распространенные Вирусные Болезни Растений

Типичные примеры болезней растений, вызываемых вирусами следующие:

• Табачная мозаика вызывает карликовость и определяется по мозаичному рисунку на листьях. Эта болезнь листьев растений распространена во всем мире и может привести к серьезным экономическим последствиям.
• Бронзовость, или пятнистое увядание томатов сопровождается появлением разрастающихся некротических желтых кругов, которые постепенно приобретают красно-коричневый оттенок.
• Веретеновидность клубней картофеля замедляет рост культур, а клубни становятся веретенообразными и сморщиваются.
• Вирус огуречной мозаики приводит к появлению мозаичных точек и пятен, порокам развития, деформации плодов и общему замедлению роста растения.
• Вирус некротической кольцевой пятнистости косточковых проявляется в круглых точках на листьях слив, абрикосов, персиков, нектаринов и др. Ранние симптомы — листья становятся желтыми и коричневыми, на тяжелых стадиях — в них появляются дыры, и начинается преждевременное опадение.

Вирусные Болезни Растений И Их Лечение

Большинство вирусных инфекций труднее поддаются лечению, по сравнению с бактериальными и грибковыми болезнями растений, и часто победить эти патогены невозможно. В этом случае методы борьбы с болезнями, вызываемыми вирусами, должны быть максимально эффективными.

Самыми распространенными мерами являются культивирование видов с высокой сопротивляемостью патогенам, индексация, определение наличия вируса, который не передается механическим путем. Исследуемую культуру прививают к растению-индикатору, у которого при наличии вируса проявляются соответствующие симптомы. К сожалению, иногда инфицированные культуры необходимо уничтожить, а при поражении обширных территорий – даже прибегнуть к карантинным мерам, чтобы спасти остальной урожай.

Болезни Посевов, Вызываемые Растениями-паразитами

Паразитарные растения относятся к числу наиболее опасных вредителей культур ^{Runyon, Justin B.; Tooker, John F.; Mescher, Mark C.; De Moraes, Consuelo M. 2009. Parasitic plants in agriculture: Chemical ecology of germination and host-plant location as targets for sustainable control: A review. In: E. Lichtfouse (ed.) Organic Farming, Pest Control and Remediation of Soil Pollutants. Sustainable Agriculture Reviews 1. p. 123-136.} во всем мире. Определенными органами паразиты захватывают растение-хозяина и питаются за его счет (наиболее часто происходит поражение сосудистой системы), что приводит к болезни растений. Несмотря на то, что паразитирующие растения только ослабляют свою “жертву”, некоторые их них способны полностью уничтожить посевы, что представляет серьезную экономическую угрозу для сельского хозяйства. В зависимости от типа, растения-паразиты могут поражать от одного до нескольких десятков видов сельскохозяйственных культур.

Распространенные Растения-паразиты

В настоящее время насчитывают около 400 видов паразитарных растений ^{Press, Malcolm C, and Gareth K Phoenix. “Impacts of parasitic plants on natural communities.” The New phytologist vol. 166,3 (2005): 737-51. doi:10.1111/j.1469-8137.2005.01358.x}, оказывающих значительное влияние на экосистему, в которой они существуют. Рассмотрим несколько типичных примеров.

Омела Белая (Viscaceae)

Это полупаразитарное растение является вечнозеленым и широко представлено во всем мире. Омела может паразитировать на многих растениях. Ее распространение происходит благодаря специфическим семенам, которые прилипают к птицам и таким образом переносятся на другие растения. Семена прорастают под корой дерева-хозяина и проникают в его систему питания.

Повилика (Cuscuta)

Повилика – это вьющееся растение-паразит, которое представляет угрозу разнообразным растениям. Повилика активно распространяется, нарушает обмен веществ у растения-хозяина, снижает продуктивность и часто приводит к гибели культур. Более того, повилика может быть переносчиком вирусных болезней растений и животных. По этой причине это растение классифицируют как карантинный сорняк.

Заразиха (Orobanche)

Это растение является опасным корневым паразитом. У заразихи отсутствуют зеленые листья и процесс фотосинтеза, поэтому она полностью зависит от растения-хозяина. Чтобы семена заразихи проросли, необходимо наличие подходящей культуры в почве. Затем сорняк прирастает к корням хозяина и начинает получать готовые питательные вещества. Паразит оставляет после себя до 100 000 семян, которые сохраняют способность к прорастанию более десяти лет в ожидании своей жертвы. Все эти факты объясняют опасность заразихи для сельскохозяйственных культур.

Стрига (Striga)

Эта группа паразитарных растений в основном встречается в тропических и субтропических регионах и относится к категории карантинных. В странах Африки стрига классифицируется как вид, вызывающий пандемию, поскольку этот сорняк способен полностью разрушить сельскохозяйственные культуры и нанести непоправимый экономический ущерб.

Прежде всего, стрига поражает злаковые, но может паразитировать и на других культурах, в том числе, на сахарном тростнике. Стрига распространяется семенами, которые после созревания прорастают в корневой системе растения-хозяина. Эти паразиты сохраняют жизнеспособность длительное время, поэтому повторно засевать поле можно только через девять лет. В регионах, где сельское хозяйство является основным видом деятельности, при поражении полей стригой люди даже вынуждены переселяться на другие территории.

Методы Борьбы С Растениями-паразитами

Известно несколько способов борьбы с паразитами. К ним относится “самоубийственное прорастание”, под которым подразумевается специальная обработка почвы и создание в ней благоприятных для паразита условий. Если растение-хозяин отсутствует, всходы паразитов погибают.
Фермеры также активно применяют гербициды для лечения устойчивых к ним культурам, что предотвращает внедрение паразитов. Однако, эти препараты являются довольно дорогостоящими, поэтому в большинстве случаев необходимо вырывать сорняки-паразиты вручную и чередовать неблагоприятные для паразитов культуры в севообороте. Наиболее эффективным способом профилактики болезни растений все же остается выращивание культур с естественной устойчивостью к паразитам.

Защита Посевов И Борьба С Болезнями Растений С Помощью Спутниковых Данных

Первым делом в борьбе с инфекционными болезнями сельскохозяйственных растений нужно понимать, в чем суть заболевания и как оно развивается. Также следует помнить, что заболеть может любая культура, а абиотические факторы, как например, неблагоприятные погодные условия, ослабляют посевы и повышают риск инфицирования.

Возбудители активируются под воздействием многих факторов, поэтому аграриям необходимо тщательно продумать комплексные меры профилактики болезней растений. Использование спутниковых данных позволяет фермерам взять на вооружение всю необходимую для этого информацию. Они могут удаленно контролировать состояние посевов, прогнозировать изменения и планировать сельскохозяйственные операции, в том числе профилактические меры по предотвращению болезней сельскохозяйственных растений.

Выявление И Оценка Риска Болезней

Профилактика болезней помогает снизить потери урожая, так как меры по защите посевов принимаются до того, как они пострадают. Дополнение «Риск болезней» EOSDA Crop Monitoring позволяет фермерам своевременно получать информацию о критической ситуации. Более того, его можно использовать и для оценки угрозы на разных участках поля, чтобы определить зоны, требующие внимания в первую очередь.

Регулярный мониторинг риска болезней позволяет предотвратить заражение всех посевов на поле и избежать непоправимого ущерба. Еще одно преимущество дополнения — экономия ресурсов для борьбы с болезнями культур, что способствует устойчивому развитию сельского хозяйства.

Мониторинг Уязвимости Культур

Поскольку определенные культуры развивают устойчивость к одним болезням растений и менее устойчивы к другим, севооборот эффективно останавливает распространение одних и тех же возбудителей. В практике индустриального/интенсивного земледелия на поле часто выращивают одну и ту же культуру из года в год. В этом случае EOSDA Crop Monitoring помогает наблюдать за продуктивностью данной территории и понимать тенденции снижения или повышения урожайности, благодаря аналитике регулярно обновляющихся спутниковых снимков.

Также, Менеджер данных дает возможность анализировать данные, полученные с сельхозтехники. Сравнивая вручную эту информацию и карты продуктивности, вы можете более точно проанализировать продуктивность поля и все факторы, которые повлияли на отдельные его участки. Карты продуктивности делят поле на соответствующие зоны за выбранный период и показывают, насколько успешно или недостаточно хорошо развиваются культуры в этих зонах на протяжении этого периода.

В рамках борьбы с болезнями растений и их профилактикой важно обратить внимание на участки с низкой продуктивностью, особенно, если их площадь из года в год увеличивается. Причиной снижения урожайности может быть биотический патоген.

Карты продуктивности также важны в практике севооборота, поскольку предоставляют информацию о продуктивности каждой культуры в системе. EOSDA Crop Monitoring может помочь удаленно проанализировать, насколько эффективно определенная последовательность культур помогает в борьбе с конкретными заболеваниями.

Таким образом, вы можете экспериментировать при подборе культур для севооборота, мониторить их продуктивность и выбрать оптимальный вариант последовательности культур на своем поле. Помимо других преимуществ, правильно подобранный севооборот также поможет предотвратить болезни растений.

Показатели Абиотического Стресса

Абиотические факторы могут значительно ослабить посевы и таким образом, снизить их естественную способность противостоять болезням растений. EOSDA Crop Monitoring включает ряд функций на основе спутниковой аналитики, которые помогают обнаружить абиотический стресс различного происхождения:

• мониторинг степени влажности почвы;
• автоматические предупреждения о холодовом или тепловом стрессе;
• расширенная аналитика погоды, в том числе температура воздуха, осадки, скорость ветра, влажность воздуха;
• карты NDMI для мониторинга влагосодержания в культурах.

Каждый из этих показателей может сигнализировать о том, что посевы находятся в состоянии стресса, который может привести к болезням растений. Набор вегетационных индексов в EOSDA Crop Monitoring помогает анализировать влияние перечисленных, а также других абиотических факторов на здоровье культур.

Обнаружение Заражения Патогенами

Обнаружить болезнь растений удаленно можно по вегетационным индексам в EOSDA Crop Monitoring (NDVI, MSAVI, NDMI, ReCl, NDRE), которые показывают критические участки на поле. Затем, на основании полученной спутниковой аналитики, в разделе Скаутинга фермеры могут ставить задания скаутам, которые установят точную причину отклонения от нормы в показателях индексов, в том числе проверят посевы на наличие патогенов или болезней растений.

Интерфейс EOSDA Crop Monitoring удобен и для скаутов. Если в ходе проверки скауты обнаружат, что культуры повреждены, они могут сразу выбрать фактор, который вызывает болезнь растений (биотический или абиотический), и описать его для фермеров или агрономов.

При необходимости, скауты могут прикрепить фото. Фермеры получат всю информацию без необходимости непосредственного присутствия на поле или личного общения со скаутами. Такой подход к обнаружению и верификации проблемы экономит ресурсы, поскольку ежедневный мониторинг по EOSDA Crop Monitoring не только снижает затраты на топливо для сельхозтехники, но и рабочее время скаутов и фермеров, а также помогает быстро реагировать на любые отклонения от нормы в развитии культур.

Другая опция функции Зонирования в EOSDA Crop Monitoring – это карты вегетации. После того как скауты конкретизировали проблему, фермеры могут создать карты вегетации и наблюдать по ним, как развиваются болезни на их полях. Карты вегетации также помогут дифференцированно вносить гербициды, фунгициды или другие химикаты, предназначенные для лечения болезней растений, и контролировать успешность текущих полевых работ. Таким образом, фермеры экономят средства на самих химикатах, а также предотвращают загрязнение участков поля, на которых такая обработка не требуется.

Болезни сельскохозяйственных растений неизбежны, поэтому каждый фермер рано или поздно может столкнуться с этой проблемой. Однако, даже если мы не можем исключить вероятность ее возникновения, мы все же можем минимизировать проблему с помощью эффективных мер борьбы с болезнями растений и сорняками. Спутниковые данные помогают удаленно наблюдать за состоянием полей и своевременно обнаружить зоны потенциального риска. Более того, такие приложения как EOSDA Crop Monitoring не только эффективно помогают обнаружить проблему и найти пути ее решения. Они включают и ряд других полезных функций, которые фермеры могут использовать на протяжении всего сезона выращивания культур и в межсезонье.