Хвороби Рослин: Види, Лікування Та Профілактика

Види Та Збудники Хвороб Сільськогосподарських Рослин

Зазвичай, розрізняють кілька видів хвороб сільськогосподарських культур: абіотичні (також відомі як неінфекційні) та біотичні (інфекційні).

Неінфекційні хвороби рослин часто бувають викликані несприятливими екологічними умовами: занизькою або зависокою температурою, надлишком чи браком вологи. Також поширеною причиною хвороб рослин є шкідливі домішки, які накопичуються у повітрі через близькість хімічних або металургійних заводів. Ще одне значуще джерело хвороб с/г культур — неналежні фізико-хімічні властивості ґрунту, включаючи ерозію ґрунту. Здоров’я ґрунту здебільшого порушується внаслідок неякісної обробки полів гербіцидами. Усі ці приклади доводять важливість сталого сільського господарства не лише для захисту навколишнього середовища, але й для прибутковості бізнесу.

Навіть невідповідний світловий режим може нашкодити рослинам, особливо тепличним. До того ж деякі ембріофіти (вищі рослини) та гриби виділяють у ґрунт токсини, які бувають збудниками хвороб сільськогосподарських рослин.

Як зазначено на трикутнику факторів виникнення хвороб, захворювання виникає за наявності сільськогосподарської культури, чутливої до певного патогену, та сприятливих для поширення цієї хвороби умов.

Культура має бути рослиною-хазяїном для патогену. Іншими словами, патогени не шкодять рослинам, які є не є для них потенційними хазяїнами. Наприклад, Pseudomonas syringae pv. Glycinea становить загрозу для посівів сої, спричиняючи бактеріальну гниль, а бактеріальна плямистість листя перців і томатів виникає через інфікування Xanthomonas campestris pv. Vesicatoria. Слід зазначити, що попередньо оброблений посівний матеріал, здорові посіви, а також стійкі сорти менше страждають від хвороб сільськогосподарських культур.

Найпоширеніші інфекційні хвороби рослин спричинені:

• грибками;
• бактеріями;
• вірусами;
• нематодами;
• паразитичними рослинами.

Розглянемо відповідні хвороби сільськогосподарських рослин та їх збудники у наступних розділах.

Бактеріальні Хвороби Рослин

Бактеріальні хвороби є одними із найпоширеніших хвороб рослин і завдають великої шкоди сільському господарству. Однак фітобактеріологія як окрема галузь знань виникла порівняно недавно і не встигла накопичити великого досвіду. Тому профілактика і боротьба з бактеріальними хворобами рослин викликає багато труднощів.

Для зараження збудник повинен потрапити в тканину рослини. Це відбувається переважно через пошкодження, спричинені, наприклад, сільськогосподарськими інструментами, комахами (блохами) або просто несприятливими погодними умовами (пилом, вітром, рясним дощем). Але бактерії можуть заражати рослини і через природні отвори або залози, зокрема нектарники.

Ще одна особливість бактеріальних хвороб сільськогосподарських рослин полягає у тому, що збудники, потрапивши у рослину або ґрунт, здатні тривалий час перебувати в стані спокою, поки не виникнуть сприятливі для них умови. Каталізаторами життєдіяльності бактерій можуть стати значні коливання температури і високий рівень вологості.

Симптоми Бактеріальних Хвороб

Основними ознаками бактеріальних хвороб рослин є:

• судинне (вертицильозне) в’янення;
• некроз тканин;
• м’яка гниль (слизовий бактеріоз);
• новоутворення або так званий бактеріальний рак.

Попри яскраво виражені симптоми хвороб рослин, спричинених бактеріями, для визначення конкретного збудника потрібно проводити лабораторні дослідження.

Поширені Бактеріальні Хвороби

Бактеріальні захворювання уражують всі види культурних рослин на планеті. Для успішної боротьби із будь-якою бактеріальною хворобою рослин потрібно насамперед ідентифікувати її збудник.

Методи Боротьби З Бактеріальними Хворобами

З бактеріальними хворобами сільськогосподарських рослин складно боротися з кількох причин, насамперед через високу швидкість поширення захворювань та зниження ефективності хімікатів через те, що збудник знаходиться всередині рослини. Профілактичні заходи передбачають використання вирощеного у посушливих регіонах насіння рослин, що не міститиме патогенів, обробки насіннєвого матеріалу за допомогою гарячої води та бактерицидних сполук, соляризації ґрунту.

Також запобігти хворобам рослин можна завдяки обприскуванню біопрепаратами. Окрім того, обов’язковими є санітарні заходи, включно зі стерилізацією інструментів, боротьбою з бур’янами, правильною утилізацією відходів та проведенням культивації, лише коли листя рослин сухе.

Грибкові Хвороби Рослин

Патогенні гриби є найтиповішою проблемою сільського господарства. Згідно з дослідженнями, цей вид інфекційних хвороб рослин щорічно знищує близько третини всіх продовольчих 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}, що становить гостру гуманітарну та економічну загрозу. Як і бактеріальні хвороби, грибкова інфекція уражує рослини переважно через порізи, тріщини, продихи та пори для вологи. Площа зараження може легко збільшитися через те, що спори грибів переносяться поривами вітру та комахами.

Симптоми Грибкових Хвороб

Хвороби рослин, викликані грибами нерідко призводять до локального або загального некрозу тканин рослини. Також грибкові хвороби сільськогосподарських культур часто перешкоджають росту або ж, навпаки, викликають гіпертрофію, тобто аномальний спалах росту рослин. Поширеними симптомами грибкових хвороб рослин є:

• плями на листі;
• лущення;
• гниття;
• антракноз;
• виразки;
• скручування листя і нарости.

Поширені Грибкові Хвороби Рослин Та Їх Лікування

Оскільки патогенні гриби поділяються на безліч видів, то і способи зараження та симптоми хвороб рослин, спричинених грибами, дуже різняться. Протигрибкова профілактика включає використання стійких сортів рослин, сівозміну, прорідження посівів, підживлення добривами, боротьбу зі шкідниками тощо. Профілактичні міри дозволяють суттєво зменшити ризик зараження, але не завжди здатні запобігти йому. Тому своєчасне виявлення симптомів інфікування є основною складовою ефективного захисту посівів від грибів, що викликають хвороби рослин.

Нематодні Хвороби Рослин

Нематоди — це аскариди, що паразитують на рослинах. Зазвичай цих шкідників неможливо побачити без спеціального обладнання. Вони живуть у ґрунті, тому вражають переважно коріння, бульби та цибулини. Існує понад 4100 небезпечних видів 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}.

Симптоми Нематодних Хвороб Рослин

Здебільшого нематоди живляться, висмоктуючи соки з рослин. Тому рослини, уражені цими паразитами, часто виглядають так, ніби постраждали від посухи. Інші симптоми хвороби також нагадують наслідки зневоднення, зокрема:

• пожовтіння;
• затримка росту;
• відсутність реакції на добрива і воду;
• поступове загальне в’янення рослини;
• зменшення або навіть знищення кореневих систем.

Поширені Нематодні Хвороби

Кожен вид нематод викликає специфічні хвороби у сільськогосподарських рослин:

• Веретеноподібне потовщення стебел провокують стеблові нематоди. Хвороба виражається у деформації листя, набряканні ніжок, появі темних плям на бульбах.
• Афеленхоїдоз, хвороба рису, провокується шкідником афеленхою Aphelenchoides besseyi. Ознаки хвороби — плями на верхній частині листя, відсутність зерен та загальне виснаження рослини.
• Цитрусова нематода Tylenchulus semipenetrans викликає серйозні захворювання цитрусових, які характеризуються поступовим відмиранням не лише листя, а і гілок.
• Коренево-вузлові нематоди спричиняють пухлиноподібні деформації на корінні більше ніж 2000 видів рослин-господарів, у тому числі плодових дерев, суниці, овочів та бавовнику.
• Кореневі нематоди-блищанки руйнують коріння вирощуваних сільськогосподарських культур. Ці шкідники часто є непрямою причиною кореневої гнилі, оскільки утворені ними ушкодження є сприятливим середовищем для патогенних грибів і бактерій.
• Золотиста нематода становить серйозну загрозу для картопляних полів, а зараження діагностують за крихітними золотистими плямами на коренях рослин-хазяїв. Ці плями є цистами нематод та містять до 500 яєць.

Заходи Боротьби Із Нематодними Хворобами

Боротьба з паразитами рослин передбачає широкий спектр заходів. Доведену ефективність мають дотримання сівозміни, підвищення стійкості культур до хвороб, обробка ґрунту фумігантами з відповідними нематоцидами.

Нематоди та їх яйця також можна знищити гарячою водою (приблизно 50°C/120°F). Однак такий спосіб боротьби зі шкідниками вимагає обережності. Слід підбирати час поливу співвідносно із температурою, щоб не нашкодити самим рослинам. Проти певних видів нематодних хвороб дієвими є заходи, що сприяють росту рослин: активне мульчування, фертигація, поливання під час посухи, літній і осінній пар.

Вірусні Хвороби Рослин

Віруси та віроїди (субвірусні інфекційні агенти) є одними із найнебезпечніших ворогів рослин. Після зараження врятувати рослину практично неможливо. Тому вірусні хвороби становлять критичну загрозу для рослинництва у всьому світі.

Переважно інфекція поширюється внаслідок контакту здорових рослин із хворими. Віруси також можуть розповсюджуватися шляхом вегетативного розмноження, через насіння, пилок і комах. Але найчастіше віруси передаються через ґрунт.

Основні вірусні хвороби рослин проявляються у двох формах:

1. Жовтяниця (збудник Leptomotropus callistephi). Назва хвороби пояснюється тим, що вона призводить до пожовтіння листя, стебла та інших вегетативних органів рослини. Також у інфікованих рослин відбуваються процеси надмірного кущення та зменшення міжвузля.
2. Мозаїка. Отримала назву через характерне забарвлення листя, де ушкоджені ділянки чергуються зі здоровими, нагадуючи мозаїку. При мозаїчному захворюванні спостерігається нерівномірне кущення, деформація листових пластин, недорозвиненість або відсутність колосу у рослин. Мозаїка часто переноситься сисними шкідниками, наприклад, попелицями або кліщами.

Симптоми Вірусних Хвороб Рослин

Симптоми хвороб рослин, спричинених вірусом, зазвичай поділяють на чотири види:

• вади розвитку, приміром, аномальний ріст пагонів, деформація листя і квіток;
• некроз, в’янення і поява кільцеподібних смуг і плям;
• карликовість, затримка росту як окремих частин, так і всієї рослини;
• зміна кольору, наприклад пожовтіння та освітлення прожилок.

Характерною ознакою вірусної хвороби у коренеплодів є їх загнивання. Однак деякі рослини не проявляють симптомів і є прихованими переносниками хвороби. Тому боротьба із вірусними та віроїдними хворобами рослин вимагає особливої пильності.

Поширені Вірусні Хвороби

Серед найпоширеніших вірусних хвороб у рослин є наступні:

• Бронзовість або плямисте в’янення томатів супроводжується появою і розростанням некротичних жовтих кілець, які поступово стають червонувато-коричневими.
• Веретеноподібність бульб картоплі — хвороба рослин, спричинена віроїдами. Бульби перестають рости, стають веретеновидними і зморщуються.
• Смугаста мозаїка пшениці є хворобою зернових колосових культур, що проявляється світло-зеленими смугами на листі, може викликати недорозвинутість колосся та суттєво знижувати врожайність інфікованих рослин.
• Вірус жовтої карликовості ячменю — найпоширеніша вірусна хвороба зернових культур та злакових трав, що призводить до їх пожовтіння, карликовості та надмірного кущення.
• Вірус карликовості пшениці також є хворобою злакових культур та має аналогічні до попереднього вірусу симптоми, але викликається іншим збудником та поширюється лише цикадкою Psammotettix alienus.
• Вірус тютюнової мозаїки діагностують за карликовістю та мозаїчними візерунками на листі. Це захворювання поширене в усьому світі та може мати значні економічні наслідки.
• Вірус огіркової мозаїки призводить до появи мозаїкоподібних цяток і плям, знебарвлення, деформування та дефектів розвитку плодів, появі завузького молодого листя, круглих плям і викликає загальне відставання в розвитку сільськогосподарських культур.
• Вірус некротичної кільцевої плямистості сливи утворює круглі цятки на листі слив, абрикосів, персиків, нектаринів та інших дерев сімейства Prunus. Ознаками захворювання на ранніх стадіях є пожовтіння та коричнюватий колір листя, а на важких – дірочки на листі та його передчасне опадання.

Боротьба Із Вірусними Хворобами

На відміну від попередніх інфекцій, більшість вірусних та віроїдних хвороб рослин вкрай важко, а подекуди й неможливо подолати. Тому профілактика та контроль стану рослин у цьому випадку повинні бути максимально ефективними. Серед найпоширеніших профілактичних заходів: вирощування стійких культур, індексація, визначення присутності вірусу, який не передається механічним шляхом. Досліджувана рослина прищеплюється на рослину-індикатор, у якої при наявності вірусу розвиваються відповідні симптоми. На жаль, інколи доводиться знищувати інфіковані рослини, а при ураженні великих сільськогосподарських площ навіть вводити карантин, щоб зберегти решту врожаю.

Хвороби, Спричинені Рослинами-Паразитами

Рослини-паразити є одними з найнебезпечніших шкідників сільськогосподарських культур у світі ^{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.}. За допомогою спеціальних органів паразитичні рослини підселяються до рослини-хазяїна і живляться його коштом, найчастіше виснажуючи судинну систему. Хоча більшість паразитів лише послаблює свою «жертву», деякі з них знищують посіви та становлять серйозну економічну загрозу для сільського господарства. Залежно від типу паразити можуть уражати від одного до кількох десятків видів рослин.

Поширені Паразитичні Рослини

Сьогодні налічується близько 400 видів паразитичних рослин ^{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}, які мають істотний вплив на екосистему, в якій вони існують. Розглянемо кілька типових прикладів.

Омела (Viscaceae)

Ця вічнозелена напівпаразитична рослина розповсюджена ​​в усьому світі. Поширюється завдяки спеціальному насінню, яке прилипає до птахів і переноситься ними на інші рослини. Потім насіння проростає через кору рослини-господаря і проникає до її харчової системи. Омела може паразитувати на багатьох видах дерев та кущів, але найбільшої шкоди завдає декоративним та лісовим рослинам з нещільною корою, а також викликає хвороби плодових дерев, передусім яблунь та груш.

Повитиця (Cuscuta spp.)

Повитиця — витка паразитична рослина, яка має безліч підвидів, небезпечних для різних культур. Cascuta активно поширюється, порушує метаболізм рослин-господарів, знижує їх продуктивність і нерідко призводить до загибелі рослин. Значних збитків сільському господарству завдає польова, або крупнонасіннєва повитиця (Cascuta arvensis Beyr. ex Engelm), що уражує картоплю, буряк, моркву, баштанні та бобові культури, а також кормові трави (конюшину, люцерну). Окрім того, повитиця може бути переносником вірусних захворювань рослин і тварин, тому її зараховують до карантинних об’єктів.

Стрига (Striga spp.)

Ця група рослин-паразитів насамперед викликає хвороби зернових культур, але може паразитувати і на інших рослинах, приміром, на цукровій тростині. Striga поширюється через насіння, зростаючи разом із кореневою системою рослини-господаря. Цей паразит дуже витривалий, тому бажано засаджувати уражену ділянку не раніше, ніж через дев’ять років.

Стрига належить до карантинних об’єктів і найчастіше зустрічається в тропічних і субтропічних регіонах. В африканських країнах стриги класифікуються як пандемія, оскільки можуть знищити до 100 відсотків рослини та завдати непоправної економічної шкоди. У регіонах, залежних від сільського господарства, Striga подекуди навіть призводить до міграції людей.

Вовчок (Orobanche spp.)

Це небезпечний кореневий паразит. Вовчок не має зеленого листя, тому не може здійснювати фотосинтез і повністю залежить від рослини-господаря. Для проростання насіння Orobanche необхідно, щоб придатна рослина була висаджена в ґрунт. Потім бур’ян прикріпиться до її коренів і почне отримувати поживні речовини. Вовчок лишає після себе у ґрунті до 100 тисяч насінин, що можуть в очікуванні на рослину-господаря зберігати життєздатність понад десять років.

Серед різновидів Orobanche spp., що завдають найбільшої шкоди аграрному сектору, слід виділити Вовчок соняшниковий (Orobanche cumana Wallr.) Попри назву, окрім соняшнику він паразитує на картоплі, томатах, тютюні, полині, сафлорі тощо.

Методи Боротьби Із Рослинами-Паразитами

Існують різні способи боротьби із паразитичними рослинами. Один із них — “самовбивче проростання”. Цей метод передбачає створення сприятливих умов для паразита у ґрунті, де бур’ян спершу проросте, а згодом за відсутності рослини-хазяїна загине.

Щоб запобігти прикріпленню паразитів, аграрії активно обробляють стійкі рослини гербіцидами. Однак коштують ці препарати досить дорого. Тож нерідко доводиться механічно виполювати паразитичні бур’яни та почергово вирощувати несприятливі для паразитів культури. Найефективнішим профілактичним засобом і досі лишається вирощування рослин, стійких до ураження паразитами.

Захист Посівів І Боротьба З Хворобами Рослин За Допомогою Супутникових Даних

Першим кроком до боротьби із хворобами сільськогосподарських рослин є розуміння причини та процесу розвитку певного захворювання. Слід пам’ятати, що будь-яка культура може захворіти, а абіотичні чинники, наприклад несприятливі погодні умови, послаблюють рослини та збільшують ризик їх зараження.

Є багато факторів, які можуть активувати збудник захворювання, тому заходи профілактики хвороб культурних рослин повинні бути продуманими і комплексними. Використання супутникових даних дозволяє фермерам озброїтися всією необхідною для цих цілей інформацією. Аграрії можуть дистанційно стежити за станом полів, прогнозувати зміни, планувати агропроцеси, включно з профілактичними заходами для запобігання хворобам рослин.

Виявлення та оцінка ризику поширення хвороб сільськогосподарських культур

Оскільки знизити втрати врожаю набагато простіше, якщо вжити необхідних заходів ще до ураження посівів, важливо виявляти будь-які ризики якомога раніше. За допомогою нової функції «Ризик поширення хвороб» на платформі EOSDA Crop Monitoring, яка сповіщає про критичні ситуації на полі, фермери можуть не допустити втрат врожаю або значно їх мінімізувати. Навіть більше, наша функція дає змогу не тільки виявляти ризики хвороб сільськогосподарських культур на ранніх стадіях, а й оцінювати рівень загрози, оскільки виокремлює зони з різним ступенем ризику. Таким чином, сільгоспвиробники можуть визначити пріоритетність своїх дій і, відповідно, розв’язувати проблему першочергово там, де ризик високий.

Таким чином, постійний моніторинг ризиків виникнення хвороб рослин допомагає врятувати посіви до того, як те чи інше захворювання пошириться полем і завдасть непоправної шкоди. Серед приємних переваг нової функції є і те, що раннє інформування про ризики також знижує витрати та економить ресурси на боротьбу із захворюваннями, коли вони вже розвинулися на полі, а це сприяє розвитку сталого землеробства.

Моніторинг Вразливості Культур

Оскільки кожна культура більш стійка до одних хвороб і менш стійка до інших, сівозміна ефективно запобігає поширенню одних і тих же збудників. В інтенсивному сільськогосподарському виробництві часто на одній ділянці з року в рік вирощується певна культура. EOSDA Crop Monitoring дозволяє контролювати продуктивність цієї ділянки та визначати тенденцію до збільшення чи зменшення врожайності за допомогою аналізу регулярно оновлюваних супутникових зображень.

Крім того, менеджер даних в EOSDA Crop Monitoring дає змогу аналізувати дані, зібрані сільськогосподарською технікою. Самостійне порівняння цієї інформації з даними карт продуктивності дозволяє точніше проаналізувати врожайність ваших полів та фактори, що вплинули на неї на різних ділянках. Карти продуктивності поділяють поля на певні зони за обраний проміжок часу, відображаючи, наскільки добре чи погано розвивалися рослини на цих ділянках протягом визначеного періоду. При боротьбі з хворобами сільськогосподарських рослин необхідно звертати увагу на збільшення площ із низькою продуктивністю. Адже причиною цього явища можуть бути біотичні патогени.

Карти продуктивності відіграють важливу роль у практиці сівозміни, надаючи інформацію про продуктивність кожної культури у системі. EOSDA Crop Monitoring полегшує дистанційний аналіз ефективності чергування певних культур у боротьбі проти тих чи інших хвороб. Отже, ви матимете можливість експериментувати з культурами для сівозміни, контролювати їх урожайність і підбирати оптимальний варіант черговості вирощування рослин на полі, зокрема для профілактики хвороб.

Індикатори Рівня Абіотичного Стресу

Абіотичні чинники можуть суттєво послабити рослини, знижуючи їх природну здатність протистояти хворобам. EOSDA Crop Monitoring надає декілька функцій, які на основі аналізу супутникових даних допомагають вчасно виявити абіотичний стрес різного походження:

• моніторинг рівня вологості ґрунту;
• автоматичне інформування про тепловий або холодовий стрес;
• розширена аналітика погоди, включно із температурою повітря, опадами, швидкістю вітру, вологістю;
• карти NDMI для моніторингу зволоженості рослин.

Кожен індикатор може сигналізувати про стрес урожаю. Група індексів вегетації в EOSDA Crop Monitoring допомагає аналізувати вплив на здоров’я сільськогосподарських рослин як перерахованих, так і багатьох інших абіотичних факторів.

Виявлення Зараження Патогенами

EOSDA Crop Monitoring допомагає дистанційно ідентифікувати заражені території, спираючись на індекси вегетації (NDVI, NDMI, MSAVI, ReCl, NDRE). Далі ви можете скористатися функцією скаутингу і створити завдання для перевірки наявності збудника або самої хвороби рослин на попередньо визначених ділянках. Інтерфейс мобільного застосунку EOSDA Crop Monitoring зрозумілий і зручний для скаутів. Підтверджуючи виявлення пошкодження посівів, скаути можуть одразу вибрати один із видів захворювання посівів (біотичний чи абіотичний) та описати його для агрономів і фермерів.

За потреби скаути можуть прикріпити до опису фото. Фермери автоматично отримують всю інформацію, зібрану скаутом, без самостійного виїзду на поле чи особистого спілкування зі скаутом. Такий підхід до виявлення та перевірки проблеми заощаджує ресурси: регулярні дистанційні перевірки за допомогою EOSDA Crop Monitoring скорочують витрати палива для агротехніки, робочий час скаутів і фермерів, дозволяють оперативно реагувати на будь-які відхилення від норми розвитку посівів.

Ще однією функцією зонування в EOSDA Crop Monitoring є карти рослинності. Після того, як скаути окреслюють проблему, на основі карт рослинності фермери можуть стежити за розвитком хвороби на їхніх полях, диференційовано вносити гербіциди, фунгіциди чи інші хімічні речовини для боротьби із захворюваннями, а також спостерігати за ефективністю поточних операцій. Таким чином, аграрії заощаджують кошти на самих хімікатах та запобігають забрудненню ними територій, які не потребують втручання.

Хвороби сільськогосподарських рослин неминучі, тому рано чи пізно з ними зіткнеться будь-який фермер. Однак, навіть якщо ми не можемо уникнути захворювань рослин, нам до снаги мінімізувати їх за допомогою ефективних лікувальних заходів та інтегрованої боротьби із бур’янами. Сучасні технології, зокрема супутникові дані, допомагають дистанційно стежити за станом полів і вчасно виявляти потенційно небезпечні ділянки. Однак такі програми, як EOSDA Crop Monitoring, приносять користь не лише під час боротьби із хворобами сільськогосподарських рослин. Вони мають цілу низку цінних функцій, якими фермери можуть користуватися протягом усього вегетаційного періоду та у міжсезоння.