Паразиты, которые способны уничтожить урожай зерновых культур: правда о головневых грибах. Растение головня
это грибные болезни злаков. Как происходит заражение зерновых культур головневыми грибами
Злаки являются, пожалуй, самым распространенным видом сельскохозяйственных культур. Для того чтобы получать большие урожаи таких растений, за ними, как и за любыми другими, конечно же, нужно ухаживать. Большое внимание при выращивании злаков уделяется профилактике разного рода грибковых заболеваний. Заражение подобными инфекциями значительно снижает урожайность, а следовательно, и наносит огромные убытки сельхозпредприятиям. Чаще всего злаки инфицируются головней. Это грибковое заболевание способно в некоторых случаях уничтожить и весь урожай пшеницы, ржи или же, к примеру, кукурузы.
Что вызывает
Собственно грибами называют обширную группу организмов, насчитывающую более 100 тыс. видов. В системе органического мира они, как и животные или растения, образуют отдельную единицу. Особняком в ней при этом стоят паразиты. Именно в данную категорию включены и головневые разновидности грибка.
Относятся эти паразиты к группе базидиомицетов. К настоящему времени ученым известно около 1000 их видов. Для порядка все они объединены в 40 родов. Распространены головневые грибы практически по всей Земле. Встречаются эти паразиты в степях, лесах, пустынях и даже во льдах Арктики.
Зерновые чаще всего поражают головневые грибы Basidiomycetes (порядок Ustilaginales). В цикле развития этот паразитический организм имеет мицелий, споры, безидиоспоры и геммы.
Головня — это заболевание, определить которое несложно
Отличить зараженный этим видом грибка злак от здорового совершенно несложно. Колос у такого растения приобретает абсолютно черный, угольный цвет. Отсюда, собственно, и пошло название болезни. Зерновки головневые грибы зачастую съедают полностью. Вместо них в колосе в конце концов остаются лишь черные споры паразита.
Как происходит заражение зерновых культур головневыми грибами
Вызываемые Basidiomycetes заболевания для исследователей долгое время оставались настоящей загадкой. Объясняли почернение колоса ученые сначала нарушением обмена веществ внутри растений. Позднее также высказывались предположения о том, что подобные изменения проявляются как результат жизнедеятельности каких-либо насекомых или инфузорий.
Споры грибов головни в почерневших растениях исследователями были найдены только в конце XIX века. С тех пор бороться с этой болезнью злаков стало, конечно же, легче.
Происходит заражение сельскохозяйственных культур головней чаще всего при сборе урожая. Споры паразита прилипают к зерновкам и могут храниться вместе с ними на элеваторах до самой посевной. Долгое время могут находиться они и в самой почве, отлично перенося неблагоприятные погодные условия.
В периоде покоя споры этого паразита не нуждаются. Прорастают они сразу же после того, как условия окружающей среды изменятся на подходящие — повысятся температура воздуха и влажность почвы. Начать развиваться из спор грибница может осенью или на следующую весну.
Во время посевной споры попадают в землю еще и с зерновками. Грибницу на начальном этапе паразит образует не слишком большую. Но в дальнейшем развивающийся мицелий заражает появившиеся из зерновки ростки злаковых культур. Далее грибница постепенно распространяется внутри стебля колоса пшеницы, ржи и т. д. по мере роста растений. Примерно ко времени цветения культур она достигает метелки. Сразу после этого грибница значительно ускоряет свое развитие. В результате колос начинает постепенно чернеть, а зерновки — заменяться на споры паразита.
Как развивается грибница
Головня — это заболевание не только распространенное, но еще и трудно поддающееся лечению. Особенностью грибов Basidiomycetes является очень сильный и жизнеспособный мицелий. Простирается по пораженной ткани он обычно между клеток, но иногда может последние и пронизывать насквозь.
Перед распадом на споры грибница Basidiomycetes начинает очень сильно ветвиться. Ее гифы при этом делятся дополнительными поперечными перегородками. Через некоторое время оболочки клеток мицелия ослизняются, а затем заменяются на более плотные. Далее клетки отшнуровываются от основной ветки грибницы. Такие обособленные участки и называют головневыми спорами. На колосе они образуют хорошо заметную черную массу (иногда плотную, иногда - пылящую).
Все растение целиком мицелий этого вида грибов обычно не пронизывает. В зависимости от конкретного вида возбудителя его можно видеть, к примеру, в завязях культур, в стебле, в частях колоса.
Какие типы головни существуют
Итак, как происходит заражение зерновых культур головневыми грибами и как развивается этот паразит, мы выяснили. Поражать же Basidiomycetes может все виды хлебных злаков, а также кукурузу. В зависимости от места основного сосредоточения мицелия и от признаков, различают следующие виды головни:
стеблевую;
пузырчатую;
твердую;
пылевую;
карликовую.
По характеру проявления на зерновых культурах головню делят на твердую и пылевую. В первом случае у растения поражаются только сами зерновки. Их оболочки при этом практически полностью сохраняются. В них, как в мешочках, и находятся споры гриба.
При заражении пылевой головней растение разрушается практически полностью. Споры гриба при этом на колосе не задерживаются. Порывы ветра очень быстро разносят их по всему полю.
Какой вред наносит гриб
Как уже упоминалось, головня — это заболевание, которые при определенных обстоятельствах может уничтожить весь урожай. Наносят грибы-паразиты этой разновидности растениям и косвенный вред. Зараженные мицелием колосья плохо развиваются, становятся слабыми, не могут сопротивляться всевозможным инфекциям. При этом, ко всему прочему, еще и значительно снижается их зимостойкость и засухоустойчивость. Многие заболевшие головней растения даже не успевают к уборочной выколашиваться. В особенности сильный вред головня наносит озимым зерновым культурам.
Мука из пшеницы, ржи и т. д., зараженных головней, получается некачественной. На стадии изготовления инфицированное зерно приходится дополнительно просеивать от спор гриба. Однако хлебо-булочные изделия из такой муки все равно получаются невкусными. Продукты, к сожалению, приобретают характерный привкус головни.
Как бороться
Чтобы предотвратить заражение зерновых культур головней, следует:
обязательно протравливать семена перед посадкой;
соблюдать агротехнику — чередовать посев зерновых с другими с/х культурами.
Также нужно стараться выращивать на полях только устойчивые сорта злаков. Таковых селекционерами было выведено немало. К примеру, головня проса довольно-таки редко развивается на таких сортах, как Кинельское 92, Харьковское 86, Саратовское 3 и т. д.
Протравливание производится обычно путем выдерживания посадочного материала в теплой воде (около 47 оС) в течение 3 часов. Также убить споры головни можно особыми препаратами, к примеру, «Витавакс».
Как уже упоминалось, заражение злаковых культур этим заболеванием может происходить и непосредственно через грунт. Помимо чередования видов с/х растений, поэтому следует принимать такие меры, как лущение почвы весной.
Какой ущерб болезнь может нанести дачнику
Грибные болезни злаков на самом деле очень опасны. Однако зерновые владельцы загородных участков на своих огородах, конечно же, выращивают редко. Но и в саду головня может нанести довольно-таки ощутимый вред. Очень часто с ней сталкиваются, к примеру, дачники, выращивающие кукурузу. Эта популярная культура обычно заражается пузырчатой разновидностью головни. В данном случае гриб поражает не только метелки и початки, но и другие части растения. Развивается паразит обычно на молодых, еще не загрубевших тканях кукурузы. Потери урожая при инфицировании початков в среднем достигают 50%.
Для того чтобы защитить растения, на огороде, как и на полях сельхозпредприятий, следует прежде всего придерживаться правил севооборота. При соблюдении этого условия дачнику, скорее всего, не придется столкнуться с такой проблемой, как пузырчатая головня кукурузы.
Также для снижения риска потери урожая из-за гриба стоит использовать посевной материал только устойчивых к головне сортов и протравливать его перед посадкой препаратом «Тритиконазол». Сами кусты кукурузы нужно время от времени для профилактики обрабатывать каким-нибудь фунгицидом. Осенью все растительные остатки следует собрать с грядок и сжечь. При этом саму землю на участке нужно перекопать на штык лопаты.
fb.ru
описание порядка, что такое головня, вред наносимый зерновым культурам
Не все грибы действительно полезны. Существуют так называемые грибы-паразиты. Они паразитируют на растениях и наносят немалый урон сельскому хозяйству. Некоторые из них настолько опасны, что с ними борются специализированные государственные учреждения и даже организации, которые ведут свою деятельность по всему миру. К таким паразитам относятся и головневые грибы, которые поражают все злаковые культуры и дикорастущие растения.
Биологи относят грибы к особому царству наравне с растениями и животными. Эта группа организмов, насчитывающая почти сто тысяч видов, имеет большое значение для флоры и фауны. Они способствуют природному круговороту веществ. Грибы ускоряют процесс распада животных и растительных остатков и увеличивают плодородие почвы. Наконец, они являются источником пищи для животных и человека.
Вездесущая болезнь
Биологи относят головневые грибы к группе базидиомицетов. Сейчас их насчитывается почти тысяча видов. Они объединены в сорок родов. Эти вредоносные организмы паразитируют на почках, стеблях, листьях, чашелистиках, пестиках и тычинках, на семенах и плодах растений. Иногда они повреждают корни. Болезнь, которую вызывают грибы, называют головней. Дело в том, что растения, на которых они паразитируют, выглядят так, будто их посыпали сажей или подожгли. Таков порядок течения этого заболевания.
Головневые грибы вездесущи. Их можно найти и в холодной Арктике, и в жарких тропиках, и в безводных пустынях, и на скалистых горах. Ученые еще в прошлом веке долго ломали голову, как же возникает головня и каков ее порядок распространения. Некоторые из них предполагали, что это следствие нарушения обмена веществ у злаков и кустарников. Другие высказывали мнение, что болезнь вызвана насекомыми, инфузориями или паразитирующими организмами животного происхождения. Только к пятидесятым годам девятнадцатого века, когда микробиология сделала рывок в своем развитии, ученые доказали: причина заболевания — грибы-паразиты.
Головня поражает и разрушает ткани растений. При этом биохимический порядок головневые споры нарушают. Образуется сажистая масса, которая состоит из так называемых хламидоспор. Головневые грибы считаются паразитами узкой специализации. Например, когда они возникают на пшеничных или ржаных злаках, то приспосабливаются к ним. Каждый тип растения поражается определенным видом этих организмов. Уничтожить эти грибы почти невозможно. Они обладают специальными головневыми спорами, которые помогают выживать даже в суровых природных условиях.
Как возникает «головня»?
По строению эти паразитирующие организмы ничем не отличаются от обычных грибов. Они имеют грибницу, так называемый мицелий, которая хорошо развита. Мицелий проникает в ткани растений по межклеточному пространству, иногда задевает и пронизывает клетки, имеет большую ветвистость. От веток, именуемых в биологии гифами, после образования толстых оболочек отделяются клетки. Их называют головневыми спорами, которые и создают пыльную массу, похожую на сажу (головню).
Когда мицелий проникает в растение, то начинает распространяться в нем быстро и диффузно. Он способен поражать не весь растительный организм, а только его часть. Дело в том, что паразит появляется на злаковом отростке в начальной фазе его развития. Когда стебель растет, мицелий выносится на поверхность. Гриб в зависимости от своей разновидности паразитирует либо на отростке, либо на его части, либо на завязи, либо на соцветиях и листьях.
В биологии выделяют несколько типов головни. Ученые классифицируют эту болезнь в зависимости от признаков появления и разрушения тех или иных частей растения. Так, существует твердая, карликовая, стеблевая, пузырчатая и пыльная головня. На злаковых культурах паразитируют головневые грибы, которые вызывают твердый и пыльный тип и порядок болезни. Оба из них наносят непоправимый ущерб сельскому хозяйству.
Если колос страдает от твердой головни, то его зерно полностью уничтожается паразитом. При этом зерновая оболочка сохраняется. Если же он поражен пыльной головней, то разрушению подвергается весь колос. При этом головневые споры легко раздуваются по посевам ветром. Причем строение паразитов, которые провоцируют пылевую головню, весьма разнообразно. Оно варьируется в зависимости от вида растения. Так, головневые грибы, паразитирующие на пшенице, не похожи по строению на те, которые вызывают пылевую головню у овса. Порядок хромосом, согласно которому действуют головневые споры, варьируется от их вида. Для агронома головневые грибы непредсказуемы.
Паразиты способны уничтожить весь урожай
Эти грибы-паразиты крайне коварны. Они паразитируют на тех частях зерновых культур, ради которых их и выращивают: на початках кукурузы или на колосьях. Если головневые споры поразят зерно, то оно перестает развиваться или вовсе перерождается в споровую массу. Эти вредоносные организмы способны полностью уничтожить урожай. Поэтому они главный враг агрономов.
Последствия, к которым приводят головневые грибы, иногда не видны сразу. Существуют возбудители этой болезни, которые не разрушают колосья и початки полностью, но препятствуют полноценному их созреванию. Такие виды паразитов проникают в растение во время созревания зерна и угнетают его жизнедеятельность. У таких колосьев очень низкая всхожесть семян, растут они медленнее, зерно наливается хуже, чем у незараженных растений. Такие последствия головни называют скрытыми потерями. Они особенно заметны на озимой пшенице.
Эти грибы-паразиты очень живучи. Головневые споры сохраняются годами на поверхности почвы. Некоторые виды паразитов способны жить долго даже внутри зерна. Весной или осенью при нормальной температуре и влажности головневые споры быстро прорастают, поражая новый урожай. Правда, существуют виды, у которых прорастание может наступить через несколько лет. Это споры, присутствующие в наростах растительных организмов или требующие периода покоя.
Болезнь растений приобретает новые формы
Отечественные биологи выяснили, что в России распространено двадцать видов головневых грибов. Каждый из них паразитирует на определенном растении. Так, вредоносные организмы, питающиеся пшеницей, не могут стать возбудителями болезни на овсе, ячмене или кукурузе. Сейчас ученые изучают проблему появления новых форм этих организмов. Дело в том, что головневые грибы разнополы, а значит, способны мутировать и трансформироваться в другие, ранее не существующие виды возбудителей.
Новые формы грибов-паразитов появляются в процессе скрещивания, которое может носить как межвидовой, так и внутривидовой характер. Причем, как доказали биологи, новые формы появляются постоянно. Процесс скрещивания происходит непрерывно. Так, одни виды вредоносных организмов имеют только одну форму, другие — несколько. Например, гриб Ustilago tritici (пыльная головня пшеницы) поражает пшеничные колосья. Этот вид имеет две формы: одна из них паразитирует на мягких сортах пшеницы, другая — на твердых.
Сейчас изучение головни, ее признаков и последствий включено в программы всех ВУЗов, обучающих будущих сельхозпроизводителей. Знать специфику, виды и формы возбудителей важно как для селекционеров, так и для агрономов. Первые должны выводить сорта, устойчивые к этому опасному заболеванию, а вторые обязаны тщательно выбирать сорта перед посевом.
http://youtu.be/0yhm2iahY4k
Вернуться к содержаниюГоловня губит пшеницу
Существует несколько типов этого заболевания, которым подвержена пшеница. Так, твердая головня поражает завязь колоска. Причем заражение начинается в почве. Вместо зерна появляется сероватый отросток в виде мешочка, состоящий из спор головневых грибов. Если мешочек раздавить, появится черная масса, которая имеет запах селедки.
На твердую головню похожа другая разновидность заболевания — карликовая. Споры проникают в растение на поверхности почвы. Последствия заражения почти идентичны: на колоске вместо семени вырастает головневой мешочек. Колосья, страдающие от карликовой головни, низкорослы и кустисты.
Самая опасная — пыльная разновидность заболевания. Заражение начинается в момент цветения. Колос, в котором поселился паразит, уничтожается почти полностью, выживает только его стержень. Вместо растения на поверхности почвы появляется сажистая черная масса. Распространение спор происходит очень быстро за счет ветра.
Стеблевая головня бьет по листьям и стеблям. Суть болезни заключается в следующем: колосья покрываются длинными темными полосками. Это порядок, при котором головневые споры разрушают ткань растения. Из стебля сочится черная споровая масса. Развитие колоса затормаживается. Причем растение заболевает в тот момент, когда у него начинают прорастать семена.
Еще один вид — индийская головня. Растение заражается еще в зародыше. Споры этих паразитов имеют коричневый, красноватый цвет и обладают сетчатой структурой. Это вид, требующий покоя, проявляет себя спустя несколько лет после появления в почве. Он, как и пыльная головня, уничтожает колос полностью.
Рожь страдает от этого заболевания так же, как и пшеница. Среди видов головни на ржи распространены твердая, пыльная и стеблевая. Первый повреждает зерна, второй уничтожает колос, третий — листья и стебли.
Ячмень и овес тоже болеют
Ячмень иногда болеет особым видом головни — каменной. Головневые грибы, проникая во время созревания семян, разрушают все части растения. Споры сохраняются на чешуе колоска. Они представляют собой прочную массу, прикрытую пленкой.
Симптомы и последствия пылевой головни ячменя и овса схожи с этим же типом заболевания у пшеницы и ржи. Особый вид возбудителя провоцирует еще один вид болезни ячменя. Он носит название черной головни. Паразиты проникают в колос через почву и уничтожают все его части.
Урожай овса может пострадать от покрытой головни. Споры головневых грибов при этом виде заболевания хранятся в комочках, которые прикрыты чешуйками колосков. Когда начинается обмолот, комочки рассыпаются и споры заражают хорошие здоровые семена. Такие же последствия имеет и головня проса.
Можно ли спасти растения от коварной болезни? Биологи дают утвердительный ответ. Главное при борьбе с головней — правильно выбирать сорта и диагностировать болезнь еще до начала посева. Если же в здоровые семена при сборе урожая попали споры грибов-паразитов, зерна обрабатывают в специальных моющих машинах. Урожай трижды пропускают через щеточные механизмы. В семена, в которые попали споры головневых грибов, добавляют чистое зерно. Причем его должно быть в два-три раза больше.
progrib.ru
Головня пшеницы
Известно пять видов головни пшеницы: твердая, летучая, карликовая, стеблевая и индийская. Их возбудителями, является базидиальных грибов порядка Ustilaginales.
Твердая головня пшеницы
Это наиболее распространенный вид головни. Болезнь проявляется только в начале фазы молочной спелости зерна.
В этот период развития пораженный колос несколько сплющенный, имеет интенсивный зеленый цвет с синим оттенком, колоски распущены, чешуйки их раздвинуты под действием возбудителя, который развивается. При раздавливании пораженных колосьев вместо молочка выделяется сероватая жидкость с запахом триметиламина (запах рассола селедки), поэтому часто твердую головню называют вонючей. При полной спелости пшеницы разница между здоровыми и больными колосьями почти незаметна. Вместо здорового зерна в колосе формируются округлые черные образования - мешочки зоны. Они легко раздавливаются и представляют собой черную массу телиоспор. Масса зараженного колоса значительно меньше, чем здорового зерна, поэтому в восковой и полной спелости больные колосья пшеницы остаются прямостоячим, тогда как здоровые под массой зерна сникает (слегка нагибается).
При сборе и, особенно, в период обмолота пшеницы мешочки легко разрушаются, и телиоспоры, распыляясь, попадают на поверхность здоровых зерен. Особенно большое количество их задерживается на волосках. Вместе с семенами телиоспоры во время сева попадают в почву, где прорастают, при этом появляются базидии в виде трубочки, на которой развиваются 4-12 базидиоспор. В растении образуется грибница, которая, диффузно распространяясь, проникает в листья, стебли и колоски. Но в первый период роста внешне практически не проявляется действие возбудителя болезни. Только во время формирования зерна наблюдается значительное разрастание грибницы и образуется черная споровая масса (телиоспор) вместо зерна.
Не разрушается только внешняя оболочка зерна. Известно, что телиоспоры твердой головни жизнеспособность в почве долго хранить не могут. Они быстро прорастают, и под действием почвенных микроорганизмов погибают. Источником заражения зерна может быть также тара, сеялки и другой не обеззараженный инвентарь. Важное значение для прорастания телиоспор и поражения пшеницы имеют факторы среды, прежде всего температура и влажность. Наибольшую устойчивость к твердой головне имеют следующие сорта озимой пшеницы: Лютесценс 7, Одесская 117, а яровой - Белорусская 12.
Летучая головня пшеницы
Встречается во всех районах выращивания пшеницы. Заболевание проявляется во время выброса колоса. У пораженных растений колосья будто обгоревшие вследствие образования черной массы телиоспор вместо цветочных частей и покровных чешуек колосков. Ости колосьев очень редуцированные, не поврежден только общий стержень.
Возбудитель заболевания - гриб Ustilago tritici Jens. Его телиоспоры мелкие, шарообразные, угловатые или продолговатые, светло-бурые, 5-9 мкм в диаметре. Заражение пшеницы возбудителем головни происходит во время цветения.
В начале развития гриб образует гифы с малой агрессивной силой. Они имеют очень тонкую оболочку и гомогенную протоплазму. К моменту созревания зерна гриб морфологически и физиологически меняется. Гифы немного раздуваются, стенки их утолщаются и в протоплазме клеток отделяются жировые капли. В такой форме гриб переходит в состояние покоя и более трех лет может сохранять жизнеспособность в непророщенных семенах. В начале прорастания семян он активизируется и поражает побеги растений. Грибница распространяется диффузно по стеблю, а иногда оказывается даже в молодых листьях. С развитием колоса гифы разрастаются и утолщаются, стенки их становятся студенистыми и, соединяясь, образуют студенистую массу, в которой разделением дифференцируются телиоспоры и вместо частей колоса образуется споровая масса.
Надземная часть пораженной пшеницы до 40% меньше, чем здоровой. В результате появляется недобор урожая. Часть растений выздоравливают, но величина и качество урожая снижается. В растениях гриб перестает расти при 7-8 С, чем и объясняется меньшая пораженность озимой при позднем и яровой пшеницы при раннем посеве. В Ustilago tritici выявлено более 40 разновидностей, которые поражают твердые и мягкие сорта пшеницы. Повышенную стойкость к летучей головне имеют сорта озимой пшеницы Альбатрос одесский, и яровой - Воронежская 6.
Стеблевая головня пшеницы
Характерным для нее является образование на стеблях и листьях растений продолговатых, немного выпуклых полос. Сначала они светлые, со временем темнеют и приобретают свинцовую окраску.
Полосы бывают длиной от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Когда подсыхает эпидермис растений, они трескаются и обнажается темная масса спор. Пораженные растения отстают в росте, а вместо колосьев в них образуется скрученная масса больной ткани. Возбудитель болезни - гриб Urocystis tritici Koern.
Поражение возможно до появления листа. При достаточной влажности поражения пшеницы возбудителем стеблевой головни происходит при температуре почвы 5 -15,5 ° С. В естественных условиях жизнеспособность телиоспор в почве сохраняется не более года. Главным источником инфекции являются засоренные спорами семена. Вред стеблевой головни заключается в том, что задерживается рост растений, листьев образуется меньше и они меньшего размера. Считают, что процент поражения растений почти равен проценту недобора урожая зерна.
Карликовая головня
Карликовая головня появляется на озимой пшенице. Встречается во многих странах Америки и Европы. Встречается возле дорог, полей, лесополос и на лесных полянах.
По характеру проявления и поражения растений очень напоминает твердую головню. Пораженные растения слишком кустятся (иногда образуется более 50 стеблей на одном растении). Возбудитель карликовой головни - гриб Tifletia controversa Kuehn. Его телиоспоры шаровидные, диаметром 19-27 (чаще 24) мкм, с хорошо выраженной сетчатостью.
Телиоспоры T.controversa сохраняют жизнеспособность в почве от 2 до 7-9, иногда и до 15 лет. Прорастают они после созревания под поверхностью почвы, но очень медленно.
Индийская головня
Индийская головня. Болезнь обнаружена во многих штатах Индии и обусловливает недобор урожая. Для этой головни характерно частичное превращение зерен в черную массу телиоспор, имеющие запах гнилой рыбы. Возбудитель болезни - гриб Neovossia indica Mund.
www.sadyk.ru
Головня пшеницы, ржи, ячменя
Головневые грибы — интересная во многих отношениях группа базидиомицетов. Известно около 1000 видов головневых грибов, объединенных в 40 родов. Головневые грибы поражают большинство органов своих растений-хозяев, в том числе вегетативные и цветочные почки, листья и стебли, лепестки венчика и чашелистики, тычинки и пестики, плоды и семена. Реже они поражают корни. Пораженные части растений выглядят как обугленные или покрытые сажей. Поэтому заболевания, вызываемые головневыми грибами, носят название «головня».
Головневые грибы распространены от Арктики до тропиков, почти повсюду, где произрастают высшие растения, не исключая пустынь и гор.
Заболевания, вызываемые головней, долгое время были загадкой для исследователей. Их появление объясняли либо нарушением обмена веществ у растений, либо заражением их инфузориями, насекомыми и другими животными организмами. Лишь к середине XIX в. установили, что причина головневых заболеваний — микроскопические грибы, ведущие паразитический образ жизни.
Головня — распространенное и вредоносное заболевание, которое поражает все хлебные злаки и дикорастущие злаковые травы. Вызывается грибами из класса Базидиомицеты (Basidiomycetes), подкласса Телиомицеты (Teliomycetidae), порядка Головневые (Ustilaginales).
Головневые грибы — обязательные (облигатные) паразиты. Основной тип поражения, который они вызывают, — разрушение тканей с образованием сажистой массы, состоящей из телиоспор (хламидоспор). Это узкоспециализированные паразиты: поражая хлебные злаки, они приспосабливаются к ним, причем определенные виды головневых грибов поражают конкретные виды растений.
Возбудители головни
Возбудители — грибы (класс Basidiomycetes, порядок Ustilaginales). В цикле своего развития они имеют грибницу, головневые споры (телиоспоры), геммы и базидиоспоры. Мицелий у головневых грибов хорошо развитый, эндогенный, простирается в пораженной ткани по межклетникам, иногда пронизывает клетки, способен распадаться на головневые споры Перед распадом на споры он сильно ветвится, гифы делятся дополнительными поперечными перегородками, оболочки клеток ослизняются, затем формируются более толстые пигментированные оболочки, и клетки отшнуровываются от основного мицелия. Такие обособленные участки грибницы называются головневыми спорами, они образуют пылящую или плотную темную массу (головню). Мицелий после проникновения в пораженный орган растения распространяется в нем диффузно (особенно у видов, которые заражают в фазу проростка). Однако мицелий не пронизывает все растение. Поражение отдельных или всех частей колоса объясняется тем, что гриб вскоре после заражения через точку роста проникает в зачаточный колос, когда растение находится в начальной фазе развития, а затем при энергичном росте стебля быстро выносится вверх. Мицелий сосредоточивается и развивается в зависимости от вида возбудителя в завязи, частях колоса, стебле.
Головневые споры служат для распространения и сохранения вида в неблагоприятных условиях.
Диагностика
Возбудители головни поражают все хлебные злаки. Заражение растений происходит в молодом возрасте, чаще в эмбриональный период. Разрушению подвергаются отдельные завязи или целые соцветия, стебли, листья. На пораженных органах образуется черная пылящая масса. В зависимости от разрушения тех или иных органов, а также от признаков проявления заболевания различают на хлебных злаках несколько типов головни: пыльную, твердую, пузырчатую, стеблевую, карликовую (рис. 1).
По характеру проявления болезни на колосе различают два типа — твердую и пыльную головню. При твердой головне разрушается только зерно, оболочка зерна сохраняется. Головневые споры находятся как бы в мешке, отсюда и название — головневые мешочки.
Рис. 1. Различные виды головни зерновых культур:
1 - твердая головня пшеницы; 2 - пыльная головня пшеницы; 3 - стеблевая головня ржи;
4 — пыльная головня проса; 5 — пыльная головня овса.
При пыльной головне разрушаются почти все части колоса, споры легко разносятся ветром. Характер проявления болезни на колосе не связан с биологическими и экологическими особенностями видов головни. Это признак, позволяющий легко распознавать близкие виды возбудителя по проявлению болезни, но он не позволяет объединять их по другим свойствам (типу заражения, сохранению инфекции, специализации, морфологии и т. д.). Например, биология возбудителя пыльной головни пшеницы (Ustilago tritici) не сходна с биологией возбудителя пыльной головни овса (U. avenae) или пыльной головни кукурузы (Sorosporium reilianum). Виды из рода Urocystis (U. occulta и U. tritici) разрушают верхнюю часть стебля, листовые влагалища и листья и образуют продольные черные полосы.
Вредоносность
Головня на зерновых культурах — одно из наиболее вредоносных заболеваний. При головне чаще всего поражается та часть растения, ради которой эта культура возделывается, — колос, початок или метелка. Зерно полностью превращается в черную споровую массу или при поражении других органов часто не развивается. В связи с этим урожай больных растений уничтожается нацело.
Кроме явных потерь урожая, головня вызывает потери, не поддающиеся учету при внешнем осмотре посевов. Это так называемые скрытые потери. Они выражаются в том, что возбудитель, находящийся в растении с момента прорастания зерна до созревания семян, действует на растение угнетающе: снижается всхожесть семян, зараженные проростки сильнее поражаются почвенными грибами, растения отстают в росте, многие из них не выколашиваются, нарушается нормальное течение биохимических процессов, снижается налив зерна.
Скрытые потери особенно велики на озимой пшенице, на которой гриб дольше оказывает отрицательное воздействие на растение.
Биология
Большинство видов головневых грибов сохраняется из года в год в виде головневых спор на поверхности зерна или в почве, и только у немногих видов мицелий зимует внутри зерна.
Головневые споры в почве долго не сохраняются, они не нуждаются в периоде покоя и при благоприятных условиях влажности и температуры прорастают. Как правило, это происходит той же осенью или весной следующего года. Исключение составляют споры, собранные в клубочки (Urocystis occulta), находящиеся в пузыревидных наростах растений (Ustilago zeae), и споры, требующие периода покоя (Tilletia controversa).
Период заражения растений головневыми грибами ограничен возрастом ткани. Одни виды заражают только проростки зерна (Т. caries, U. avenae), другие способны заражать молодые надземные части растений (Т. controversa, U. zeae), третьи заражают завязи в период цветения (U. tritici, U. nuda).
Специализация
У нас в стране на зерновых культурах паразитирует около 20 видов головневых грибов. Все они узкоспециализированы, приурочены только к одному виду питающего растения. Например, возбудитель твердой головни пшеницы (Tilletia caries) не заражает овес или ячмень, возбудитель головни овса не может заразить пшеницу и т. д.
Наличие гетероталлизма (раздельнополости) у головневых грибов определяет возможность получения новых форм и рас, отличных or родительских либо в морфологическом отношении, либо в отношении специализации, вирулентности, культуральных признаков, биохимических и других особенностей.
Новые формы и расы образуются в результате межвидового и внутривидового скрещивания при копуляц] и базидиоспор. Чаще они возникают от скрещивания между близкими видами и формами головни.
В природе количество форм и рас в пределах вида не является постоянным, процесс формирования идет непрерывно. У некоторых видов имеется по одной форме, а у других их несколько.
У U. tritici имеются две формы, одна поражает преимущественно разновидности и сорта Triticum vulgare и реже встречается на Т. durum, вторая приурочена к твердой пшенице (Т. durum) У этого вида возбудителя внутри двух форм имеются расы, отличающиеся друг от друга приуроченностью к какому-либо сорту или группе сортов. Распространение рас может ограничиваться определенным ареалом. Устойчивость у некоторых сортов иногда имеет местное значение.
Знание специализации и расового состава возбудителя важно не только для селекционеров в работе по выведению устойчивых сортов, но и для практических работников, которые должны правильно подходить к выбору сортов, а также проводить замену поражаемых сортов.
Виды головни на пшенице
Твердая головня. Возбудители—Tilletia caries (DC.) Tul. (син. Т. tritici Wint.) —споры шаровидные с сетчатой оболочкой, 14—22 мкм в диаметре и Т. levis Kuehn.—споры неправильно округлые, 15—23 мкм в диаметре или продолговатые, размером 17—25х14—19 мкм, с гладкой оболочкой. Поражают завязь. Вместо зерна образуется головневый мешочек, состоящий из телиоспор, покрытых сероватой оболочкой. При раздавливании головневого мешочка обнаруживается мажущаяся, жирная на ощупь, темно-коричневая масса спор с селедочным запахом. Заражение растений происходит в почве от прорастающих спор, находящихся на поверхности семян. Заражаются проростки через колеоптиле.
Карликовая головня. Возбудитель — Tilletia controversa Kuehn. Споры округлые, с сетчатой поверхностью, часто окружены бесцветным слизистым слоем, 19—28 мкм в диаметре Наряду с темноокрашенными телиоспорами встречаются бесцветные (гиалиновые) споры с гладкой оболочкой Поражает завязь, как и твердая головня В колосе вместо зерна образуются головневые мешочки, мелкие, с закругленным верхним конусом и маленьким отростком—остатком рыльца.
Растение, пораженное карликовой головней, низкорослое (карликовое), с повышенной кустистостью Заражение растений происходит у поверхности почвы. Заражаются всходы в фазе одного—трех листьев
Пыльная головня. Возбудитель—Ustilago tritici(Pers ) Jens Споры мелкие, шаровидные или продолговатые, 5—9 мкм в диаметре Разрушает все части колосков От колоса остается неразрушенным только стержень Больные колосья появляются к моменту колошения Вместо колоса из влагалища листа выступает сажистая масса спор. Споры распространяются током воздуха Растения заражаются в период цветения от спор, попадающих на цветки с соседних больных колосьев.
Стеблевая головня. Возбудитель — Urocysfis triticiKoern. Поражает листья, листовые влагалища и стебли, на которых образуются узкие длинные сероватые полосы Ткань разрушается, растрескивается, и из трещин выступает черная масса телиоспор гриба.Последние в спорокучках, размером 14,4—35,5х11,2— 26,3 мкм, состоящих из одной, двух, реже из трех-четырех центральных темно-коричневых спор и периферических полушаровидных дугообразных клеток с желтовато-коричневой оболочкой, 7—10 мкм в диаметре Колос не доразвивается Стержень его тоже бывает поражен Заражение происходит при прорастании семян от спор, находящихся на их поверхности или сохранившихся в почве
Индийская головня. Карантинный объект Возбудитель — Neovossia indica (Mitra) Muriel. Поражает зародышевую часть или бороздку зерновки Телиоспоры эллипсоидные или шаровидные, крупные, размером 22— 42Х25—40 мкм Оболочка спор коричневая, чуть красноватая, сетчатая, с бесцветным хвостовидным придатком или без него (см рис 1, 5) Споры прорастают после периода покоя в базидию с пучком удлиненных базидиоспор, число которых колеблется от 32 до 128, или в нитевидный промицелий с пучком споридий на вершине
Виды головни на ржи
Твердая головня. Возбудитель — Tilletia secalisKuehn. Поражение сходно с поражением пшеницы твердой головней. Телиоспоры от 18—23 до 26,3 мкм в диаметре. Заражение происходит в период прорастания семян в почве от прорастающих спор, находящихся на поверхности семян.
Стеблевая головня. Возбудитель— Urocystis occultaRab. (син. Tuburcinia occulta Liro). Болезнь сходна со стеблевой головней пшеницы (см. с. 7, рис. 1, 4}.
Пыльная головня. Возбудитель—Ustilago vauilouiJacz. Разрушает колоски, чаще всего на нижней части колоса. В верхней части колоса колоски обычно бесплодные. Телиоспоры шаровидные, темно-коричневые, диаметром 4,6—6,4 мкм, иногда до 15 мкм. По биологии развития возбудителя и симптомам эта головня сходна с пыльной головней пшеницы. Растения заражаются при цветении.
Виды головни на ячмене
Каменная головня. Возбудитель — Ustilago hordeiKell. et Sw. Поражает все части колосков, кроме остей. Споры не распыляются, а остаются в виде твердой массы, прикрытой в виде пленки остатками покровных тканей цветковых и колосковых чешуи (рис. 2, 1). Споры гладкие, светло-коричневые, 5,5х7,5 мкм. Заражение происходит в почве в период прорастания семян.
Пыльная головня. Возбудитель — Ustilago nuda Kdl. et Sw. Как и пыльная головня пшеницы, поражаег колоски колоса, превращая их в черную массу спор, распыляющуюся во время цветения. К уборке урожая от колоса остается голый стержень. Растения заражаются при цветении от спор, попадающих на цветки с соседних больных колосьев. Споры шаровидные, реже овальные или угловатые, светло-коричневые, со щетинками, размером 4—5х6,5 мкм.
Черная (ложная пыльная) головня. Возбудитель— Ustilago nigra Tapke. По характеру поражения напоминает предыдущий вид головни (разрушает все части колосков), но споры несколько крупнее (от 6 до 8,5 мкм). Заражение происходит в почве в период от прорастания семян до появления всходов.
Виды головни на овсе
Твердая, или покрытая, головня. Возбудитель — Ustilago levis (Kell. et Sw.) Magn. (син. U. kolleriе).Поражает завязь и цветковые чешуи в колосках метелки. Споры гладкие, без щетинок, 3,6—8,3 мкм в диаметре, сохраняются в комочках, прикрытых колосковыми чешуями, и просвечивают через их тонкие серебристые ткани. Во время обмолота комочки разбиваются, и споры загрязняют здоровые семена. Заражение происходит при прорастании семян в почве. Заражается проросток до выхода на поверхность почвы.
Пыльная головня. Возбудитель — Ustilago avenaeJens. Разрушает все части колосков метелки, превращая их в черно-оливковую споровую массу. Споры округлые или эллипсоидные, светло-коричневые, со щетинками, 4—8 мкм в диаметре. Распыляются в период вегетации овса. Попадая на цветки здоровых соседних метелок, они прорастают и заражают внутренние части цветковых чешуи. Заражение происходит в почве при прорастании семян от спор, находящихся на поверхности семян, или от спор и гемм, расположенных род чешуйками.
Головня проса. Возбудитель — Sphacelotheca panicimiliacei (Pers.) Bub.. Поражает метелку, превращая ее в твердое черное комовидное образование, прикрытое грязно-белой тонкой оболочкой и выступающее из влагалища верхнего листа. В период обмолота желваки разрушаются, и споры загрязняют здоровые семена. Споры темно-бурые, с двухконтурной оболочкой, округлые или угловатые, слабошиповатые, иногда без шипиков, 9—14 мкм в диаметре. Заражение происходит в почве при прорастании семян.
biofile.ru
описание порядка, что такое головня, вред наносимый зерновым культурам
Не все грибы действительно полезны. Существуют так называемые грибы-паразиты. Они паразитируют на растениях и наносят немалый урон сельскому хозяйству. Некоторые из них настолько опасны, что с ними борются специализированные государственные учреждения и даже организации, которые ведут свою деятельность по всему миру. К таким паразитам относятся и головневые грибы, которые поражают все злаковые культуры и дикорастущие растения.
Биологи относят грибы к особому царству наравне с растениями и животными. Эта группа организмов, насчитывающая почти сто тысяч видов, имеет большое значение для флоры и фауны. Они способствуют природному круговороту веществ. Грибы ускоряют процесс распада животных и растительных остатков и увеличивают плодородие почвы. Наконец, они являются источником пищи для животных и человека.
Биологи относят головневые грибы к группе базидиомицетов. Сейчас их насчитывается почти тысяча видов. Они объединены в сорок родов. Эти вредоносные организмы паразитируют на почках, стеблях, листьях, чашелистиках, пестиках и тычинках, на семенах и плодах растений. Иногда они повреждают корни. Болезнь, которую вызывают грибы, называют головней. Дело в том, что растения, на которых они паразитируют, выглядят так, будто их посыпали сажей или подожгли. Таков порядок течения этого заболевания.
Головневые грибы вездесущи. Их можно найти и в холодной Арктике, и в жарких тропиках, и в безводных пустынях, и на скалистых горах. Ученые еще в прошлом веке долго ломали голову, как же возникает головня и каков ее порядок распространения. Некоторые из них предполагали, что это следствие нарушения обмена веществ у злаков и кустарников. Другие высказывали мнение, что болезнь вызвана насекомыми, инфузориями или паразитирующими организмами животного происхождения. Только к пятидесятым годам девятнадцатого века, когда микробиология сделала рывок в своем развитии, ученые доказали: причина заболевания — грибы-паразиты.
Головня поражает и разрушает ткани растений. При этом биохимический порядок головневые споры нарушают. Образуется сажистая масса, которая состоит из так называемых хламидоспор. Головневые грибы считаются паразитами узкой специализации. Например, когда они возникают на пшеничных или ржаных злаках, то приспосабливаются к ним. Каждый тип растения поражается определенным видом этих организмов. Уничтожить эти грибы почти невозможно. Они обладают специальными головневыми спорами, которые помогают выживать даже в суровых природных условиях.
По строению эти паразитирующие организмы ничем не отличаются от обычных грибов. Они имеют грибницу, так называемый мицелий, которая хорошо развита. Мицелий проникает в ткани растений по межклеточному пространству, иногда задевает и пронизывает клетки, имеет большую ветвистость. От веток, именуемых в биологии гифами, после образования толстых оболочек отделяются клетки. Их называют головневыми спорами, которые и создают пыльную массу, похожую на сажу (головню).
Когда мицелий проникает в растение, то начинает распространяться в нем быстро и диффузно. Он способен поражать не весь растительный организм, а только его часть. Дело в том, что паразит появляется на злаковом отростке в начальной фазе его развития. Когда стебель растет, мицелий выносится на поверхность. Гриб в зависимости от своей разновидности паразитирует либо на отростке, либо на его части, либо на завязи, либо на соцветиях и листьях.
В биологии выделяют несколько типов головни. Ученые классифицируют эту болезнь в зависимости от признаков появления и разрушения тех или иных частей растения. Так, существует твердая, карликовая, стеблевая, пузырчатая и пыльная головня. На злаковых культурах паразитируют головневые грибы, которые вызывают твердый и пыльный тип и порядок болезни. Оба из них наносят непоправимый ущерб сельскому хозяйству.
Если колос страдает от твердой головни, то его зерно полностью уничтожается паразитом. При этом зерновая оболочка сохраняется. Если же он поражен пыльной головней, то разрушению подвергается весь колос. При этом головневые споры легко раздуваются по посевам ветром. Причем строение паразитов, которые провоцируют пылевую головню, весьма разнообразно. Оно варьируется в зависимости от вида растения. Так, головневые грибы, паразитирующие на пшенице, не похожи по строению на те, которые вызывают пылевую головню у овса. Порядок хромосом, согласно которому действуют головневые споры, варьируется от их вида. Для агронома головневые грибы непредсказуемы.
Эти грибы-паразиты крайне коварны. Они паразитируют на тех частях зерновых культур, ради которых их и выращивают: на початках кукурузы или на колосьях. Если головневые споры поразят зерно, то оно перестает развиваться или вовсе перерождается в споровую массу. Эти вредоносные организмы способны полностью уничтожить урожай. Поэтому они главный враг агрономов.
Последствия, к которым приводят головневые грибы, иногда не видны сразу. Существуют возбудители этой болезни, которые не разрушают колосья и початки полностью, но препятствуют полноценному их созреванию. Такие виды паразитов проникают в растение во время созревания зерна и угнетают его жизнедеятельность. У таких колосьев очень низкая всхожесть семян, растут они медленнее, зерно наливается хуже, чем у незараженных растений. Такие последствия головни называют скрытыми потерями. Они особенно заметны на озимой пшенице.
Эти грибы-паразиты очень живучи. Головневые споры сохраняются годами на поверхности почвы. Некоторые виды паразитов способны жить долго даже внутри зерна. Весной или осенью при нормальной температуре и влажности головневые споры быстро прорастают, поражая новый урожай. Правда, существуют виды, у которых прорастание может наступить через несколько лет. Это споры, присутствующие в наростах растительных организмов или требующие периода покоя.
Отечественные биологи выяснили, что в России распространено двадцать видов головневых грибов. Каждый из них паразитирует на определенном растении. Так, вредоносные организмы, питающиеся пшеницей, не могут стать возбудителями болезни на овсе, ячмене или кукурузе. Сейчас ученые изучают проблему появления новых форм этих организмов. Дело в том, что головневые грибы разнополы, а значит, способны мутировать и трансформироваться в другие, ранее не существующие виды возбудителей.
Новые формы грибов-паразитов появляются в процессе скрещивания, которое может носить как межвидовой, так и внутривидовой характер. Причем, как доказали биологи, новые формы появляются постоянно. Процесс скрещивания происходит непрерывно. Так, одни виды вредоносных организмов имеют только одну форму, другие — несколько. Например, гриб Ustilago tritici (пыльная головня пшеницы) поражает пшеничные колосья. Этот вид имеет две формы: одна из них паразитирует на мягких сортах пшеницы, другая — на твердых.
Сейчас изучение головни, ее признаков и последствий включено в программы всех ВУЗов, обучающих будущих сельхозпроизводителей. Знать специфику, виды и формы возбудителей важно как для селекционеров, так и для агрономов. Первые должны выводить сорта, устойчивые к этому опасному заболеванию, а вторые обязаны тщательно выбирать сорта перед посевом.
Существует несколько типов этого заболевания, которым подвержена пшеница. Так, твердая головня поражает завязь колоска. Причем заражение начинается в почве. Вместо зерна появляется сероватый отросток в виде мешочка, состоящий из спор головневых грибов. Если мешочек раздавить, появится черная масса, которая имеет запах селедки.
На твердую головню похожа другая разновидность заболевания — карликовая. Споры проникают в растение на поверхности почвы. Последствия заражения почти идентичны: на колоске вместо семени вырастает головневой мешочек. Колосья, страдающие от карликовой головни, низкорослы и кустисты.
Самая опасная — пыльная разновидность заболевания. Заражение начинается в момент цветения. Колос, в котором поселился паразит, уничтожается почти полностью, выживает только его стержень. Вместо растения на поверхности почвы появляется сажистая черная масса. Распространение спор происходит очень быстро за счет ветра.
Стеблевая головня бьет по листьям и стеблям. Суть болезни заключается в следующем: колосья покрываются длинными темными полосками. Это порядок, при котором головневые споры разрушают ткань растения. Из стебля сочится черная споровая масса. Развитие колоса затормаживается. Причем растение заболевает в тот момент, когда у него начинают прорастать семена.
Еще один вид — индийская головня. Растение заражается еще в зародыше. Споры этих паразитов имеют коричневый, красноватый цвет и обладают сетчатой структурой. Это вид, требующий покоя, проявляет себя спустя несколько лет после появления в почве. Он, как и пыльная головня, уничтожает колос полностью.
Рожь страдает от этого заболевания так же, как и пшеница. Среди видов головни на ржи распространены твердая, пыльная и стеблевая. Первый повреждает зерна, второй уничтожает колос, третий — листья и стебли.
Ячмень иногда болеет особым видом головни — каменной. Головневые грибы, проникая во время созревания семян, разрушают все части растения. Споры сохраняются на чешуе колоска. Они представляют собой прочную массу, прикрытую пленкой.
Симптомы и последствия пылевой головни ячменя и овса схожи с этим же типом заболевания у пшеницы и ржи. Особый вид возбудителя провоцирует еще один вид болезни ячменя. Он носит название черной головни. Паразиты проникают в колос через почву и уничтожают все его части.
Урожай овса может пострадать от покрытой головни. Споры головневых грибов при этом виде заболевания хранятся в комочках, которые прикрыты чешуйками колосков. Когда начинается обмолот, комочки рассыпаются и споры заражают хорошие здоровые семена. Такие же последствия имеет и головня проса.
Можно ли спасти растения от коварной болезни? Биологи дают утвердительный ответ. Главное при борьбе с головней — правильно выбирать сорта и диагностировать болезнь еще до начала посева. Если же в здоровые семена при сборе урожая попали споры грибов-паразитов, зерна обрабатывают в специальных моющих машинах. Урожай трижды пропускают через щеточные механизмы. В семена, в которые попали споры головневых грибов, добавляют чистое зерно. Причем его должно быть в два-три раза больше.
argi.su
Головневые грибы: описание порядка, что такое головня, вред наносимый зерновым культурам
Не все грибы действительно полезны. Существуют так называемые грибы-паразиты. Они паразитируют на растениях и наносят немалый урон сельскому хозяйству. Некоторые из них настолько опасны, что с ними борются специализированные государственные учреждения и даже организации, которые ведут свою деятельность по всему миру. К таким паразитам относятся и головневые грибы, которые поражают все злаковые культуры и дикорастущие растения.
Биологи относят грибы к особому царству наравне с растениями и животными. Эта группа организмов, насчитывающая почти сто тысяч видов, имеет большое значение для флоры и фауны. Они способствуют природному круговороту веществ. Грибы ускоряют процесс распада животных и растительных остатков и увеличивают плодородие почвы. Наконец, они являются источником пищи для животных и человека.
Биологи относят головневые грибы к группе базидиомицетов. Сейчас их насчитывается почти тысяча видов. Они объединены в сорок родов. Эти вредоносные организмы паразитируют на почках, стеблях, листьях, чашелистиках, пестиках и тычинках, на семенах и плодах растений. Иногда они повреждают корни. Болезнь, которую вызывают грибы, называют головней. Дело в том, что растения, на которых они паразитируют, выглядят так, будто их посыпали сажей или подожгли. Таков порядок течения этого заболевания.
Головневые грибы вездесущи. Их можно найти и в холодной Арктике, и в жарких тропиках, и в безводных пустынях, и на скалистых горах. Ученые еще в прошлом веке долго ломали голову, как же возникает головня и каков ее порядок распространения. Некоторые из них предполагали, что это следствие нарушения обмена веществ у злаков и кустарников. Другие высказывали мнение, что болезнь вызвана насекомыми, инфузориями или паразитирующими организмами животного происхождения. Только к пятидесятым годам девятнадцатого века, когда микробиология сделала рывок в своем развитии, ученые доказали: причина заболевания — грибы-паразиты.
Головня поражает и разрушает ткани растений. При этом биохимический порядок головневые споры нарушают. Образуется сажистая масса, которая состоит из так называемых хламидоспор. Головневые грибы считаются паразитами узкой специализации. Например, когда они возникают на пшеничных или ржаных злаках, то приспосабливаются к ним. Каждый тип растения поражается определенным видом этих организмов. Уничтожить эти грибы почти невозможно. Они обладают специальными головневыми спорами, которые помогают выживать даже в суровых природных условиях.
По строению эти паразитирующие организмы ничем не отличаются от обычных грибов. Они имеют грибницу, так называемый мицелий, которая хорошо развита. Мицелий проникает в ткани растений по межклеточному пространству, иногда задевает и пронизывает клетки, имеет большую ветвистость. От веток, именуемых в биологии гифами, после образования толстых оболочек отделяются клетки. Их называют головневыми спорами, которые и создают пыльную массу, похожую на сажу (головню).
Когда мицелий проникает в растение, то начинает распространяться в нем быстро и диффузно. Он способен поражать не весь растительный организм, а только его часть. Дело в том, что паразит появляется на злаковом отростке в начальной фазе его развития. Когда стебель растет, мицелий выносится на поверхность. Гриб в зависимости от своей разновидности паразитирует либо на отростке, либо на его части, либо на завязи, либо на соцветиях и листьях.
В биологии выделяют несколько типов головни. Ученые классифицируют эту болезнь в зависимости от признаков появления и разрушения тех или иных частей растения. Так, существует твердая, карликовая, стеблевая, пузырчатая и пыльная головня. На злаковых культурах паразитируют головневые грибы, которые вызывают твердый и пыльный тип и порядок болезни. Оба из них наносят непоправимый ущерб сельскому хозяйству.
Если колос страдает от твердой головни, то его зерно полностью уничтожается паразитом. При этом зерновая оболочка сохраняется. Если же он поражен пыльной головней, то разрушению подвергается весь колос. При этом головневые споры легко раздуваются по посевам ветром. Причем строение паразитов, которые провоцируют пылевую головню, весьма разнообразно. Оно варьируется в зависимости от вида растения. Так, головневые грибы, паразитирующие на пшенице, не похожи по строению на те, которые вызывают пылевую головню у овса. Порядок хромосом, согласно которому действуют головневые споры, варьируется от их вида. Для агронома головневые грибы непредсказуемы.
Эти грибы-паразиты крайне коварны. Они паразитируют на тех частях зерновых культур, ради которых их и выращивают: на початках кукурузы или на колосьях. Если головневые споры поразят зерно, то оно перестает развиваться или вовсе перерождается в споровую массу. Эти вредоносные организмы способны полностью уничтожить урожай. Поэтому они главный враг агрономов.
Последствия, к которым приводят головневые грибы, иногда не видны сразу. Существуют возбудители этой болезни, которые не разрушают колосья и початки полностью, но препятствуют полноценному их созреванию. Такие виды паразитов проникают в растение во время созревания зерна и угнетают его жизнедеятельность. У таких колосьев очень низкая всхожесть семян, растут они медленнее, зерно наливается хуже, чем у незараженных растений. Такие последствия головни называют скрытыми потерями. Они особенно заметны на озимой пшенице.
Эти грибы-паразиты очень живучи. Головневые споры сохраняются годами на поверхности почвы. Некоторые виды паразитов способны жить долго даже внутри зерна. Весной или осенью при нормальной температуре и влажности головневые споры быстро прорастают, поражая новый урожай. Правда, существуют виды, у которых прорастание может наступить через несколько лет. Это споры, присутствующие в наростах растительных организмов или требующие периода покоя.
Отечественные биологи выяснили, что в России распространено двадцать видов головневых грибов. Каждый из них паразитирует на определенном растении. Так, вредоносные организмы, питающиеся пшеницей, не могут стать возбудителями болезни на овсе, ячмене или кукурузе. Сейчас ученые изучают проблему появления новых форм этих организмов. Дело в том, что головневые грибы разнополы, а значит, способны мутировать и трансформироваться в другие, ранее не существующие виды возбудителей.
Новые формы грибов-паразитов появляются в процессе скрещивания, которое может носить как межвидовой, так и внутривидовой характер. Причем, как доказали биологи, новые формы появляются постоянно. Процесс скрещивания происходит непрерывно. Так, одни виды вредоносных организмов имеют только одну форму, другие — несколько. Например, гриб Ustilago tritici (пыльная головня пшеницы) поражает пшеничные колосья. Этот вид имеет две формы: одна из них паразитирует на мягких сортах пшеницы, другая — на твердых.
Сейчас изучение головни, ее признаков и последствий включено в программы всех ВУЗов, обучающих будущих сельхозпроизводителей. Знать специфику, виды и формы возбудителей важно как для селекционеров, так и для агрономов. Первые должны выводить сорта, устойчивые к этому опасному заболеванию, а вторые обязаны тщательно выбирать сорта перед посевом.
Существует несколько типов этого заболевания, которым подвержена пшеница. Так, твердая головня поражает завязь колоска. Причем заражение начинается в почве. Вместо зерна появляется сероватый отросток в виде мешочка, состоящий из спор головневых грибов. Если мешочек раздавить, появится черная масса, которая имеет запах селедки.
На твердую головню похожа другая разновидность заболевания — карликовая. Споры проникают в растение на поверхности почвы. Последствия заражения почти идентичны: на колоске вместо семени вырастает головневой мешочек. Колосья, страдающие от карликовой головни, низкорослы и кустисты.
Самая опасная — пыльная разновидность заболевания. Заражение начинается в момент цветения. Колос, в котором поселился паразит, уничтожается почти полностью, выживает только его стержень. Вместо растения на поверхности почвы появляется сажистая черная масса. Распространение спор происходит очень быстро за счет ветра.
Стеблевая головня бьет по листьям и стеблям. Суть болезни заключается в следующем: колосья покрываются длинными темными полосками. Это порядок, при котором головневые споры разрушают ткань растения. Из стебля сочится черная споровая масса. Развитие колоса затормаживается. Причем растение заболевает в тот момент, когда у него начинают прорастать семена.
Еще один вид — индийская головня. Растение заражается еще в зародыше. Споры этих паразитов имеют коричневый, красноватый цвет и обладают сетчатой структурой. Это вид, требующий покоя, проявляет себя спустя несколько лет после появления в почве. Он, как и пыльная головня, уничтожает колос полностью.
Рожь страдает от этого заболевания так же, как и пшеница. Среди видов головни на ржи распространены твердая, пыльная и стеблевая. Первый повреждает зерна, второй уничтожает колос, третий — листья и стебли.
Ячмень иногда болеет особым видом головни — каменной. Головневые грибы, проникая во время созревания семян, разрушают все части растения. Споры сохраняются на чешуе колоска. Они представляют собой прочную массу, прикрытую пленкой.
Симптомы и последствия пылевой головни ячменя и овса схожи с этим же типом заболевания у пшеницы и ржи. Особый вид возбудителя провоцирует еще один вид болезни ячменя. Он носит название черной головни. Паразиты проникают в колос через почву и уничтожают все его части.
Урожай овса может пострадать от покрытой головни. Споры головневых грибов при этом виде заболевания хранятся в комочках, которые прикрыты чешуйками колосков. Когда начинается обмолот, комочки рассыпаются и споры заражают хорошие здоровые семена. Такие же последствия имеет и головня проса.
Можно ли спасти растения от коварной болезни? Биологи дают утвердительный ответ. Главное при борьбе с головней — правильно выбирать сорта и диагностировать болезнь еще до начала посева. Если же в здоровые семена при сборе урожая попали споры грибов-паразитов, зерна обрабатывают в специальных моющих машинах. Урожай трижды пропускают через щеточные механизмы. В семена, в которые попали споры головневых грибов, добавляют чистое зерно. Причем его должно быть в два-три раза больше.
rk-ekvator.ru
Чем опасна твердая головня озимой пшеницы. - Новейшие технологии защиты растений
Твердая ( или вонючая), головня распространена почти на всей территории Российской Федерации.
Наиболее отчетливо признаки заболевания проявляются только в начале молочной спелости зерна. В этой фазе пораженные колосья несколько сплюснуты; окраска их интенсивно зеленая с синим оттенком; колосковые чешуи раздвинуты под действием развивающегося возбудителя болезни, поэтому колоски в колосе растопырены.
При раздавливании колосков пораженных колосьев в фазе молочной спелости вместо «молочка» выделяется сероватая жидкость, пахнущая триметиламином (запах селедочного рассола). Поэтому твердую головню нередко называют вонючей.
К моменту полной спелости зерна разница в окраске здоровых и пораженных колосьев почти исчезает.
В больном колосе вместо зерна обнаруживаются темные образования округлой формы — головневые сорусы. Они легко раздавливаются и состоят из огромного числа мелких спор — телиоспор, образующих черную массу. Головневые сорусы значительно легче здорового зерна, поэтому к моменту -восковой и полной спелости больные колосья пшеницы остаются прямостоячими.
Возбудителями твердой головни являются грибы из рода Tilletia — чаще Т. caries Tul и Т. laevis Kuehn, реже Т. triticoides Savul. и Т. intermedia Gassner, различающихся между собой только по морфологическим особенностям телиоспор.
Во время уборки и особенно обмолота пораженные зерна легко разрушаются, вследствие чего телиоспоры распыляются и попадают на поверхность здорового зерна. Особенно много их задерживается на так называемой бородке (волосках). При посеве телиоспоры вместе с зерном попадают в почву, где прорастают, образуя базидии в виде трубочки, на которой почкообразно развивается от 4 до 12 базидиоспор. После копуляции базидиоспор образуются инфекционные гифы, проникающие в проросток пшеницы. Грибница диффузно распространяется по растению, достигает конуса нарастания и проникает в листья, стебли и колосья. Однако вначале зараженное растение внешне не отличается от здорового. И лишь в период формирования зерна наблюдается сильное разрастание грибницы и образование вместо содержимого зерна черной споровой массы телиоспор. Неразрушенной остается только наружная оболочка зерна.
Заражение пшеницы может происходить и от телиоспор, попадающих в почву, если предшественником была пшеница, пораженная возбудителем твердой головни. Однако, по имеющимся данным, жизнеспособность телиоспор твердой головни в почве долго сохраняться не может. Попав в почву, они быстро прорастают и погибают под действием почвенных микроорганизмов. Практически заражение растений от телиоспор, находящихся в почве, может произойти только при посеве озимой пшеницы по пшенице при условии, что разрыв между вспашкой и новым посевом составлял 2—3 недели. В южных районах страны, где поле для нового посева пшеницы готовят 1,5—2 месяца, заражения растений от телиоспор, попавших в почву, не наблюдается.
Источником заражения зерна иногда могут быть сеялки, тара и другой инвентарь, на поверхность которых попали споры возбудителя головни и которые не подвергались предварительному обеззараживанию.
Большое влияние на прорастание телиоспор оказывают такие факторы, как температура и влажность. Максимальное прорастание телиоспор в почве отмечено при относительной влажности 40—60 %, а наиболее сильное заражение проростков пшеницы происходит при температуре 5—10 °С. В результате озимая пшеница при поздних сроках посева и яровая пшеница при чрезмерно раннем посеве оказываются сильнее пораженными возбудителем твердой головни, чем при посеве этих культур в оптимальные сроки.
Иногда на зараженных растениях заболевание не проявляется. В этом случае заболевание не завершается образованием головневых колосьев. Установлена активная реакция растений пшеницы на возбудителя твердой головни, которая нередко приводит к дегенерации грибницы. Однако на борьбу с возбудителем растение тратит огромное количество энергии и пластических веществ, что в итоге сказывается на его продуктивности.
Возбудитель по мимо пшеницы, заражает также тритикале, ячмень, рожь и некоторые травы. Несмотря на успехи в разработке защитных мероприятий, заболевание остается вредоносным на пшенице, особенно в хозяйствах, где не производится химическая обработка семян. Твердая головня снижает урожай и качество зерна. Пораженные твердой головней растения озимой пшеницы сильнее вымерзают зимой и более восприимчивы к другим болезням. У них снижается масса зерен, уменьшается длина стеблей, изменяется величина колоса, корневая система развивается слабо. В связи с этим, скрытые потери от твердой головни часто в 5-6 раз превышают прямые потери.
Твердая головня (рис.1) в Ставропольском крае встречается в Александровском, Минераловодском, Предгорном и др. районах, отмечена также на полях хозяйств примыкающих к г. Ставрополю.
Основные мероприятия по борьбе с твёрдой головнёй — здоровый семенной материал, очистка и протравливание семян.
Рис.1 Твердая головня
agroplus-pro.livejournal.com
