Ржавчина пшеницы (стеблевая и листовая): чем опасна для озимой и яровой пшеницы, почему появляется, как с ней бороться

Ржавчина стеблевая (линейная) зерновых

Болезнь сельскохозяйственных культур , статья из раздела:

Стеблевая (линейная) ржавчина зерновых

Стеблевая (линейная) ржавчина зерновых – это болезнь хлебных злаков, вызываемая двудомным грибом Puccinia graminis, обладающим в органах вегетирующих растений выраженным паразитизмом. Промежуточный хозяин – барбарис. В климатических условиях северо-запада Российской Федерации эта болезнь является распространенной и вредоносной. Гриб поражает листовые влагалища, стебли, реже колосковые чешуйки. Больные растения страдают от излишнего испарения, рано созревают, что значительно снижает качественные и количественные показатели урожая. [2]

Нажмите на фотографию для увеличения

Симптомы заболевания

Стеблевая ржавчина зерновых поражает преимущественно стебли и листовые влагалища, реже части колоса и листья. Признаки болезни на злаках появляются после цветения, иногда осенью, на всходах озимых посевов ее можно обнаружить весной. [4]

Морфология

  • спермогониальной;
  • эцидиальной;
  • урединиостадии;
  • телиостадии;
  • базидиальной.

Промежуточный (эцидиальный) хозяин – различные виды барбариса, в основном обыкновенный. [4]

Спермогонии – на молодых листьях и соцветиях барбариса появляются желтые пятна. На верхней стороне листа на пятнах присутствуют мелкие черные точечки – спермогонии. [4] Они шаровидные, располагаются одиночно или небольшими группами. Диаметр спермогоний 120–130 мкм, окрас темно-желтый. [5]

Эцидии – располагаются группами в виде продолговатых и круглых пятен на нижней стороне листа барбариса. Они имеют цилиндрически-чашевидную форму, край отогнут. Цвет беловато-желтый, диаметр 2–5 мкм. Клетки покрова (перидия) прямоугольной формы, плотно соединены и усажены бородавочками. Толщина оболочки внешней стенки 7–13 мкм. [5]

Эцидиоспоры – шаровидные либо округло-тупомногогранные с содержимым желтого цвета. Оболочка бесцветная, утолщенная в верхней части, покрыта мелкими бородавочками. Размер эцидиоспор варьирует: 14,0–22,0х12,0–18,0 мкм. [5]

Урединиоспоры – в летнее время на стеблях злаков проявляются порошащие подушечки продолговатой формы ржаво-бурого цвета. Это скопления одноклеточных урединиоспор. Подушечки сливаются. В результате образуются продольные линии. [4] Урединиоспоры продолговатые, эллиптической формы. Размеры варьируют 20,0–42,0х14,0–22,0 мкм. Оболочка с шипиками, желтая. [5]

Телиоспоры (зимняя стадия) – имеют вид черных подушечек продолговатой формы, сливающихся в полоски черного цвета, длиной до 22 мм. Образование телиоспор сопровождается разрывом эпидермиса. [4] Телиоспора расположена на длинной ножке, состоит из двух клеток. Форма продолговато-бурая, размер 35,0–60,0х12,0–22,0 мкм. Оболочка коричневая, гладкая, утолщенная у вершины. [5]

Возбудители болезни , вызывающие
Ржавчина стеблевая (линейная) зерновых

Биология

Возбудитель стеблевой (линейной) ржавчины зерновых – Puccinia graminis Pers. является двудомным грибом: спермагональное и эцидиальное спороношение образуется на барбарисе и магонии. Урединио- и телиоспроношение – на многих видах злаков, в том числе пшенице, ячмене. [5] Всего поражает более 280 видов культурных и дикорастущих злаковых. [4]

Спермогональная стадия

Спермогональная стадия формируется весной на верхней, иногда нижней стороне листа барбариса. Внутри спермогоний формируется большое количество мелких, светлых спермаций, одноклеточного строения. При их помощи происходит оплодотворение прочих спермогониев, что приводит к появлению новых биологических форм и рас. [5]

Эцидиальная стадия

Эцииобразуются на нижней стороне листа барбариса через 2–5 суток после появления спермогониев. Иногда их можно наблюдать на черешках и молодых побегах. Эцидиоспоры разлетаются и попадают на зерновые. При наличии капельно-жидкой влаги и температуре от +5 до +24°C они прорастают. [5]

Урединиостадия

В местах внедрения ростка эцидиоспоры развивается грибница. На ней формируются урединии с урединиоспорами. Ее называют урединиомицелием (урединиогрибницей). Прорастание урединиоспоры в капельно-жидкой влаге происходит при температуре от +1°C до +30°C, оптимально +18°C–+20°C. За вегетационный период гриб дает несколько поколений, количество которых зависит от экологических условий. [5]

Телиостадия

К концу вегетации на листьях и на листовых влагалищах, зараженных растений, образуются телиопустулы с телиоспорами. Они развиваются в местах формирования урединий. Зимуют телиоспоры в растительных остатках. Чаще всего на стерне. Прорастают они только весной, после периода покоя. Температура прорастания +9°C–+29°C, оптимальная температура прорастания +18°C–+ 22 °C. Влажность воздуха, необходимая для прорастания 95–100 %. Время прорастания телеоспор зависит от степени их зрелости. Зрелые телиоспоры способны прорастать через 3–4 часа при наступлении необходимых условий. [5]

Базидиальная стадия

Базидии с базидиоспорами образуются из клеток телиоспор. Они разлетаются, попадают на барбарис или магонию и образуют новую грибницу, формирующую спермогонии и эции. [5]

Географическое распространение

Стеблевая (линейная) ржавчина зерновых – распространена повсеместно, особенно в районах с влажным и теплым климатом. Наиболее вредоносна на Дальнем Востоке, Северном Казахстане, в Прибалтике, на Северном Кавказе, в западных районах Украины и Беларуси. [4]

Вредоносность

Стеблевая (линейная) ржавчина зерновых – поражает стебли, листовые влагалища, реже колосовые чешуйки. Больные растения сильно испаряют влагу, в результате преждевременно созревают и снижают урожайность.

У возбудителя болезни установлено более трех сотен рас, вирулентных к различным сортам. Патоген вызывает множественные разрывы эпидермиса, более 1,5 тысяч. При сильном заражении пшеницы стеблевой ржавчиной растения пшеницы полегают.

Если патоген поражает стебель под колосом, то урожай резко снижается, поскольку зерно «стекает». При этом зерно становится щуплым и снижает хлебопекарные качества. Недобор урожая при сильном развитии болезни составляет 60–70 %. [5]

И снова ржавчина?!

Погодные условия июня 2017 года оказались достаточно благоприятны для роста и развития хлебных злаков. Хороший стеблестой зачастую определяет высокий уровень ожидаемой продуктивности, однако, существуют факторы значительного её снижения, наиболее вероятные среди них – это болезни. Поражение пшеницы листовыми патогенами за последние годы в области привело к ощутимым потерям урожая зерновых и доходов сельхозпредприятий. Это во многом было связано с метеоусловиями, благоприятно складывающимися для патогенов.

Первая декада июля текущего года характеризуется влажной, но прохладной погодой, что снижает скорость распространения инфекций. Однако прогнозируется тепло и влажно во 2 и 3 декадах месяца, это дает «красный свет» развитию патогенов. Учитывая высокий запас инфекционного начала с прошлого года и уже отмеченное поражение озимых злаков ржавчинами, при обнаружении первичных очагов поражения нижнего яруса листьев следует приступать к защитным обработкам яровой пшеницы фунгицидами. Уже сейчас на яровой пшенице, где посевы уже вступили в период стеблевания, отмечается поражение мучнистой росой по паровым предшественникам и на высоких агрофонах с азотными подкормками. Также вызывает опасения развитие стеблевой ржавчины, зафиксированное в посевах озимой ржи. Несмотря на то, что формы ржавчины, поражающие пшеницу и рожь, могут быть разными, по требованиям
к условиям среды они схожи, следовательно, на яровой пшенице с большой вероятностью может повториться заражение стеблей этим патогеном.
Оптимальная температура для заражения бурой ржавчиной 15-20°С, при этом важно, чтобы влага находилась на растениях не менее 4-5 часов. В ходе анализа наших многолетних исследований отмечено, что в годы проявления бурой ржавчины межфазные периоды с ГТК 1,0 и выше чередовались с периодами с ГТК 0,0-0,7 на фоне высоких температур. Дело в том, что чередование кратковременных осадков с теплыми солнечными днями, когда температура воздуха 20-25°С, благоприятно для интенсивного развития бурой ржавчины, что связано с условиями для проявления новых уредопустул: при температуре 20°С они появляются через 4-5 дней, при 15°С через 8-9 дней, при 10°С через 15-16 дней. Повышенная влажность воздуха благоприятствует прорастанию инфекционных начал и заражению растений, а сухая и ясная погода – образованию новых спор и их распространению в посевах.
По данным прошлых лет массовое развитие листовых болезней пшеницы наблюдалось, когда в период выход флаг-листа – колошение значения ГТК составляли от 0,7 до 5,3, а сумма осадков более 20 мм. Температура в этот период была на уровне или ниже 19°С (от 14,1 до 20,7 °С). Именно такие условия сложились в июне нынешнего года и, согласно прогнозу, погода в июле также будет соответствовать требованиям патогенов.
Складывающаяся на сегодняшний день ситуация, с учетом значительных потерь урожая в прошлом году, говорит о необходимости применения фунгицидных препаратов для сохранения урожая. При отсутствии мер защиты от листостеблевых болезней потери урожая в 2016 году в наших опытах составили 63%, кроме того, отмечалось существенное ухудшение качества зерна (4–5 класс) (рисунок 1).

Остановимся на результатах испытаний эффективности мер защиты на яровой пшенице в прошлом эпифитотийном году. Фитосанитарная обстановка в посевах пшеницы была напряженной, начиная с фазы выхода флагового листа. В последующем погодные условия способствовали массовому распространению инфекций. На этом фоне провели обработку растений фунгицидами. Видовой состав патокомплекса был представлен первоначально мучнистой росой (ситуация повторяется и в этом году), через неделю началось сильное развитие бурой листовой ржавчины, особенно интенсивно поражались флаговые листья.
В фазу восковой спелости пшеницы было зафиксировано значительное поражение соломины стеблевой ржавчиной, особенно поражены верхних двух междоузлий.
На восприимчивом к листовым инфекциям сорте (таких большинство) применение фунгицида в фазу выхода флагового листа было высокоэффективно для подавлении листовых инфекций на протяжении 10 дней. Затем биологическая эффективность препаратов постепенно снижалась (рисунок 2).

Кроме того, следует отметить, что при постоянном применении одного препарата у патогенов может вырабатываться устойчивость. Грибки-возбудители ржавчины и мучнистой росы весьма эффективно и быстро мутируют, приспосабливаясь к условиям окружающей среды. Поэтому следует использовать посезонно препараты с разными действующими веществами.
Восприимчивый к листовым инфекциям сорт в фазу колошения имел пораженные на 83% листья. Фунгицид на 50% защищал листовой аппарат, способствуя более качественному наливу зерна на вариантах с химзащитой (таблица 1).

Защитное действие однократного применения фунгицида в фазу выхода флаг-листа к периоду налива и созревания зерна практически сошло на нет в отношении листовых патогенов, а защита от линейной (стеблевой) ржавчины была на уровне 62%. При бинарной обработке посевов, биологическая эффективность против бурой ржавчины составила 57%, а против стеблевой – 80%. Таким образом, на высокопродуктивных восприимчивых сортах пшеницы, в годы массового развития листостеблевых инфекций целесообразно проведение двукратной обработки фунгицидами (1-я в фазу выхода флаг-листа, 2-я после цветения).
Меры защиты от болезней на выносливых сортах могут несколько отличаться. Так в период колошения отмечалось единичное поражение листьев сорта Радуга болезнями. Опасность сильного развития стеблевой ржавчины, которая интенсивнее и охотнее поражает более зеленые и сочные растения, вызвала необходимость защитной обработки в фазу молочной спелости (конец июля). Фунгицид фалькон на 90% снизил поражение соломины линейной ржавчиной.
Отмечалось значительное позитивное влияние фунгицидных обработок посевов на параметры колоса и выполненность зерновок. Лучшие условия налива зерна на вариантах с химзащитой позволили пшенице сформировать хорошо озерненные и полновесные колосья. Так число зерен в колосе было на них больше контрольного на 34-40%. Очень разительно отличалась и масса полученного зерна, на вариантах с химзащитой посевов она возрастала на 25-42% относительно контроля. Особенно выделялся вариант бинарного применения фунгицидов.
Уровень сохраненного урожая на восприимчивом сорте составил от 56% при однократной обработке фунгицидом, до 97% – при бинарной защите (таблица 2). Оценка качества полученного зерна показала, что на вариантах, где растения получили защиту листьев от болезней посредством системных фунгицидов, содержание клейковины в зерне было выше на 3-9 процентных пункта, составив 27-33%.

Читайте также:  Твердая пшеница (Дурум): что это такое, чем отличается от мягких сортов, как выращивается и в каких сферах её используют

На выносливом сорте хозяйственная эффективность была выше 40% относительно контроля, не существенно отличались варианты с разными сроками применения фунгицида.
Учитывая то, что прогноз погоды на июль обещает в Зауралье дождливую погоду с благоприятным для распространения патогена температурным режимом, процесс опрыскивания посевов вновь будет затруднен, поэтому на высокопродуктивных полях (более 25-30 ц/га) целесообразно профилактическое внесение фунгицида (фаза выход в трубку).
Рекомендуем использовать фунгициды по факту появления болезней на нижнем ярусе листьев при наличии влаги и температурном режиме 17-18°С (как правило, это совпадает с периодом выход флаг-листа – начало колошения). Параметры критичного поражение по видам патогенов описывались нами подробно в апрельском номере журнала.
В первую очередь защитной обработке подлежат восприимчивые сорта по паровым предшественникам или при дополнительном азотном питании, близко расположенные к озимым злакам. На посевах выносливых сортов пшеницы (для условий Курганской области это сорта Радуга и Уралосибирская) оправдано применение фунгицида после цветения для защиты соломины и колоса от болезней.
Исходя из цен на зерно и фунгициды целесообразно применение системных препаратов на товарных посевах однократно в фазу выхода флаг-листа. Для семенных, а также товарных посевов с планируемой урожайностью более 25-30 ц/га экономически окупаемо бинарное внесение защитных средств: первое профилактическое в фазу выхода в трубку – флаг-лист (можно однокомпонентным фунгицидом), второе – в фазу колошения (преимущественно поликомпонентным препаратом).
Получение высокой продуктивности пшеницы при хорошем качестве зерна в складывающихся условиях 2017 года возможно только при использовании сертифицированных фунгицидов, достойной альтернативы химметоду защиты в годы массовых поражений посевов пока нет. Своевременность обработки, качество фунгицида и технологии его внесения определяют высокую результативность и окупаемость защитных мер.

А.Ю. Кекало, к.с-х.н.;
В.В. Немченко, доктор с.-х. наук, профессор
ФГБНУ «Курганский НИИСХ»

Журнал “Нивы России”, №6 (150) июль 2017

Болезни озимой пшеницы и способы борьбы с ними

Пшеница – наиболее важная культура для нашей страны. Ее используют для производства муки, круп, макаронных изделий, напитков, а также в качестве корма для животных. Площадь посевов пшеницы занимает самую большую территорию среди всех сельскохозяйственных культур. Именно поэтому так остро стоит вопрос урожайности и защиты данной культуры от различных болезней, которые при обширном распространении могут погубить все посевы. Рассмотрим основные болезни озимой пшеницы и способы защиты от них.

Классификация

Болезни, поражающие озимую пшеницу, делятся на 4 основные категории:

Грибные болезни озимой пшеницы

Такие заболевания вызываются развитием фитопатогенных грибов. Грибы паразитируют на растении, поглощая из него питательные вещества. В результате жизненный цикл тормозится, растение замедляется в развитии, тратя силы на восстановление.

Листовая (бурая) ржавчина

Вызывается возбудителем Puccinia recondita. Это вид паразитических базидиальных грибов из порядка ржавчинных грибов.

На верхней стороне листовой пластины появляются пустулы (сыпь) в виде округлых или овальных оранжево-коричневых пятен, не сливающихся между собой. Иногда окружены черными некротическими пятнами.

Всходы падалицы, злаковые сорняки, пораженные растения, промежуточные хозяева грибов, такие как лещина.

Уменьшение количества зерен в колосе, ухудшение их качества.

Стеблевая (черная) ржавчина

Вызывается возбудителем Puccinia graminis, грибком класса Базидиомицеты порядка ржавчинных грибов.

На стеблях появляются продолговатые коричневые сорусы – группы расположенных кучно спор.

Телиоспоры (споры ржавчинных грибов) заносятся по воздуху, хорошо развиваются во влажной среде. Альтернативный хозяин – барбарис.

Болезнь развивается широко, к концу вегетации сорусы сливаются в полосы, стебли становятся черными, а зерна сморщенными, уменьшается их количество и масса. Ослабленные стебли полегают. Стеблевая ржавчина – одна из самых опасных болезней озимой пшеницы. Она может погубить до 100% урожая.

Желтая (полосатая) ржавчина

Болезнь вызывает возбудитель Puccinia striiformis. Заражает озимую и яровую пшеницу. Распространяется при низких температурах.

На листьях вдоль жил появляются длинные желтые полоски, которые к концу вегетации буреют и чернеют.

Растения-хозяева, такие так барбарис обыкновенный и некоторые другие виды барбариса. Споры переносятся по воздуху.

Потери урожая могут составлять до 50%, так как уменьшается вес зерна и количество зерен в колосе.

Твердая и карликовая головня

Возбудитель – Tilletia caries, который относится к высшим грибам класса Базидиомицеты, подкласса Телиомицеты, порядка Головневые.

Внешне структура колоса почти не отличается от здорового. Заметить болезнь получается обычно только в начале молочной спелости зерен. При внимательном рассмотрении можно увидеть, что чешуйки раздвинуты в стороны, а колосья слегка сплющены. В больном колосе вместо зерна образуются черные мешочки-сорусы (группы спор), и при надавливании на зерно выделяется темная, неприятно пахнущая жидкость. Именно поэтому данная болезнь имеет еще одно название – «вонючая головня». Из-за легкого веса растения не полегают.

Для карликовой головни симптомы те же, плюс к тому пораженные растения сильно отстают в росте и интенсивно кустятся.

При посеве озимой пшеницы особенно опасны оставшиеся в почве телиоспоры. Они также могут быть занесены с тары и сельскохозяйственных машин. Благоприятные условия для развития – влажная почва, низкие температуры (-5 – 10°С), поздние сроки посева и слишком большая глубина заделки семян.

Болезнь может вызвать значительные потери урожая, поэтому крайне рекомендуется использовать протравливание семян.

Пыльная головня

Вызывается возбудителем Ustilago tritici, который относится к высшим грибам класса Базидиомицеты, подкласса Телиомицеты, порядка Головневые.

Болезнь разрушает все части колоса: завязи, чешуйки, ости, которые покрываются черно-коричневой массой телиоспор, легко разлетающейся (пылящейся).

Явные потери – разрушение колосьев, которые могут привести к потерям. Если растения самостоятельно справляются с болезнью, наблюдаются также и скрытые потери – замедление роста, уменьшение количества зерен.

Мучнистая роса

Одна из самых распространенных болезней зерновых культур, вызывается возбудителем Blumeria graminis (Erysiphe graminis), относящимся к сумчатым грибам порядка Erysiphales. Гриб является узкоспециализированным, разные виды приспособлены к разным растениям.

На листьях, стеблях, реже на колосьях появляется характерный белый налет, похожий на муку или вату. С развитием растения налет уплотняется и становится подушкообразным. Пораженная ткань отмирает.

Зараженные посевы озимой пшеницы, почва, растительные остатки.

­Заражение мучнистой росой вызывает снижение кустистости растений, замедляет колошение. Потери урожая могут доходить до 15%.

Корневые гнили

Эти болезни заражают озимую пшеницу несколькими видами патогенных грибов из рода Fusarium, Pytium, Rizoctonia. Выделяют такие разновидности корневой гнили: обыкновенная, фузариозная, офиоболезная и церкоспореллезная.

Проростки темнеют и гибнут, на корнях и у основания стебля появляется черный налет. Корни становятся ломкими. Стебли и колосья светлеют, колос формируется пустым.

Почва с растительными остатками, не обработанные перед посевом семена.

Корневые гнили угнетают рост растений, происходит отмирание и гибель продуктивных стеблей. Это очень серьезная проблема, способная привести к значительному уменьшению урожая. Распространению болезней способствуют влажность и низкая температура, поэтому для посевов озимой пшеницы крайне важна защита семян.

Бактериальные болезни озимой пшеницы

Такие заболевания вызывают патогенные бактерии, которые проникают в растения и заражают ткани токсинами.

Черный бактериоз

Имеет также другие названия: чернопленчатость, блек-чаф, бактериоз полосатый. Вызывается бактерией Xanthomonas translusens var. Undulosum.

Чешуйки колосьев и стебли покрываются темными полосами, зерна чернеют и трескаются.

Зараженный посадочный материал, пожнивные остатки. Бактерии часто переносятся вредителями.

­Сильно уменьшается число зерен и снижается их качество. Потери могут достигать 50%.

Желтый бактериоз

Колосья и листья деформируются. Листья желтеют, покрываются желтой липкой слизью.

Бактерии могут присутствовать в почке, переносятся вредителями.

­Зараженные растения практически не дают зерна, поэтому вред урожаю наносится существенный.

Базальный бактериоз

Возбудитель болезни – бактерия Pseudomonas syringae. Наибольший вред причиняет именно озимой пшенице из-за частого сочетания низкой температуры с влажностью.

На листьях, стеблях, чешуйках колоса появляются водянистые пятна, сначала темно-зеленые, позже они чернеют.

Растительные остатки, болезнь распространяется насекомыми и через капли дождя. Возбудитель может сохраняться в семенах до 3 лет.

­Наибольший урон болезнь приносит в годы повышенной влажности летом.

Способы борьбы с болезнями озимой пшеницы

  1. Замена сортов на современные, более устойчивые.
  2. Посев в оптимальные сроки.
  3. Своевременная уборка урожая.
  4. Применение средств для предпосевной обработки (протравители семян).
  5. Применение фунгицидов.
  6. Использование десикантов.
  7. Обеззараживание инвентаря, сельскохозяйственных машин.­
  8. Соблюдение пространственной изоляции посевных участков.
  9. Уничтожение пораженных остатков растений.

Подводя итоги, можно сказать, что эффективной защиты пшеницы от болезней можно достичь за счет борьбы с любыми источниками инфекций посредством специальных препаратов. Ну а первостепенная цель заключается в том, чтобы уменьшить распространение и развитие болезни, чтобы она не нанесла вред посевным полям.

Ржавчина пшеницы (стеблевая и листовая): чем опасна для озимой и яровой пшеницы, почему появляется, как с ней бороться

Уже более 10 лет линейная ржавчина вызывает особое беспокойство ученых. Быстрое распространение нового штамма возбудителя заболевания может поставить под угрозу мировые запасы зерна. Помнить о стеблевой ржавчине следует и казахстанским фермерам.

Не так давно стеблевая (линейная, черная) ржавчина была примером того, как наука селекция победила чрезвычайно опасное заболевание злаковых культур. Казалось бы, с возбудителем болезни, которая в первой половине ХХ века приводила к серьезным потерям урожая, к 1970-м годам покончено раз и навсегда путем распространения по всему земному шару новых устойчивых сортов.

Однако на самом деле за 30 лет тишины гриб мутировал в новую крайне агрессивную расу и в 1999 году поразил посевы североафриканского государства Уганда, так его и назвали – Ug99. Враждебно звучащее название штамма оправдывает себя: стеблевая ржавчина пшеницы (Puccinia graminis f. sp. tritici) обладает свойством превращать посевы, выглядящие вполне здоровыми за несколько недель до уборки урожая, в перепутавшиеся клубки черных стеблей со сморщенными зернами к моменту жатвы. При определенных условиях возможна потеря 70 и более процентов урожая. Не случайно, из-за способности практически полностью уничтожить посевы пшеницы, во время холодной войны стеблевая ржавчина рассматривалась в качестве биологического оружия.

Стеблевая ржавчина пшеницы быстро распространяется на большие расстояния при помощи ветра или за счет случайной передачи через человека (через зараженную одежду или растительный материал), путешествующего на автомобилях и самолетах. Новый вид уже распространился на страны северо-востока и юга Африки, в Восточную Азию. В Иране его обнаружили в 2008 году – кстати, намного раньше ожидаемого срока. По последним данным, Ug99 пока не двинулся дальше, однако это дело времени. В районах, которым непосредственно угрожает распространение Ug99, сосредоточено, по оценкам специалистов, 37% мирового производства пшеницы.

Чрезвычайная опасность новой расы гриба Puccinia graminis в том, что она способна уничтожить большинство сортов пшеницы, ранее устойчивых к стеблевой ржавчине. Первое исследование, проведенное в 2003 году показало, что более 70% сортов американской пшеницы подвержены Ug99. 70-75% сортов индийской, пакистанской, китайской, египетской пшеницы также «ржавеют». Твердые сорта пшеницы более устойчивы к Ug99, чем мягкие. Более того, за счет мутации патогены ржавчины быстро изменяются, и сейчас уже выделены 7 разновидностей в линейке Ug99.

Способы борьбы

Пшеница обладает исключительно важным геном сопротивляемости Sr31, который долгое время защищал культуру от стеблевой ржавчины, однако Ug99 этот ген обходит так же, как и другие гены сопротивляемости пшеницы и родственных ей культур.

Главным оружием против заболевания должно стать создание новых сортов пшеницы.

Некоторое время назад расшифровка генома пшеницы считалась невозможной. Однако в 2008 году Французский Институт агрономических исследований совершил прорыв в расшифровке генома пшеницы, построив карты наибольшей хромосомы пшеницы.

Это позволило ученым из Института биологии растений в Цюрихе обнаружить ген, который защищает современные сорта пшеницы от бурой и жёлтой ржавчины – Lr34. Так как данный ген был активен в течение последних 50 лет, есть надежда, что его защита будет долговечной. Правда, пока исследователям не удалось выяснить действие механизма защиты, но они надеются, что это открытие позволит в будущем вывести новые сорта пшеницы, которые будут совершенно невосприимчивы к ржавчине, в том числе и линейной.

Специалисты из Англии обнаружили еще один ген устойчивости к стеблевой ржавчине – Yr36. Этот ген присутствует в дикой пшенице. Он был потерян в процессе одомашнивания и искусственного отбора и отсутствует как у мягкой, так и у твердой пшеницы. Это открытие дает ученым еще один инструмент для борьбы со стеблевой ржавчиной.

В Кении — стране, где площадь возделывания пшеницы составляет 150 000 га, а посевы в течение нескольких лет находились под угрозой распространения Ug99, — в течение 2005-2006 годов проводились исследования действия различных фунгицидов на новый штамм. Анализ показал, что в зависимости от сезона и района выращивания применение некоторых марок фунгицидов могло обеспечить экономически значимое увеличение урожайности пшеницы. В настоящее время два препарата официально рекомендованы Кенийским сельскохозяйственным НИИ для борьбы с Ug99 в этой стране.

Ржавчина в Казахстане

Наша страна не так уж и далека от данной мировой проблемы.

Во-первых, есть вероятность заноса Ug99 к нам из Ирана через страны Центральной Азии, во-вторых, на севере и востоке Казахстана развитие стеблевой ржавчины происходит ежегодно, причем учеными отмечается, что казахстанская популяция стеблевой ржавчины 2006-2007 годов включала патотипы, сходные с патотипом из Африки Ug99.

В Республике Казахстан проблемой стеблевой ржавчины занимается Институт биологии и биотехнологии растений. В одном из ближайших номеров читайте статью д. б. н. А.М. Кохметовой об исследовании ситуации в Казахстане и новостях от мировых ученых с конференции по проблемам ржавчины в Индии.

Puccinia graminis как она есть

Болезнь убивает стебли, основания листа, иногда ости и стержень колоса.

Вначале на стеблях, листовых влагалищах, колосковых чешуйках и иногда на остях появляются ржаво-бурые продолговатые, линейные, часто слитые между собой пылящие подушечки — уредопустулы. Позже, в конце вегетации пшеницы, в местах образования уредопустул и рядом с ними формируются черные выпуклые, продолговатые, часто в виде сплошных линий подушечки — телиопустулы. Они разрывают эпидермис (наружный слой) и выступают из трещин стеблей, листьев и листовых влагалищ, сливаются и образуют полосы длиной до 22 мм.

Заболевание нарушает водный баланс растений и усиливает транспирацию (испарение воды), ослабляет фотосинтез, снижает интенсивность образования и оттока углеводов, уменьшает рост и задерживает развитие растений. Поражение стебля под колоском вызывает «истекание» зерна, вследствие чего оно образуется щуплым, с очень низкими хлебопекарными качествами.

Стеблевая ржавчина сильнее проявляется на ранних посевах озимой и поздних посевах яровой пшеницы. Внесение калийных удобрений, особенно в смеси с фосфорными, повышает устойчивость растений против заболевания, чрезмерное внесение азотных удобрений, наоборот, способствует его развитию.

Заражение злаковых культур простым языком можно объяснить следующим образом. Ржавчина – это гриб, и его размножение происходит двумя способами. Первый – половое размножение гриба: распространение спор первой стадии с промежуточного хозяина (барбарис или магония) на злаковые воздушными потоками. Второй: распространение спор второй стадии от одних растений на другие. Споры второй стадии могут сохраниться зимой на растительных остатках. А сам мицелий (тело гриба) может перезимовать на многолетних травах и озимых культурах.

Так что если ржавчина не успела навредить в одном сезоне, на следующий год при благоприятных для нее условиях она может нанести сильный ущерб.

Черную ржавчину иногда можно принять за бурую ржавчину. Отличительным признаком линейной ржавчины является типичное растрескивание эпидермиса вокруг пустул и линейное расположение пустул. Оба данных признака отсутствуют при поражении бурой ржавчиной.

Условия развития болезни: наличие капельно-жидкой влаги на растениях и температура от +5°С до +22°С.

Факторы, способствующие развитию стеблевой ржавчины:
1. Ранние посевы озимых и поздние яровых культур.
2. Избыточное внесение азотных удобрений.
3. Теплая осень; влажная, теплая затяжная весна.
4. Массовое развитие болезни в предыдущем году.
5. Засоренность посевов злаковыми сорняками.

Меры защиты:
1. Использование устойчивых сортов.
2. Соблюдение севооборота.
3. Лущение стерни и ранняя глубокая вспашка.
4. Внесение повышенных норм фосфорно-калийных удобрений и обработка семян микроэлементами (бор, магний, медь, марганец).
5. Уничтожение промежуточных хозяев – барбариса и магонии – на расстоянии не менее 500 метров от полей.
6. Борьба с сорняками.
7. Воздушно-тепловой и солнечный обогрев семян.
7. Обработка вегетирующих растений фунгицидами. Некоторые производители рекомендуют использовать препараты, предназначенные для борьбы с бурой ржавчиной.

Заболевания пшеницы — ржавчина.

В данной статье речь пойдет об одном из самых опасных заболеваний пшеницы — ржавчина зерновых культур.

На зерновых культурах встречаются несколько видов ржавчины:

  • Листовая (или бурая ржавчина)
  • Стеблевая (или линейная)
  • Желтая ржавчина (или полосатая)
  • Карликовая ржавчина
  • Корончатая ржавчина

Каждое из перечисленных заболеваний вызывает определенный вид гриба. Но все без исключения возбудители этой болезни относятся к одному роду — роду пукциния.

По типу паразитизма — представители рода пукциния являются облигатными паразитами. Это означает, что они способны развиваться только в живых тканях растения. Внедряясь своими густориями в клетки, гриб возбудитель не убивает их, а начинает забирать необходимые для его жизнедеятельности питательные вещества.

Конечно эти процессы не могут не ослабить все растение. Результатом этого становится снижение урожайности культуры, щуплость и слабая схожесть зерна. Кроме того, пораженные листья, преждевременно отмирают, стебли при их поражении надламываются и полегают. Снижается засухо- и морозостойкость растения.

Характерный симптом всех ржавчин — пустелы (или подушечки различной формы и цвета). От желтого, до бурого и коричне-красного. В зависимости от возбудителя, ржавчиной могут поражаться листья, листовые влагалища, стебель и колосья — где ржавчина развивается на чешуйках и остях.

И даже на зерне — однако этот вариант возможет только при раннем поражении желтой ржавчиной.

Все возбудители ржавчины зерновых патогены, которые могут развиваться на двух видах растений. Вегетативную и самую вредоносную часть своего жизненного цикла ржавчинные грибы проводят на наших культурных растениях, а другую — половую стадию, на соответствующих промежуточных растениях-хозяевах.

Так например для возбудителя стеблевой ржавчины — такими растениями являются: Барбарис и Магония. Для бурой ржавчины: растения семейства лютиковых и т.д.

Таким образом, чтобы эффективно бороться с данными болезнями, нужно представлять биологию их возбудителей, условия наиболее благоприятствующие их развитию, жизненные циклы.

Факторы способствующие массовому заражению пшеницы ржавчиной.

Существует четыре главных фактора: Первым и определяющим является инфекционное начало. Наличие инфекционного начала, которое также называют инфекционной нагрузкой — существенный этап в жизни возбудителя ржавчины. Ржавчина — это полициклическое заболевание, при котором образуются до десяти поколений спор за вегетационный сезон. Огромное количество ( миллиарды ) спор ржавчины определяют взрывоопасность этого заболевания.

К примеру, если на озимых мы имеем большое количество осенних или край летних спор, то в следующий период нового года весной и далее летом мы получим взрывоопасное развитие данного заболевания. К этому сводится роль спор — в роли инфекционного начала заболеваний ржавчины.

Второй фактор — это степень восприимчивости сортов зерновых, реанированных в данной местности или зоне. Здесь надо привести такой пример: Современные сельхоз производители любят использовать продуктивные сорта зерновых, при этом они зачастую забывают о том, в какой зоне они реанимированы. Это приводит к проблеме увеличения восприимчивости данных сортов к пораженности заболеваниям ржавчины.

Третий фактор — это срок первичного заражения с/х растений спорами возбудителя ржавчины. Соответственно, чем раньше происходит это заражение, тем в большей степени проявляется развитие болезни и тем больше потери урожая зерновых от ржавчного заболевания.

Четвертый фактор — это погодные условия. Он имеет принципиальное значение как для классических, так и для современных прогностических систем, т.е. систем которые предсказывают развитие ржавчины на зерновых, а так же развитие болезней на самых разных сельскохозяйственных культурах.

Наиболее принципиальные факторы — это температура и влажность. вместе они определяют, так называемый, гидротермический коэффициент.

Можно привести конкретный пример: Так развитие бурой ржавчины происходит при температуре 18-23 градуса, развитие стеблевой ржавчины — при 18-20 градусов, а развитие желтой ржавчины происходит при несколько меньших температурах, около 15 градусов Цельсия.

Методы борьбы с заболеванием ржавчины пшеницы.

Существуют три основных способа и метода борьбы с этим заболеванием.

Метод №1. Иммуногенетический метод защиты. Этот метод основан на современных достижениях генетики и селекции и сводится к созданию устойчивых сортов, которые получают путем применения самых различных генетических технологий.

Метод №2. Агротехнический метод защиты. Этот метод включает в себя следующие принципиальные мероприятия. Во-первых соблюдение структуры севооборота, во-вторых густоты посева, в-третьих норма высева. Так же нужно отметить и акцентировать, что очень важно соблюдать правильность внесения азотных, фосфорных и калийных удобрений. Надо учитывать, что чрезмерное внесение азотных удобрений ведет к уменьшению иммунитета зерновых к ржавчивных заболеваниям. Напротив, внесение фосфорных и калийных удобрений ведет к обратному, положительному эффекту — увеличению иммунитета зерновых культур к заболеваниям.

Метод №3. Химический метод защиты. Надо сказать, что данный метод наиболее популярный у производственников. В данном методе используется искореняющая обработка, т.е. обработка различными фунгицидами. по симптомам развития ржавчины.

Необходимо делать упор на профилактические обработки против ржавчных заболеваний.

В заключение мы должны сказать следующее, Мы охарактеризовали три способа защиты зерновых культур от ржавчных заболеваний. Бороться со ржавчиной тяжело, т.к. ржавчина и ее возбудители представляют собой универсальные биологические и генетические системы, сложные и комплексные. Это удивительная динамика, это полициклические болезни с миллиардами спор разных типов. Это сложная стратегия размножения способная убить самый устойчивый сорт злаковых. Это все необходимо принимать во внимание. Поэтому защита зерновых культур от ржавчных заболеваний всегда должна быть в тонусе несмотря даже на кажущиеся успехи в этом направлении

Стеблевая ржавчина пшеницы

На пшенице известно 3 вида ржавчины – стеблевая (линейная), бурая й желтая. Зарегистрированы они во всех районах возделывания пшеницы, но степень их развития и вредоносность неодинаковы в зависимости от климатических условий, накопления инфекционного начала и возделываемых сортов.

Возбудителями ржавчинных заболеваний пшеницы, как и других культур, являются базидиальные грибы порядка Uredinales .

Стеблевая ржавчина пшеницы (или линейная) ( цв. рис.3). Встречается почти повсеместно, однако вредоносна только в определенных районах, в частности на Дальнем Востоке, в Северном Казахстане, Прибалтике, на Северном Кавказе и в некоторых западных районах Белоруссии и Украины.

Возбудитель болезни – Puccinia graminis Pers. f. tritici Eriks. et Henn . Это двудомный гриб: спермагониальные и эциальное (эцидиальное) спороношения образует на растениях барбариса и магонии, а урединио- и телиоспороношение – на пшенице, ячмене и многих других видах злаков (рис. 2).

На листьях барбариса с верхней (реже с нижней) стороны гриб образует располагающиеся одиночно или небольшими группами шаровидные спермагонии. Диаметр 120–130мкм, окраска их темно-желтая. В спермагониях формируется огромное количество мелких, светлых, одноклеточных спермаций, при помощи которых происходит оплодотворение других спермагониев, чем и объясняется появление новых биологических форм и рас гриба.

Через 2–5 дней после появления спермагониев с нижней стороны листьев барбариса, а иногда на черешках и молодых побегах образуются эции, располагающиеся группами в виде округлых или продолговатых пятен. Форма эций цилиндрически-чашевидная, с отогнутым краем, окраска беловато-желтая, диаметр 2–5мкм. Клетки их перидия (покрова) прямоугольные, плотно соединены между собой и усажены бородавочками. Толщина внешней стенки оболочки 7–13мкм. Эциоспоры шаровидные или округло-тупомногогранные, размером 14–22×12–18мкм, с желтым содержимым. Оболочка их бесцветная, в верхней части утолщенная, покрытая мелкими бородавочками. Разлетаясь и попадая на зерновые злаки, эциоспоры прорастают при наличии капельно-жидкой влаги и температуре от 5 до 24°С.

В месте внедрения ростка эциоспоры развивается грибница, на которой формируются урединии с урединиоспорами. Такую грибницу называют урединиомицелием, или урединиогрибницей.

Урединии ржаво-бурые, продолговатые, линейные и сливающиеся; образуются на стеблях, листовых влагалищах, листьях, остях и колосковых чешуях. Урединиоспоры продолговатые, эллиптические, одноклеточные, размером 20–42×14–22мкм, оболочка их желтая, с шипиками. Прорастают урединиоспоры в капельно-жидкой влаге при температуре от 1 до 30°С (оптимум 18–20°С). Оптимальная температура для развития заболевания в урединиостадии 18–28°С. За время вегетации растения гриб в зависимости от экологических условий может дать несколько поколений урединиоспор, чем и объясняется быстрое нарастание заболевания.

К концу вегетации пшеницы на листьях и особенно на листовых влагалищах, а также на стеблях появляются телиопустулы с телиоспорами. Развиваясь в местах формирования урединий, они часто образуют черные полосы длиной до 22мм. Телиоспоры на длинной ножке, двуклеточные, продолговато-булавовидные, размером 35–60×12–22мкм, с утолщенной оболочкой у вершины, коричневые, гладкие.

Зимуют телиоспоры в растительных остатках, особенно на стерне, и прорастают только весной, после периода покоя, при температуре 9–29°С (оптимум 18–22°С) и влажности воздуха 95–100%. Время, необходимое для прорастания телиоспор, зависит от степени их зрелости. Зрелые телиоспоры могут прорастать через 3–4 часа после помещения их во влажную камеру.

Из клеток телиоспор образуются базидии с базидиоспорами. Разлетаясь, они попадают на барбарис или магонию и дают начало новой грибнице, на которой формируются спермагонии и эции.

У гриба Р. graminis f. tritici идентифицировано более 300 рас, отличающихся вирулентностью к различным сортам. В СНГ наиболее часто встречаются расы 21 и 34.

Стеблевая ржавчина сильнее проявляется на ранних посевах озимой и поздних посевах яровой пшеницы. Одностороннее внесение азотных удобрений снижает устойчивость растений к болезни, тогда как внесение калийных удобрений, особенно в смеси с фосфорными (в соотношении 1:3), напротив, повышает. Правильное сочетание различных удобрений с учетом наличия подвижных форм питательных элементов в почве является важным фактором в сдерживании развития стеблевой ржавчины. В ряде случаев обработка семян микроэлементами и подкормка растений озимой и яровой пшеницы фосфорно-калийными удобрениями в начале выхода в трубку дает положительный эффект.

Отмечено, что в пределах отдельных родов и даже видов растений имеются иммунные формы, то есть обладающие повышенной устойчивостью к стеблевой и другим видам ржавчины. Практически иммунны к ржавчине Triticum monococcum и Тг. timofeevi . Повышенной устойчивостью характеризуются также Тг. turgidum , Тг. polonicum и Тг. dicoccum . Использование таких сортов в межвидовых скрещиваниях позволяет создавать новые формы с повышенной устойчивостью к ржавчине.

Патоген вызывает множество разрывов эпидермиса стебля (их насчитывается более 1,5 тыс.). При очень сильном развитии стеблевой ржавчины растения пшеницы полегают.

При поражении патогеном стебля под колосом урожай зерна резко снижается вследствие так называемого стекания: зерно становится щуплым и обладает очень плохими хлебопекарными качествами. Нередко при сильном развитии стеблевой ржавчины недобор урожая достигает 60–70%.

Ссылка на основную публикацию