Карликовая головня пшеницы

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.

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, 2016 год. Министерство сельского хозяйства Российской Федерации (Минсельхоз России) &nbspСкачать >>>

2.

Пересыпкин В.Ф. Сельскохозяйственная фитопатология, 4-е изд., перераб. и доп. — Москва: Агропромиздат, 1989. — 480 с.

3.

Прескотт Дж. М., Бурнетт П. А., и другие. Болезни и вредители пшеницы. Руководство для полевого определения. На русский язык перевели: Койшибаев М., КенжегалиеваУ. гтц-симмит Алматы, 2002, — с150

4.

Станчева Й. Атлас болезней сельскохозяйственных культур. Часть 3. Болезни полевых культур. Перевод Г. Даниловой, редакторы Васютин А.С., Ширина Л.В., Кулич О.А., София-Москва, изд. «Пенсофт»,2003 – 175 с.

5.

Шкаликов В.А., Белошапкина О.О., Букреев Д.Д. Защита растений от болезней, 2-е изд., испр. и доп. — М.: Колос, 2003. — 255 с.

Свернуть
Список всех источников

Симптомы заболевания

Заболевание характеризуется образованием на листьях, стеблях и влагалищах продольных, слегка выпуклых полос. В начале они светлые, по мере развития заболевания темнеют и приобретают свинцово-серую окраску. Длина полос варьирует от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Эпидермис подсыхает, полосы растрескиваются, обнажая темную массу спор.

Инфицированные растения слабо кустятся, сильно отстают в росте от здоровых. Междоузлия таких растений укорочены, листья скручены. Вместо колоса часто образуется скрученная масса растительной ткани. Часто больные растения не дают зерен совсем и остаются стерильными, иногда могут образоваться единичные, недоразвитые зерна.

Жизненный цикл

Базидиоспоры определяются биполярно (+ и -). Они прорастают в гаплоид , дрожжеподобные мицелия , который живет исключительно в saprobionic форме , она не может паразитировать на растениях. Когда встречаются две разные детерминированные клетки, образуется трубка копуляции. Благодаря этому содержимое одной клетки мигрирует в другую: клетки сливаются (плазмогамия), два ядра сохраняются. Развивается пара ядер (дикариотическая) клетки. Из этого вырастает парная гифа , которая теперь может атаковать растение-хозяин.

Парный мицелий распространяется межклеточно в растении-хозяине. Он растет вместе с апикальной меристемой и не вызывает никаких симптомов. В видоспецифичных органах, таких как пыльники или яичник , мицелий изменяется на внутриклеточный рост, разрушая ткань хозяина и образуя плотные слои мицелия. В них возникают сферические вздутия, которые покрываются толстыми коричнево-черными клеточными стенками и отделяются от мицелия: споры ожогов, так называемые после их подобного угольной пыли вида. Споры головни гомологичны молодым базидиям , в них имеет место кариогамия . Их называют пробазидиями. У большинства видов споры ожога перезимовывают и прорастают весной, образуя поперечно-перегородочную трубку гиф. Вот где происходит мейоз . В конце мейоза есть четыре клетки, каждая с гаплоидным ядром. Эта стадия, известная как Промизель, соответствует фрагмобазиде . Споры от него сбоку отщипывают (споридии), это может происходить несколько раз подряд. На этом завершается гаплодикариотический цикл.

Что такое грибы-паразиты?

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.

Гриб, относящийся к паразитам, полностью зависит от своего хозяина, который обеспечивает его существование. Но при этом он постепенно изнуряет носителя, поэтому такие организмы рассматриваются как ослабленная форма хищничества. Растения и другие организмы, пораженные грибами-паразитами, могут жить с ними на протяжении многих лет. Срок их существования зависит от вида «подселенцев» и особенностей хозяина. Так, твердые породы деревьев могут жить с такими паразитами десятилетиями, в то время как, например, тополь может погибнуть за несколько лет.

Зона распространения этих организмов не ограничивается растительностью. Существуют грибы-паразиты человека, которые способны вызвать очень тяжелые болезни. Они требуют своевременного лечения, поскольку могут привести к серьезным последствиям. Существуют и такие грибы-паразиты растений, которые поражают различные виды сельскохозяйственных культур.

Биология

Патоген развивается на протяжении двух лет и более. В первый год происходит заражение зерна. Во второй – появляется головня с созревшими спорами. Заражение спорами происходит в период цветения. Споры гриба распыляются и попадают на здоровые растения. (Доброзракова Т.Л., 1974) На рыльце пестика телиоспоры прорастают, образуя диплоидные гифы, способные достигать завязи. В результате происходит заражение семяпочки.(Пересыпкин В.Ф., 1989) Зараженная завязь развивается в почти нормальное зерно. Гриб сохраняется во всех частях зараженных зерен. (Доброзракова Т.Л., 1974) Ustilago tritici может сохранять жизнеспособность в зерне более трех лет. (Пересыпкин В.Ф., 1989) 

Одновременно с прорастанием семени активизируется и грибница. Она поражает проросток и диффузно распространяется по стеблю. Иногда части грибницы обнаруживаются в молодых листьях. Во время развития колоса гифы разрастаются и утолщаются. Их стенки становятся студенистыми и сливаются. В результате образуется масса спор. (Пересыпкин В.Ф.,1989) 

Наибольшая зараженность посевов наблюдается при сочетании высокой влажности, температурного диапазона от +18°C до + 24°C и фазы цветения посевов. Установлено, что рост грибницы в растениях прекращается при +7 — + 8 °C. (Пересыпкин В.Ф.,1989)

Путь возникновения

Головневые грибы имеет такое же строение, как и любые другие представители огромно царства. Для них характерно наличие грибницы, и хорошо развитого мицелия. Мицелий способен проникать в ткань растения через межклеточное пространство, время от времени задевая и пронизывая клетку. Он отличается большой ветвистостью. Эту веточку биологи называют гиф. Гифов большое количество. Завершая процесс создания толстой оболочки, клетка отделяется. Ее назвали головневой спорой, которая создает пыльные массы, имеющие похожий с сажей вид.

Клетки мицелия, проникающие в ткани растений, распространяются в них крайне быстрым и диффузным образом. Мицелий может разрушать не все растение, а какие-то определенные части. Злаковый отросток является первым местом, где развивается начальная фаза паразитического организма. С созреванием стебля, клетки мицелия выносятся на поверхности. Экземпляр может паразитировать на отростках, на завязях. Также его привлекают листья и соцветия.

Система комплексной биологической защиты агрокультур с помощьюnбактериальных, бациллярных и грибных биофунгицидов

На сегодняшний день предпочтение отдается комплексной обработке растений биопестицидами с целью заселить все “открытые” растительные поверхности защитной микрофлорой. Под комплексной обработкой понимается осуществление как предпосевной обработки семян (для защиты от гнилей), так и многократной бактеризации растений “по листу” (для защиты от пятнистостей). Путем совмещения био- и химических пестицидов возможна организация эффективной интегрированной системы защиты растений (ХСЗР/БССЗР + БСЗР = ИСЗР).

Преимущество интегрированной системы защиты растений над “чисто-химической” заключается в 4 аспектах:

• Снижаются нормы расхода химических фунгицидов
• Ускоряется восстановление растений после пестицидных стрессов
• Значительно снижается риск возникновения резистентности у фитопатогенов
• Восстанавливаются микробиологические процессы в почве, что приводит к улучшению ее общего фитосанитарного состояния

Заражение и его причины

В некоторых случаях инфицирование головней пшеницы может происходить, если споры инфекции находятся в грунте. Такой путь передачи грибка не очень часто встречается. Обычно заражение здорового растения происходит от больного. Хрупкий инфицированный злак распадается на части, из него выходят споры, которые с помощью ветра попадают на другое растение.

Увеличение риска заражения наблюдается при таких ситуациях:

• при довольно глубоком погружении семян во время посадки;
• при долгих осенних засухах;
• когда неправильно посажена пшеница.

Лучшей температурой для активации спор считается плюс два – плюс пять градусов тепла.

Паразиты в лесах

Трутовики поражают кору и древесину дерева

вред лесному хозяйству наносят:

• трутовики;
• опенок осенний;
• опненок зимний;
• грифолы курчавые.

Трутовик

Поселяются трутовики на деревьях. Предпочитают они лиственные леса, но иногда селятся на садовых культурах (яблонях, грушах). Эти паразитические грибы внешне поражают кору дерева. Со временем грибница проникает в ткани, поражая ствол. Дерево становится трухлявым, появляются дупла. В результате такого симбиоза дерево перестает плодоносить и погибает. Появляются чаще всего грибы паразиты на пораженных или слабых деревьях.

Меры борьбы включают в себя тщательную зачистку пораженного участка ствола и его обеззараживание. Если поражена ветка, ее лучше срезать и сжечь. Профилактические меры включают в себя регулярный уход за садовыми и лесными культурами. Если на дереве появились ожоги или дупла, их зачищают, замазывают раствором глины с водой и закрывают бинтом. Места спилов обязательно обрабатывают садовым варом. Также не следует допускать появления паразитирующих насекомых, повреждающих древесную кору.

Опенок осенний

Опенок осенний, или настоящий часто является опасным паразитом, вызывающим белую гниль древесины. Он поражает около 200 видов высших растений. Его грибница представлена ризоморфами – темно-коричневыми, почти черными шнурами, которые проникают через кору дерева и поражают камбиальный слой, расположенный между корой и древесиной.

Дерево сопротивляется развивающемуся грибу, выделяя защитные вещества. Однако грибница опенка также, в свою очередь выделяет токсины, которые отравляют дерево. Молодое дерево гибнет через 1-3 года после заражения, старое – за 10 лет.

Опенок зимний

Съедобный зимний гриб, или опенок зимний, или фламмулина бархатистоножковая помимо проживания на поваленных стволах различных лиственных пород, поселяется и на живых деревьях, приводя их к гибели. Свое название – «опенок зимний», гриб получил из-за способности плодоносить круглый год, особенно в южных странах. Кроме способности к зимнему плодоношению, этот вид опят может восстанавливать клетки, разрушенные при сильных морозах, как только температура станет немного выше нуля.

Грифола курчавая

Этот гриб-паразит предпочитает лиственные леса, является съедобным. Он широко распространен на территории страны. Вред, наносимый грифолой курчавой, негативно сказывается на продолжительности жизни дерева, которая сокращается до 10-15 лет. Но этот гриб обладает и полезными свойствами. С его помощью лечат такие болезни, как туберкулез и авитаминоз, он стабилизирует уровень холестерина в крови. Неоценима польза грифолы и для худеющих. Этот вид включен в Красную книгу России.

Кстати. Очень часто грибом-бараном, или грифолой курчавой называют грифолу зонтичную и спарассис курчавый.

Значение слова «Головнёвые грибы»

Головнёвые грибы (Ustilaginales), порядок базидиальных грибов; паразиты высших растений, вызывающие у них заболевания, известные под назв. головни (рис. 1). Особенно большой вред наносят Г. г. хлебным злакам. Всего известно (на культурных и дикорастущих растениях) ок. 700 видов Г. г., объединяемых в 42 рода. Представители Г. г. распространены во всех частях света, встречаются повсюду, в том числе в высоких широтах и высокогорных областях. Заражение растений Г. г. долгое время остаётся незаметным, так как развитие грибницы паразита, диффузно распространённой внутри растения-хозяина, не вызывает на нём наружных изменений. Грибница Г. г. сильно разрастается только перед спорообразованием. Гифы гриба делятся частыми поперечными перегородками на более или менее равные по длине и ширине участки, оболочки которых ослизняются, приобретают особую структуру — шиповатую или сетчатую — и обычно сильно темнеют. Так формируются головнёвые споры, называемые по способу образования хламидоспорами. Гифы, из которых образуются головнёвые споры, распадаются на одноклеточные хламидоспоры (у Tilletia, Ustilago), или спорокучки, — клубочки, состоящие из большего или меньшего числа плотно сросшихся спор. При этом способны прорастать все клетки спорокучки (например, у Thecaphora, Tolyposporium) либо только часть их, остальные клетки играют роль воздушных мешков или плавательных пузырей и служат для распространения спорокучек по воздуху (у Tuburcinia) или по воде (у Doassansia) (рис. 2). Части растений, в которых формируются обычно в громадных количествах хламидоспоры гриба, разрушаются и в большинстве случаев кажутся как бы обугленными или покрытыми сажей (отсюда название). Хламидоспоры образуются на цветках, листьях, стеблях, у немногих растений — на корнях. У каждого вида Г. г. хламидоспоры могут быть только в определённых органах растения-хозяина, так, например, при твёрдой головне пшеницы — лишь в завязи цветков; при стеблевой головне ржи или пшеницы — на стеблях. У некоторых видов семейства гвоздичных — только в пыльниках тычинок; пыльная головня пшеницы разрушает почти все части колоса, превращая его в пылящую массу спор и оставляя только стержень.

  Г. г. разделяют по способу прорастания хламидоспор на два семейства: устилягиновые (Ustilaginaceae) и тиллециевые (Tilletiaceae). Из проросшей хламидоспоры устилягиновых образуется базидия, разделённая поперёк на 4 одноядерные клетки (так называемая фрагмобазидия), по бокам которых в виде выростов возникают базидиоспоры. Из хламидоспор тиллециевых формируется одноклеточная базидия с группой нитевидных базидиоспор на вершине.

  Половой процесс Г. г. состоит в копуляции двух базидиоспор или отпочковавшихся от них клеток (рис. 3, 1), причём содержимое из одной споры переходит в другую, но ядра не сливаются. Из образовавшейся диплоидной клетки развивается грибница с двухъядерными клетками, способная заразить растение.

  Таким образом, цикл развития Г. г. состоит в чередовании гаплоидной (базидии и базидиоспоры) и диплоидной (грибница и хламидоспоры) фаз. Основное значение в жизни Г. г. имеет диплоидная фаза, которая начинается копуляцией базидиоспор и заканчивается редукционным делением ядра в хламидоспоре.

  Лит.: Гутнер Л. С., Головнёвые грибы, М. — Л., 1941; Курсанов Л. И. и Комарницкий Н. А., Курс низших растений, 3 изд., М., 1945; Ульянищев В. И., Определитель головнёвых грибов СССР, Л., 1968.

  Б. П. Васильков.

Рис. 1. Различные типы головни: 1 — пыльная пшеницы; 2 — твёрдая пшеницы; 3 — стеблевая ржи; 4 — пузырчатая кукурузы; 5 — проса; 6 — пыльная овса; 7 — лука.

Рис. 2. Типы головнёвых спор: а — спора Tilletia; б — споры Ustilago; в — спора Tuburcinia; г — спора Doassansia; д — спора Thecaphora.

Рис. 3. Размножение головнёвых грибов: 1 — прорастание споры Tilletia tritici (а — базидиоспоры; б — копуляция базидиоспор); 2 — прорастание споры Ustilago avenae (а — четырёхклеточная базидия с базидиоспорами).

Большая Советская Энциклопедия М.: «Советская энциклопедия», 1969-1978

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.

Головневый гриб

Головня — заболевание, провоцируемое головневыми грибами. По внешнему виду злаковых легко определить наличие недуга, т.к. происходит почернение (заражение) зараженных участков, в результате чего они становятся похожими на обгоревшие остатки, покрытые сажей.

Данный вид грибов растет по всему миру, непривередлив к климату.

Заболевание имеет свойство поражать и разрушать ткани, абсолютно не влияя на порядок биохимии спор. Хламидоспоры являют собой внешне массу в виде сажи.

Каждая головневая спора при прорастании образует ростковую гифу, или промицелий, на котором и образуются базидиоспоры. Плодовых тел головневые грибы не формируют. Головневая спора несет двойной набор хромосом, поэтому ее называют диплоидной. Но во время процесса прорастания происходит мейоз (редукционное деление) и образующиеся базидиоспоры несут в себе уже одинарный (гаплоидный) набор хромосом. От головневых спор базидиоспоры отличаются следующими признаками:

• меньшие размеры;
• гладкая тонкая и неокрашенная оболочка.

Микологи рассматривают головневую спору вместе с промицелием как базидию. Именно это послужило основанием для включения головневых грибов в класс Базидиомицеты.

Типы головни

По мнению микологов, существует несколько видов головневых. Специалисты делят их на группы по признакам проявления или поражения каких-либо компонентов растительности. Головня может быть:

• Твердой
• Карликовой
• Стеблевой
• Пузырчатой
• Пыльной

Злаковые культуры страдают от головневых грибов, особенно от твердых и пыльных типов. Сельское хозяйство претерпевает непоправимые ущербы от данной разновидности.

Колоски страдают от твердых разновидностей, а зернышки разрушаются паразитами в полной мере. Однако в данном процессе происходит сохранение зерновых оболочек, что является небольшой, но интересной особенностью.

Пыльная головня поражает колос полностью. Способ распространения простой – ветер раздувает паразитические споры, которые потом начинают свое активное разрушающее воздействие на культуры на различных посевах.

Паразиты, провоцирующие пылевой тип, имеют достаточно интересную и разнообразную форму строения. Она зависит от видов растений, и меняется под них. Головневые грибы, которые разрушают пшеницу, имеют различное строение от тех представителей, которые становятся причиной пылевой головни у овса. Агрономы и биологи продолжают изучение интересных разновидностей и считают их непредсказуемыми.

Морфология

Симптоматика заболевания проявляется в образовании на листьях, стеблях и влагалищах растений продольных, чуть выпуклых полос светлого цвета, приобретающих свинцово-серую окраску по мере развития. Длина полос может изменяться от нескольких миллиметров до сантиметра и более. С течением времени эпидермис на полосах сохнет и растрескивается. При этом обнажается темная масса спор. (Пересыпкин В.Ф., 1989)

Больные растения кустятся слабо и отстают в росте от здоровых. Они характеризуются укороченными междоузлиями и скрученными листьями. Вместо колоса образуется скрученная масса больной растительной ткани. Обычно инфицированные растения совсем бесплодны, редко образуются единичные, недоразвитые зерна. (Станчева Й.,2003) (Пересыпкин В.Ф., 1989) Причина инфекции – гриб Urocystis tritici Koern, размножается телиоспорами.

Телиоспоры формируются в виде спорокучек, состоящих из одной или скопления от двух до пяти, чаще всего двух – трех центральных спор, способных к прорастанию, окруженных бесплодными спорами в количестве от пяти до двадцати, чаще десяти штук. И плодущие, и бесплодные споры одинаковой шаровидной или эллиптической формы, но периферические (бесполые) споры светло-желтые, а плодущие коричнево-бурые. (Пересыпкин В.Ф., 1989)

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.

Как уберечься от коварных микроорганизмов?

Где же мы ухитряемся подцепить микозы? В бане, бассейне. В туфлях с чужой ноги. Чаще всего картина такая: по влажному полу прошел больной и оставил за собой веер из мельчайших чешуек, образующихся на пораженных грибком стопах. В них-то и живут грибковые элементы. В здоровую ткань они внедряются в течение 6-8 часов. Не вымыл ноги дома после бани и сауны — получи грибок. Даже микологи, работающие с грибком непосредственно, не используют никаких дезинфицирующих средств. Но зато непременно моют руки с мылом.

Как же все-таки избежать микозов ногтей и стоп? Соблюдайте следующие правила:

• Не примеряйте чужую обувь. Не пользуйтесь чужими полотенцами. Это аксиомы, но почему-то о них забывают.
• После бани, бассейна, сауны вымойте ноги с мылом. А отправляясь на пляж или в баню, прихватите с собой резиновые тапочки.
• Носите только хлопчатобумажные носки. Особенно летом.
• Обувь подбирайте строго по размеру, чтобы на коже не появлялось потертостей и царапин.
• Не помешает, даже если вы не больны грибком (а уж тем более, если больны), периодически дезинфицировать обувь.
• Не пользуйтесь в ванной пушистыми ковриками. Они плохо промываются. Это отличный дом для микробов.
• Укрепляйте защитные силы организма: гуляйте, загорайте по возможности, принимайте витамины.

Записаться на консультацию специалистов вы можете по тел. 425-888 или через форму обратной связи.

Биология

Основными хозяевами стеблевой головни выступают мягкие сорта пшеницы. В основном заболевание встречается в районах выращивания озимой культуры, но не редко встречается и на яровой пшенице при возделывании ее на пониженных участках с умеренным климатом. (Дж. М. Прескотт, 2002) Инфекция консервируется в виде телиоспор на почве или на семенах. (Станчева Й., 2003) Прорастание телиоспор наблюдается после месячного покоя. Вначале образуются одноклеточные базидии с венком одноклеточных базидиоспор на вершине. Базидиоспоры при прорастании от базидий не отделяются. Гриб заражает зародыш. Инфицирование происходит или до появления первого листа, или когда зародыш уже тронулся в рост. Благоприятные условия для развития патогена зафиксированы при температуре почвы + 5,9°C + 15,5°C, с максимумом развития при температуре почвы близкой к + 9 °C. (Пересыпкин В.Ф., 1989)

Температура окружающего воздуха оптимальная для заражения и развития грибницы — +19°C + 20°C. (Станчева Й., 2003) Телиоспоры в почве сохраняются не больше года. Главным источником инфекции является заспоренное зерно. (Пересыпкин В.Ф., 1989)