Болезни ячменя

К числу распространенных и вредоносных заболеваний ячменя относятся головневые и ржавчинные болезни, корневые гнили, мучнистая роса, пятнистости листьев, черный бактериоз, штриховатая мозаика и желтая карликовость.

Из головневых заболеваний на посевах ячменя почти повсеместно обнаруживаются три вида головни: пыльная, твердая (каменная) и черная (ложная). Однако в 1975г. появилось обобщение об идентификации на посевах ячменя в штате Юта в США карликовой головни (возбудитель Tilletia controversa Kuehn), в связи с чем фитопатологи и специалисты по защите растений в странах СНГ должны особенно тщательно обследовать посевы ячменя во время апробации и установления пораженности головневыми заболеваниями.

Пыльная головня ячменя

Пыльная головня ячменя (цв. рис.16). Распространена повсеместно, но более сильное ее развитие наблюдается в Кабардино-Балкарии, Оренбургской и Новосибирской областях РФ, Таджикистане. При поражении пыльной головней все элементы колоса разрушаются и превращаются в оливково-коричневую споровую массу. Неповрежденным остается только стержень колоса, а иногда часть остей. В редких случаях поражаются листья.

Внешние признаки заболевания проявляются обычно в период выколашивания растений. В это время пораженный колос выходит из влагалища листа сначала прикрытый тонкой прозрачной пленкой, сквозь которую хорошо просвечивается споровая масса. Затем пленка быстро растрескивается, а споры распыляются. Иногда встречаются колосья, пораженные только в верхней или нижней частях. Пораженные растения резко выделяются на фоне здоровых.

Возбудитель болезни – базидиальный гриб Ustilago nuda Kell et. Sw. семейства Ustilaginaceae. Его телиоспоры шаровидные, эллипсоидальные, иногда продолговатые, 3,6–9×5,5–6мкм в диаметре со светло-коричневой оболочкой, покрытой шипиками (см. рис.8). В полевых условиях под действием факторов внешней среды телиоспоры рассеиваются в воздухе и через несколько дней на растениях остаются только колосовые стержни. Телиоспоры прорастают без периода покоя в воде и питательных средах, образуя базидию без базидиоспор (Breteldo, 1875). Минимальная температура для их прорастания 0,5°C, оптимальная 20°C и максимальная +20...25°С.

Растения заражаются во время цветения при температуре от 10 до 30°C и относительной влажности воздуха от 50 до 100%. Оптимальными условиями считаются относительная влажность 80% и температура 20°С.

Распыляющиеся телиоспоры, попадая на рыльце цветков, прорастают и образуют грибницу, которая проникает в завязь. При этом следует отметить, что во время прорастания телиоспор соседние клетки промицелия сливаются и образуют двухядерную гифу. Слияние соседних базидиальных клеток проходит через соединительный мостик, на котором впоследствии образуется дикариотическая инфекционная гифа. В дальнейшем инфекционные гифы внедряются в ткань рыльца, распространяются и достигают завязи семяпочки. Установлено, что между клетками от различных проросших на цветке телиоспор U. nuda происходит гибридизация, в результате чего образуются новые расы. После проникновения грибницы и зародыш зараженное зерно по внешнему виду не отличается от здорового. Используя методику В.И. Кривченко (1963), можно установить, что в щитке зерновки грибница патогена обнаруживается в виде длинных нитей, а в эндосперме – коротких. При прорастании зерна трогается в рост и грибница. Она диффузно распространяется по всему растению, проникает и не отстает от точки роста. В фазе кущения грибница массово обнаруживается в клетках формирующегося зачаточного колоса. Гистологическими исследованиями в этот период можно обнаружить распад грибницы на отдельные клетки (телиоспоры) размером 4–7мкм. Гриб U. nuda, кроме видов Hordeum, поражает также некоторые виды Agropyron.

К настоящему времени идентифицировано 18 физиологических рас патогена, обладающих различной вирулентностью к сортам ячменя.

Вредоносность пыльной головни очень велика. Процент пораженных колосьев соответствует проценту прямого недобора зерна. Однако, кроме этого, возможны и скрытые потери – часть пораженных растений выпадает еще в период всходов, а у некоторых характерных растений хотя заболевание и не проявляется, но в колосе образуется меньше зерен.

Исследования, проведенные в Северном Казахстане, показали, что на ранних посевах ячменя (10–13 мая) пыльная головня проявляется несколько меньше, чем на поздних (25–26 мая). При подзимнем севе ярового ячменя (25–30 октября) удалось полностью избавиться от пыльной головни, а растения из семян последующих репродукций поражались в 15–20 раз меньше, чем растения из семян весенних посевов (Бекк, 1975).

Против пыльной головни ячменя хороший эффект дает однофазное термическое обеззараживание семян, а также химическое протравливание системными фунгицидами.

Твердая головня ячменя

Твердая головня ячменя, или каменная головня (цв. рис.16). Обнаруживается во всех районах возделывания ячменя, но особенно вредоносна в Средней Азии, Казахстане, республиках Прибалтики, Украине, Белоруссии, в Сибири. Проявляется в период выколашивания растений. При этом на пораженных растениях колоски как бы трехзубчатые, а иногда сохраняют свою естественную форму. Все части колоса, кроме остей, превращаются в черно-бурую массу телиоспор, прикрытую свинцово-серой пленкой. Обычно телиоспоры склеены в твердые комочки, для разрушения которых нужны усилия, в связи с чем эту головню часто называют каменной. Пораженный колос не всегда выступает из влагалища листа.

Возбудитель болезни – базидиальный гриб Ustilago hordei Kell, et Sw. семейства Ustilaginaceae. Телиоспоры его шаровидные, изредка продолговатые или угловатые, 3,6–7,5мкм, чаще 4,5мкм в диаметре, с очень тонкой светло-коричневой или оливковой гладкой оболочкой, склеенные в твердую массу (рис.8).

Во время уборки и обмолота урожая телиоспоры распыляются и оседают на зерно. Таким образом, источником заражения является заспоренное зерно. При прорастании семян в почве начинают прорастать и телиоспоры, образующие четырехклеточную (реже трехклеточную) базидию с эллипсоидальными базидиоспорами, сидящими на стеригмах. Базидиоспоры, копулируя между собой, образуют первичную грибницу, которая после анастомоза дает начало инфекционным гифам, внедряющимся в молодые ростки растения. Наиболее восприимчивы к патогену молодые проростки, не достигнувшие 5см длины. Обильное образование базидиоспор и заражение растения происходит при температуре почвы +15...+20°C. По имеющимся данным, часть спор может проникать под пленки зерна, что необходимо учитывать при выборе химических препаратов для обеззараживания семян.

Оптимальная влажность почвы для прорастания телиоспор – 60–70% полной влагоемкости. Температурные пороги для этого вида гриба весьма велики: минимум 5°C, оптимум 20°C, максимум 35°C. В лабораторных условиях телиоспоры сохраняют жизнеспособность до 25 лет (Fischer, 1936), а в почве они утрачивают способность к прорастанию в течение года. Проникнув в растение, гриб достигает его апикальных частей и в период колошения разрушает только соцветия.

Кроме ячменя, гриб U. hordei поражает дикорастущие виды родов Hordeum, Agropyron, Elymus и Avena, которые могут служить дополнительным источником инфекции.

Были выделены физиологические расы U. hordei, приуроченные к определенным сортам и эколого-географическим зонам. В США установлено 8 рас, в Канаде – 2, в Китае – 5, в СССР – 12 (Кривченко В.И., 1984).

Вредоносность заболевания выражается не только в разрушении колосьев, но и в уменьшении всхожести растений. При сильном развитии болезни и невыполнении защитных мероприятий недобор урожая ячменя может составлять 10–15% и более. Кроме того, у зерна, собранного с больных растений, снижаются показатели качества. У растений, выросших из пораженных семян, снижается устойчивость к другим заболеваниям.

При длительном скармливании ячменя с примесью головневых комочков (до 0,4%) у коров нарушается сердечная деятельность, появляется хромота, понижаются аппетит и удойность, а у овец даже зарегистрирована смертность.

Против твердой головни ячменя большое значение имеет тщательная очистка семян от комочков спор и протравливание, особенно заблаговременное. Доказана также эффективность предпосевной обработки зерна микроэлементами. В опытах Ф.Н. Малютина (1975) замачивание семян ячменя в течение 12ч в 0,01%-ных растворах сернокислых солей меди, марганца, кобальта и молибденовокислого аммония уменьшало поражение растений головней в 3–4 раза и улучшало продуктивные качества растений нового урожая. Микроэлементы повышали деятельность окислительно-восстановительных ферментов растений (пероксидазы и каталазы), способствовали образованию в листьях хлорофилла и аскорбиновой кислоты, что благоприятно сказывалось на росте и развитии ячменя и повышении его устойчивости к патогену. Известкование кислых почв также уменьшает пораженность растений твердой головней. Чрезмерно глубокая заделка семян в почву приводит к более сильному развитию головни.

Черная головня ячменя

Черная головня ячменя, или ложная головня (цв. рис.16). Обнаруживается на Северном Кавказе, в Украине, Молдавии, в Сибири, Казахстане, Туркменистане, в Горьковской, Волгоградской и Кировской областях РФ. По данным В.Н. Понировского (1975), заболевание сильнее распространяется в период выколашивания ячменя. У пораженных растений все части колоса, кроме стержня и остей, превращаются в темно-шоколадно-коричневую порошистую массу спор, вследствие чего эта головня по внешним признакам почти не отличается от пыльной головни ячменя. Этим, видимо, можно объяснить и то, что черная головня не выявлена в ряде регионов СНГ. Пораженные колосья выколашиваются позднее, чем здоровые. Отмечено неполное поражение колосьев, особенно в их верхней части. Редко поражаются листья ячменя.

Возбудитель болезни – базидиальный гриб Ustilago nigra Tapke семейства Ustilaginaceae. Его телиоспоры шаровидные, иногда угловатые, диаметром 6–8,6мкм со светло-коричневой или темно-коричневой шиповатой оболочкой (рис.8). Их всхожесть сохраняется около 18 месяцев. При прорастании телиоспор образуются членистые базидии с четырьмя боковыми базидиоспорами, которые размножаются многократным почкованием (Понировской В.Н., 1964). Оптимальная температура для прорастания телиоспор U. nigra в пределах +22...+25°С. Растения заражаются патогеном во время прорастания зерна, то есть биология Ustilago nigra идентична биологии возбудителя твердой головни ячменя – Ustilago hordei. Инфекционные гифы внедряются в проросток ячменя через колеоптиль еще до появления всходов. В фазе кущения ячменя гифы обнаруживаются в конусах нарастания побега. Дальнейшее развитие гриба и спороношения происходит аналогично Ustilago nuda (Степановских, 1978).

Кроме ячменя, U. nigra поражает Agropyrum tsukushiense.

Болезнь очень вредоносна. Кроме явных потерь, выражающихся в большом количестве больных колосьев, патоген вызывает скрытые потери, которые обусловлены снижением всхожести семян, продуктивной кустистости растений и уменьшением выполненности зерна.

Установлено, что вирулентность грибов U. nigra и U. hordei контролируется одним или несколькими рецессивными генами. Поэтому высказывается мнение, что в испытаниях на устойчивость к обоим видам заболевания можно использовать для заражения только один вид возбудителя.

Химическое обеззараживание семян обеспечивает защиту ячменя от заражения прорастающими спорами в самом начале роста и развития растений. Препараты витавакс, беномил, фундазол сдерживают прорастание телиоспор, вызывают деформацию и распад базидий в результате чего базидиоспоры не образуются (Тюмина Л.Р., Мальцева А.И. 1983).