Головневые заболевания зерновых культур

Министерство образования и науки РК

ГУ имени Шакарима

 

 

 

 

 

Курсовая работа

Тема: «Головневые заболевания зерновых культур»

 

 

                                                                            Выполнил: Мукашев К. Т.

                                                                                                           АГ-214

Проверила: Лавриненко Г.Е.

 

 

 

 

 

 

Семей 2013г.

Содержание

Введение………………………………………………………………………………1.

1.ГОЛОВНЯ ………………………………………………………………………….1.

1.1.Возбудители головни…………………………………………………………….2.

1.2.Диагностика………………………………………………………………………2.

1.3.Вредоносность……………………………………………………………………4.

1.4.Биология…………………………………………………………………………..4.

1.5.Специализация……………………………………………………………………4.

2.ГОЛОВНЕВЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ ПШЕНИЦЫ………………………………….5.

2.1.Твердая, или вонючая, головня………………………………………………….5. 

2.2.Пыльная головня………………………………………………………………….9.

2.3.Стеблевая головня………………………………………………………………..10.

2.4.Карликовая головня………………………………………………………………12.

2.5.Индийская головня……………………………………………………………….13.

2.6.Система мероприятии против  болезней пшеницы……………………………..14.

3.ГОЛОВНЕВЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ РЖИ…………………………………………..18.

3.1.Стеблевая головня…………………………………………………………..........18. 

3.2.Твердая головня…………………………………………………………………..19. 

3.3.Пыльная головня………………………………………………………………….20. 

3.4.Система мероприятии против  болезней ржи……………………………….......20.

4.ГОЛОВНЕВЫЕ  ЗАБОЛЕВАНИЯ  ЯЧМЕНЯ……………………………………22.

4.1.Пыльная головня………………………………………………………………….22. 

4.2.Твердая, или каменная, головня ………………………………………………...24.

4.3.Черная головня……………………………………………………………………25. 

4.4Система мероприятии против  болезней ячменя………………………………...25.

5.ГОЛОВНЕВЫЕ  ЗАБОЛЕВАНИЯ  ОВСА………………………………………..27.

5.1.Пыльная головня………………………………………………………………….27. 

5.2.Твердая, или покрытая, головня…………………………………………………28. 

5.3.Система мероприятии против  болезней овса…………………………………...29.

Заключение…………………………………………………………………………....30 
Список использованной литературы………………………………………………...31. 
Список используемых сайтов………………………………………………………...31.

Введение.  
Грибы — обширная группа организмов, насчитывающая около 100 тыс. видов. Они занимают особое положение в системе органического мира, представляя, по-видимому, особое царство, наряду с царствами животных и растений. Грибы весьма разнообразны по внешнему виду, местам обитания и физиологическим функциям. Особой группой  стоят грибы — паразиты растений и животных. Среди паразитов растений можно различить микофильные грибы (паразитирующие на грибах), паразиты высших растений, водорослей.  
Грибы играют большую роль в круговороте веществ в природе, в разложении остатков животных и растений, попадающих в почву, образовании в почве органического вещества, повышении плодородия почвы.  
Однако не все грибы приносят пользу. Многие из них весьма вредны. Из таковых наиболее известны грибы — паразиты растений, потеря урожая и порча сельскохозяйственной продукции от которых настолько велики, что борьбой с ними занимаются специальные государственные учреждения, а с некоторыми — международные организации. Наука, изучающая болезни растений, вызываемые грибами и другими организмами, называется фитопатология. Подавляющее большинство болезней (около 80%) вызывается грибами. О многих грибах, вызывающих болезни растений, в частности о болезнях хлебных злаков, рассказывается в данной курсовой.  
Особое внимание уделяется биологии грибов-паразитов, а также их диагностике. Особого внимания мерам борьбы с грибными болезнями в данной курсовой не уделяется, т.к. этим должны заниматься специалисты немного другого рода, например агрономы.  
В курсовой подробно рассматривается основные грибные болезни хлебных злаков распространенные в нашей стране.

1.ГОЛОВНЯ.  
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.  
1.1.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.  
1.2.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.  
1.3.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.  
1.4.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). 
1.5.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. 

 

2.ГОЛОВНЕВЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ ПШЕНИЦЫ.

На пшенице известно 5 видов головни: твердая, карликовая, пыльная, стеблевая и индийская. Их возбудителями, как и других головневых заболеваний многих сельскохозяйственных культур, являются базидиальные грибы порядка Ustilaginales.

2.1.Твердая, или вонючая, головня распространена почти на всей территории СНГ, но наиболее вредоносна в республиках Средней Азии, на Украине и в Нечерноземной зоне.

Наиболее отчетливо признаки заболевания проявляются только вначале 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 селёдочного 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.

Рис.1. Твердая головня:  
1 — пораженные колосья в начале молочной спелости зерна; 2 — пораженные колосья в фазе полной спелости зерна; 3 — «мешочки» (сорусы) головни; 4 — телиоспоры Tilletia levis Kuehn; 5 — телиоспоры Tilletia tritici Wint.  
 
 
Пыльная головня (Ustilago tritici Jens.);  
6 — пораженные колосья; 7 — телиоспоры.  

 

Возбудителями твёрдой головни являются грибы из рода Тilletiа — чаще Т. cfries Tul. (=Т. tritici Wint.) и Т. laevis Kuehn (=Т. foetida Liro), реже Т. triticoides Savul. и Т. intermedia Gassner, различающихся между собой только по морфологическим особенностям телиоспор.

Морфологические отличия телиоспор возбудителей твердой головни пшеницы.

Форма	Размер. мкм	Окраска оболочки	Инкрустация оболочки
T. caries
Шаровидная или почти шаровидная	14—25х12,6—21(чаще 18,9х18)	Светло- или темно-коричневая	Сетчатая, ячейки чаще 5-угольные, ребристые, высотой 1,4—2,1мкм
T. laevis
Эллипсоидальная   или продолговатая	13,5—22,5х12,6—18 (чаще 17х14)	Темно-коричневая	Гладкая
T. triticoides
Шаровидная или почти шаровидная	14,4—21,6х14—19,8 (чаще 18мкм в  диаметре)	Светло- или   темно-коричневая	Сетчатая, ячейки чаще 5-угольные, ребристые, высотой 0,4—0,6мкм
T. intermedia
Почти шаровидная эллипсоидальная,овальная	15—20х14—18 (чаще 1б,7Х 15,3)	Светло- или темно- коричневая	Сетчатая, ячейки небольшие с широкими ребрами, высотой 0,2—0,3мкм

Т. сaries, у которого выявлено несколько специализированных форм и рас, приуроченных к определенным видам пшеницы, встречается преимущественно в западной и центральной части , Т. laevis в югo-восточных районах европейской части, в Средней Азии и Западной Сибири, Т.triticoides и Т. intermediа — в Молдавии и на Кавказе.

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.

Заболевание нередко является причиной снижения всхожести и густоты посевов вследствие отмирания зараженных растений. Особенно часто это наблюдается при поздних посевах озимой пшеницы.

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.

Известно, что на фоне искусственного заражения растений размеры стебля и колоса на 15—20%, а количество зерновок в колосе на 10—15% меньше в сравнении с растениями, выращенными из здорового зерна. Масса 1000 зерен снижается незначительно.

По свидетельству ряда авторов, так называемые скрытые потери от твердой головни часто в 5—6 раз превышают прямые потери (образование головневых мешочков вместо зерна), что говорит о значительной вредоносности этого заболевания и необходимости проведения защитных мероприятий.

Повышенной устойчивостью к твердой головне среди сортов озимой пшеницы обладают Заря, Альбидум 114, Киянка и др.; у яровой — Грекум 114, Харьковская 93, Мильтурум 553 и др.

2.2.Пыльная головня. Встречается во всех районах возделывания пшеницы. Заболевание проявляется в период выметывания колоса. У пораженных растений колосья имеют вид как бы обгоревших в результате разрушения цветочных частей и кроющих чешуй колосков и образования черной массы телиоспор. Ости колоса сильно редуцированы, неповрежденным остается только стержень.

В начале выхода пораженного колоса из влагалища листа масса телиоспор покрыта тонкой прозрачной оболочкой, которая затем быстро разрушается, вследствие чего телиоспоры легко разлетаются.

Возбудитель заболевания — гриб Ustilago tritici Jens.

Телиоспоры мелкие, шаровидные, реже угловатые или продолговатые, оливково-коричневые (5—9мкм в диаметре), оболочка их покрыта мелкими шипиками.

Заражение пшеницы возбудителем пыльной головни происходит в период цветения. Попав на рыльце цветка, телиоспоры прорастают и образуют диплоидные гифы (Гриб Ustilago tritici базидиоспор не образует, и клетки его базидий гетероталличны (раздельнополы). Копуляция происходит между клетками в одной и той же базидии или же между разными базидиями. Прокопулировавшие клетки базидий дают начало диплоидным гифам.), которые вместе с пыльцевой трубкой или самостоятельно достигают завязи. Гифы гриба могут проникать в завязь и через ее поверхность. Происходит заражение семяпочки, которая обычно не погибает, а развивается в почти нормальное зерно, содержащее в зародыше (в щитке или подсемядольном колене) гифы гриба. Кроме зародыша, грибница может пронизывать перикарпий, семенные оболочки, алейроновый слой и эндосперм.

В начале развития гриб образует гифы с очень тонкой оболочкой, гомогенной цитоплазмой и с малой агрессивной силой. К моменту созревания зерна гриб морфологически и физиологически изменяется. Гифы несколько вздуваются, стенки их утолщаются и в цитоплазме клеток появляются капельки жира. В такой форме гриб переходит в состояние покоя и может сохранять жизнеспособность в непроросшем зерне свыше трех лет.