История развития фитопатологии

Первые указания о патологических изменениях в растительных тканях под влиянием бактерий были даны М. С. Ворониным в 1866 г., а первыми обнаруженными бактериальными болезнями были мокрая гниль гиацинтов (1886), ожог цветков груши (1889), увядание тыквенных (1895). Однако работы М. С. Воронина и некоторых других исследователей остались незамеченными, а способность бактерий вызывать заболевания растений была поставлена под сомнение.

Работами Т. Берилля (1839—1916) было доказано (1879), что болезнь груши (ожог цветков) вызывается бактериальными организмами. Эти исследования послужили могучим толчком для развития нового раздела фитопатологии — учения о бактериозах растений, а главную роль в этом сыграл известный американский ученый Эрвин Смит (1854—1927). Его заслуга заключается в том, что он широко обобщил разрозненные факты, выработал методику исследования, создал и обосновал новый раздел фитопатологии. Поэтому Э. Смита считают создателем бактериологической фитопатологии.

В русской фитопатологии, кроме М. С. Воронина, первым исследователем этой группы организмов и вызываемых ими болезней был И. Л. Сербинов (1872—1925), первая работа которого по бактериозам растений была опубликована в 1913 г. С тех пор он много внимания уделял этой группе болезней растений. Им разработана методика изучения бактериозов растений; описан и изучен ряд бактериальных заболеваний (бактериоз картофеля и свеклы, некроз плодовых деревьев, гуммоз сорго, рак плодовых деревьев и ряд других); открыты новые виды бактерий, вызывающие болезни растений (Bacillus Omelanskii Serb., вызывающий гуммоз сорго, и Bacillus beticola Serb., поражающий корни свеклы). Последний вид переименован А. А. Потебией в BacillusSerbinovi (Serb.) A. Pot. Он первый определил роль бактерий как усилителей патологического процесса, вызываемого паразитными грибами. Он дал этим фактам надлежащее освещение и тем самым установил новое направление для дальнейших исследований. Большое влияние на развитие учения о бактериозах оказал А. А. Ячевский, а также Г. К. Бургвиц, В. П. Израильский, В. И. Взоров (1901—1941), М. В. Горленко и др.

Для рассматриваемого периода истории фитопатологии особенно большое значение имеет открытие фильтрующихся вирусов и их фитопатогенной роли. Честь открытия главных свойств вирусов принадлежит русскому ученому Д. И. Ивановскому (1864—1920). Его научная работа, как и многих ботаников того времени, шла по трем руслам: 1) физиологии растений — исследование хлорофилла растений; 2) микробиологии — исследования по спиртовому брожению; 3) фитопатологии — изучение болезней табака.

Изучая болезни табака, Д. И. Ивановский первый в 1892 г. экспериментально доказал, что существует невидимый в обычном световом микроскопе возбудитель табачной мозаики и что инфекционное начало мозаичного заболевания табака может проходить через бактериальные фильтры и вызывать болезнь у здоровых растений. Нахождение этих новых возбудителей болезней растений, впоследствии названных фильтрующимися вирусами или просто вирусами, открыло новое направление в фитопатологии — учение о вирусах и вирусных болезнях растений. Впоследствии это направление в фитопатологии вылилось в самостоятельную науку — растительную вирусологию. Большое значение для изучения вирусов имело открытие У. М. Стенли. Он разработал методы исследования вирусов и выделил (1935) химическим путем из сока табака, пораженного мозаичной болезнью, белковое вещество, образующее паракристаллы, оказавшиеся вирусом мозаичной болезни.

Новым для рассматриваемого периода является развитие экологического направления в фитопатологии, хотя большее внимание уделялось экологии фитопатогенных грибов. При этом установлены общие закономерности взаимоотношений между возбудителем болезни и растением. Мало специализированные полупаразиты, как, например, Sclerotinia libertiana Fuck., быстро убивают ткань растения своими выделениями и грибница гриба фактически развивается среди мертвых клеток. Это положение было вначале доказано А. Де-Бари (1886) для склеротинии, а затем хорошо разработано английскими исследователями Блекманом (1915), Броуном (1915) и др. Наоборот, настоящие, особенно облигатные, паразиты действуют менее грубо, не вызывая быстрого отмирания ткани, а нередко сначала даже стимулируют ее к усиленному разрастанию и скоплению питательных веществ (например, ржавчинные грибы). Эта закономерность выяснена М. Уордом (1905), а также рядом французских и американских исследователей.

Особенно много исследований было посвящено экологии ржавчинных грибов с их сложным циклом развития и разнохозяйностью. Здесь выявился даже ряд ученых, занимающихся этой группой грибов; их называли поэтому урединологами (И. Артюр, Г. Клебан, Дитель, В. Г. Траншель, Л. И. Курсапов и др.).

Необходимо отметить особенно интересные ставшие классическими исследования профессора В. Г. Трапшеля (1868—1942). Всю свою долголетнюю жизнь он занимался исследованием ржавчинных грибов, а в результате его исследований в настоящее время СССР в отношении изученности ржавчинных грибов занимает одно из первых мест в мире. Он экспериментально изучил циклы развития огромного числа разнохозяйных ржавчинников, из которых многие паразитируют и вызывают болезни культурных и дикорастущих полезных растений. Полувековые исследования обобщены ученым в капитальном труде «Обзор ржавчинных грибов СССР», опубликованном в 1939 г.

В. Г. Траншель разработал метод (1904), по которому иногда можно заранее предвидеть смену растений-хозяев у ржавчинных грибов, и блестяще применил его на примере Puccinia spinosae Dietel, предсказав ее генетическую связь с Aecidium punctatum Dietel. Его исследования методов установления неизвестных питающих растений для эцидиальной стадии разнодомных ржавчинных грибов привели к установлению «закона Траншеля». Большое теоретическое значение имеют его работы по использованию ржавчинных грибов как показателей родства между высшими растениями (1927).

Профессор МГУ Л. И. Курсанов (1877—1954) установил, что у ржавчинных грибов нет типичного полового процесса, а лишь редуцированная форма апогамии. Кроме того, на основе своих исследований он пришел к выводу, что современные ржавчинные грибы должны рассматриваться как вторично упрощенные формы (1915, 1917).

С течением времени все более выяснялись взаимосвязи между растением, возбудителем болезни, условиями среды и возникновением, развитием и распространением болезней. Одним из ярких примеров зависимости развития возбудителя болезни от внешних условий является ложная мучнистая роса виноградной лозы (Plasmopara viticola Berl. et de Toni), развитие которой зависит исключительно от температуры и влажности воздуха. Исследуя ряд лет это заболевание, немецкий фитопатолог Карл Мюллер (1911) установил зависимость инкубационного периода ложной мучнистой росы винограда от температуры и влажности воздуха и составил очень ценную с практической точки зрения инкубационную кривую, иногда называемую кривой Мюллера. По прогнозу погоды с помощью кривой Мюллера можно предупредить распространение возбудителя инфекции своевременным проведением химических мероприятий (опрыскиванием). В дальнейшем создалась возможность составления прогнозов развития других болезней — фитофтороз картофеля, ржавчина хлебных злаков, парша яблони и груши (Н. А. Наумова, 1935; К. М. Степанов, 1940 и др.).

Значительные успехи были достигнуты также в изучении полового процесса, разнохозяйности и специализации паразитических грибов. К крупным открытиям этого периода относятся работы шведского ученого Я. Эриксона (1894) и русского профессора А. А. Ячевского (1909), установивших дифференциацию на биологические формы у возбудителя линейной ржавчины злаков (Puccinia graminis Pers.), а также исследования Э. Стекмена (1917) в США, показавшего наличие у того же гриба физиологических рас (биотипов) — мелких систематических единиц, приспособившихся к паразитизму на отдельных сортах растений. Эти работы явились толчком к развертыванию таких исследований во всех странах, приведших к открытию физиологической специализации почти у всех видов паразитных грибов, бактерий, цветковых растений-паразитов.

В конце XIX и особенно в XX в. исследователи стали уделять все больше внимания проблеме иммунитета растений к заболеваниям. Здесь можно отметить работы И. И. Мечникова (1845—1916), занимавшегося проблемой иммунитета животных, но сделавшего также ряд высказываний об иммунитете растений; в частности, И. И. Мечников придавал большое значение приобретенному иммунитету. Начало XX в. ознаменовалось широким развертыванием работ по иммунитету растений и сформировалось несколько направлений нарождавшейся фитоиммунологии.

К этому времени относятся работы академика Н. И. Вавилова (1887—1943), предложившего свою классификацию явлений иммунитета и установившего закономерности в распространении иммунитета по географическим зонам (1913, 1919). Его экспериментальные исследования иммунитета многих видов растений оказали большое влияние на фитоиммунологические и селекционно-генетические работы не только в СССР, но и во многих странах Европы, Америки, Азии.

В эту пору возникла еще одна проблема — проблема применения химических средств в борьбе с болезнями растений. Ее возникновению способствовала интенсификация сельского хозяйства и рост химической и машиностроительной промышленности. Опустошительная вспышка ложной мучнистой росы на виноградниках во Франции требовала средств борьбы с заболеванием, и француз Миллярдэ предложил бордоскую жидкость (1882), которая до сих пор еще находит применение в фитопатологической практике. Ценные свойства формальдегида для химического лечения (протравливания) семян овса, зараженных головней, открыл американец X. Болли (1891), а фунгицидные свойства формальдегида впервые установил Трилла в 1883 г.

Несколько позднее русский фитопатолог профессор А. И. Боргардт (1880—1937) предложил для сухого протравливания семян против твердой головни препарат АБ (1915, 1922), приготовленный из мела и медного купороса, получивший весьма широкое распространение в сельскохозяйственной практике.

Почти одновременно советский фитопатолог П. Н. Давыдов (1890— 1958) предложил сухой препарат ПД (препарат Давыдова), содержащий мышьяк в смеси с мелом или другим наполнителем и предназначенный для сухого протравливания пшеницы и ржи против твердой головни. Однако он затем был заменен другим протравителем.

 

Производство новых фунгицидов, разработка теории и практики их применения, изобретение и использование машин и аппаратов для применения фунгицидов в сельском хозяйстве в дальнейшем послужили основой для создания повой отрасли фитопатологии, впоследствии превратившейся в самостоятельную дисциплину — учение о химических средствах борьбы с болезнями растений.

Наряду с химическими средствами борьбы с болезнями растений начались исследования фитопатологической роли таких агротехнических факторов, как севооборот, сроки сева, система обработки почвы, удобрения. Здесь следует назвать работы наших ученых — А. А. Ячевского, А. И. Боргардта, Т. Д. Страхова и др., немецких ученых — П. Зорауэра (1908), Г. Гасснера и др., а также ученых США — Г. Кейта, Р. Спрейга и др. и Швейцарии — Э. Гоймана.

Наряду с главными проблемами фитопатологии в этот период проводились микофлористические исследования по выявлению видового состава возбудителей болезней сельскохозяйственных культур и полезных диких растений.

Здесь следует назвать профессора Н. В. Сорокина (1846—1909), работавшего сначала в Харьковском, а затем в Казанском университете. Его многообразная деятельность была посвящена истории развития грибов (1871, 1875, 1876), флоре грибов Харьковской, Курской губерний и других мест (1870—1872, 1876), болезням растений и в том числе болезням культурных растений Южно-Уссурийского края (1890), болезням винограда и других растений Кавказского края (1892).

В Харьковском университете долго и плодотворно работал А. А. Потебня (1870—1919). Его научная деятельность посвящена истории развития и систематике сумчатых грибов (1897), микофлоре Курской, Харьковской и смежных с ними губерний (1910 и др.), а также болезням некоторых плодовых культур и, в частности, раку яблони (1912). Его заслуга в фитопатологии и микологии состоит в том, что он первый в России ввел метод чистых культур грибов.

В Москве в сельскохозяйственном институте (Московская сельскохозяйственная академия им. Тимирязева) на кафедре ботаники и фитопатологии работал профессор С. И. Ростовцев (1861—1916), который проводил исследования и опубликовал обстоятельные работы по болезням картофеля (1896), по болезням овса и ячменя (1908), а также по пероноспоровым (1909) и мучнисторосяным грибам (1902). С. И. Ростовцев первый в России начал читать курс фитопатологии. Он является автором первого на русском языке руководства по фитопатологии — «Патология растений» (1898), выдержавшего четыре издания. Им же составлено пособие к определению паразитных грибов по растениям-хозяевам (1896), вышедшее в 1908 г. вторым расширенным изданием.

По фитопатологии и микологии в это время работали и опубликовали свои работы Л. А. Арефьев (1911), А. Н. Бухгейм (1919), Ф. В. Бухгольц (1917), С. И. Ванин (1916), Н. Н. Воронихин (1915), К. Н. Декенбах (1900), А. И. Лобик (1914) и др.

Таким образом, появление многочисленных новых грибных болезней и изучение их экологии и цитологии, открытие фитопатогенных бактерий, фильтрующихся вирусов и вызываемых ими болезней, разработка проблемы иммунитета, использование химических средств в борьбе с болезнями растений дают основание считать, что в рассматриваемом периоде фитопатология становится комплексной дисциплиной. Отдельные важнейшие разделы комплекса впоследствии приобретают самостоятельное значение как отдельные научные дисциплины, например, общая и частная фитопатология, фитоиммунология, вирусология, бактериозы растений, учение о химических средствах и методах борьбы с болезнями растений.