Головня зерновых культур

Головневые грибы – паразиты злаковых культур

Выращивание пшеницы часто не приводит к получению максимально возможного урожая, поскольку эта культура чувствительна к условиям климата и типам почвы, а также может страдать от различных заболеваний. Одним из наиболее распространенных является головня. Головня пшеницы — это разновидность грибкового заболевания, которая поражает злаковые культуры яровых и озимых сортов. Возбудители заболевания - с биотрофным типом питания, относящимися к порядку Головневые (Ustilaginales) класса базидиальные. Данные фитопатогены способны поражать только злаковые и травянистые растения.

Головня — это заболевание растений, при котором происходит разрушение инфицированных тканей, включая завязи, листья, соцветия и стебли. Этот процесс сопровождается образованием обширного количества спор с защитными с темными оболочками, что приводит к формированию черного порошкообразного налета. Одна из основных опасностей головнёвых заболеваний состоит в том, что в отличии от мучнистой росы или ржавчины, симптомы на культурах в первые годы после инфицирования себя не проявляют, инфекция может накапливаться несколько лет и при благоприятных условиях болезнь достигает угрожающего развития, нанося потери урожаю свыше 50%. Головня трудно поддается лечению. У базидиальных грибов очень сильный и жизнеспособный мицелий. Зараженные колосья плохо развиваются, слабеют, растения не могут сопротивляться другим заболеваниям. Они становятся менее зимостойкими и неустойчивыми к засухе. Колос деформируется и топорщиться, а зерна  при ближайшем рассмотрении оказываются плотным скоплением темной массы спор гриба. Выделяемые спорами простые азотистые соединения в виде триметиламина вызывают характерный неприятный запах. Если инфицированное спорами зерно без предварительного протравливания использовать как посевной материал, оно может стать источником новой инфекции. Многие инфицированные растения не успевают выколашиваться к сроку уборки. Особый вред головня наносит озимым посевам.

Зараженные головней зерна пшеницы использовать в пищу нельзя. Споры загрязняют муку, она приобретает запах испорченной сельди и грязный цвет. Хлеб из такой муки плохо пропекается, неприятно пахнет и имеет сладковатый привкус. Существует несколько видов головни. Заболевания классифицируются в зависимости от разновидности грибка-возбудителя.

Пыльная головня пшеницы

Возбудитель пыльной головни - гриб Ustilago tritici. Заражение здоровых растений происходит в период цветения пылящей массой телиоспор с больных растений, при этом у культур формируется здоровое на вид зерно. При прорастании зараженных семян, мицелий гриба активно развивается и атакует молодые ростки. Затем грибница проникает в формирующиеся колоски, превращая все их части, кроме основания, в рыхлую черную массу – телиоспоры. Заражение наиболее вероятно при температуре окружающей среды от + 20 до 25 °С и высокой влажности воздуха, в то время как неблагоприятных условиях заражения не происходит.

Патогены, вызывающие пыльную головню у ячменя и пшеницы, проходят двухлетний цикл развития, причиняя ущерб урожайности: прямые потери из-за уничтожения колосьев, не дающих зерно, и скрытые потери– снижение урожайности растений, инфицированных грибком, при отсутствии внешних признаков болезни. В связи с тем, что инфекция локализуется внутри семени, для эффективной борьбы с пыльной головней на пшенице и ячмене рекомендуется использование фунгицидов с системным действием. К основным признакам заражения зерновых пыльной головней можно отнести:

• Потемнение колосьев вплоть до черной окраски
• Разрушение структуры колоса и превращение его в черную пылящую массу
• Выколашивание зараженных колосьев происходит в более ранние сроки, чем здоровых

Пыльная головня ячменя (Ustilago nuda) и пыльная головня овса (Ustilago avenae), как и на пшенице, развивается в течение 2-х лет. В первый год происходит заражение зерновок здорового растения, во второй год происходит формирование массы спор вместо колоса и заражение новых растений.

Твердая головня пшеницы, каменная головня ячменя, твердая (покрытая) головня овса

Твёрдую головню пшеницы, ячменя и овса вызывают различные виды головнёвых грибов, но биология данных патогенов весьма сходна, поэтому достаточно информативно будет рассмотрение данного заболевания на примере твёрдой головни пшеницы (возбудитель - гриб Tilletia caries). При заражении твердой головней, споры прилипают к поверхности зерна при уборке урожая и обмолоте. Заражение происходит во время прорастания таких семян, гриб достигает точки роста и инфицирует развивающееся растение. При поражении культуры твердой головней разрушается внутренняя часть зерна, внешняя оболочка не меняется. В процессе обмолота, когда происходит раздавливание головневых мешочков, телиоспоры высвобождаются и оседают на поверхности зерен, закрепляясь на их верхушке и в углублениях. Cпоры грибка способны перезимовать в таком состоянии, в то время как в почве их жизнеспособность ограничена тремя неделями. Для прорастания из зараженных семян и развития инфекции наиболее благоприятны условия с температурой от +5 до 10 °C и влажностью воздуха между 40 и 60%. Инфицированные растения образуют колосья меньшего размера, которые не наклоняются под весом зерна, их ости слегка раздвигаются, а чешуйки становятся более выступающими. Твердая головня представляет наибольшую опасность для мягких сортов пшеницы, и проявляется в стадии молочной спелости злака. Вместо колосков образуются головневые мешочки, пыления при этом не отмечается. При раздавливании зерен видно, что они заполнены черной мажущейся массой, издающей неприятный селедочный запах. Учитывая, что инфекция находится на поверхности семени, обработка семян как контактными, так и системными фунгицидами является эффективным методом борьбы.

Стеблевая головня 

Стеблевая головня (Urocystis tritici Koern) атакует стебли, листья и колосоносы растений. Зараженные культуры либо вообще не формируют колос, либо образуют пустые колосья. На листьях и стеблях растения образуются выпуклые светлые полосы, которые по мере развития становятся свинцово-серыми. Полосы достигают длины от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Эпидермис на полосках сохнет и растрескивается, обнажая темную массу спор. Пшеница заражается при прорастании, затем поражается все растение. Во время уборки урожая споры гриба высвобождаются из-под эпидермиса и переносятся на здоровые зерна, где они и остаются. В почве телиоспоры могут сохранять активность на протяжении одного года, а дополнительным хранилищем  инфекции может быть солома, где споры могут пережить зимовку. Но главным источником заражения являются телиоспоры, прикрепившиеся к зернам. Для заражения ржи наиболее благоприятные условия возникают при температуре почвы между + 13 и 20 °С и при умеренной влажности от 25 до 40%. Для защиты ржи и пшеницы от стеблевой головни эффективны протравители, способные уничтожать как поверхностную, так и почвенную инфекции. Агротехнические и хозяйственные меры, такие как соблюдение севооборота, осенняя вспашка, удаление стерни, играют ключевую роль в предотвращении распространения болезни.

Карликовая головня пшеницы

Карликовая головня пшеницы (возбудитель - гриб Tilletia contraversa) распространена преимущественно на Западе Украины, поражает озимую зерновую культуру и некоторые дикорастущие злаки, кроме пырея. Карликовая головня ячменя встречается крайне редко. Возбудитель заболевания развивается в инфицированной грибком растении системно, достигая завязи, где мицелий превращается в плотные фрагменты, формируя на месте зерна телиоспоры. Среди всех головневых болезней карликовая считается наиболее вредоносной. Опасность болезни заключается в возможности инфицирования в течение длительного периода - от появления всходов до фазы выхода культуры в трубку. Симптомы этого заболевания напоминают проявления твердой головни, но имеют свои характерные особенности:

• Зараженные растения отличаются обильным кущением, формируя более 30 стеблей
• Наблюдается карликовость растений, при этом стебли в 2-4 раза короче, чем у здоровых экземпляров
• Инфицированный колос становится плотным и коротким, часто не выходит из пазухи верхнего листа или начинает ветвиться
• В колосе увеличивается количество семян, однако в нем образуются коричневые телиоспоры круглой формы, которые легко осыпаются и способны к прорастанию

Инфекционные споры грибка могут сохраняться в почве на протяжении 7-9 лет, что делает её одним из основных источников заражения. Помимо почвы, распространение инфекции происходит через зараженные семена и дикорастущие растения, служащие резервуаром для патогена. Заражение грунта обычно наступает во время уборки урожая пшеницы, когда происходит разрушение головневых мешочков. Семена, содержащие споры рассыпаются, попадают на поверхность здоровых семян, а также в почву, где сохраняют жизнеспособность от 2 до 9 лет. Споры прорастают на поверхности почвы при температуре около + 5 °С и влажности от 15 до 60 % в течение 30 - 50 суток. Из-за этого в период прорастания семян заражаются не проростки, а всходы пшеницы (до фазы образования 3-х листьев). Заражение продолжается с дальнейшим ростом растений. Возбудитель карликовой головни обычно поражает только озимую пшеницу и пырей ползучий. Для борьбы с карликовой головней важно строго придерживаться агротехнических правил выращивания, которые включают в себя:

• Четкое следование правилам севооборота
• Контроль за распространением сорняков, служащих переносчиком для возбудителя заболевания
• Избегание слишком ранних сроков посева
• Возвращать озимую пшеницу на те же поля необходимо не раньше, чем через 3 - 4 года, посевы необходимо производить в оптимальные сроки с заделкой семян в почву не менее чем на 6 см.
• Предпосевная обработка семян фунгицидными протравителями для защиты от грибков

Способы защиты зерновых от головни

Главный способ борьбы с различными видами головневых заболеваний — применение химических методов с целью предотвращения появления семенной грибной инфекции. Если головневые болезни поразили поле, бороться с ними, как правило, уже поздно. Без использования фунгицидов для предпосевной обработки семян и фолиарных обработок в период вегетации, с использованием разрешенных фунгицидов, к примеру Деразал (карбендазим/carbendazim, 500 г/л) и Фундазим (беномил/ benomil, 500 г/кг), борьба с головневыми инфекциями оказывается крайне затруднительной. Фермерские хозяйства, которые отдают предпочтение органическому земледелию, чаще всего сталкиваются с заболеваниями данного вида. Без протравителей избежать распространения  головневых болезней можно, если закупать высококачественные семена, полностью меняя каждые 2 – 3 года посевной материал и выстроив систему севооборотов.

При использовании непротравленного посевного материала, активное развитие грибка-паразита может привести к потере большей части урожая. Для защиты растений от этого заболевания эффективны препараты, которые действуют не только на внешнюю, но и на внутреннюю семенную инфекции, такие, как Бастион (ципроконазол/сyproconazole, 6.25 г/л, дифеноконазол/ difenoconazole, 30 г/л) - двухкомпонентный фунгицид, который имеет свойства распределятся в растении после прорастания, ингибируя рост мицелия и спорообразования патогенов. Протравитель Бастион осуществляет активную защиту от возбудителей головневых болезней, которые могут находиться как в семенах, так и почве. Препарат поглощается растением постепенно, способствуя улучшению кущения и обильности зерновок в колосе. Обеззараживание проводится предварительно, либо непосредственно перед посевом методом протравливания из расчета – 100 мл на 1 л воды на 100 килограмм посевного материала.

Существуют и другие средства для протравливания зерна перед посевом, среди которым можно выделить Тебузан Ультра (тебуконазол/ tebuconazole, 120 гл), Венцедор (тебуконазол/ tebuconazole 25 г/л, тирам/ Thiram 400 г/л ), Життєдар (флутриафол/ flutriafol 50 г/л, тиабендазол/ thiabendazole 50 г/л).

Важную роль играет выбор сортов, устойчивых к головне, особенно тех, что обладают коротким периодом цветения для минимизации риска заражения головней, а также правильный выбор предшественника и соблюдение основных агротехнических приемов:

• Если пшеница уже скошена, начинают борьбу со спорами, которые сохранились в земле. Во влажную и хорошо прогретую почву вносят навоз и минералы. Это создает условия, способствующие гибели грибка. Также почву обогащают марганцем и бором. Они увеличивают сопротивляемость растений заболеваниям.
• Глубокая осенняя вспашка помогает закапывать растительные остатки и уничтожать споры грибов, находящиеся на поверхности.
• Важно проводить экспертизу семян. Оценивать состояние зерна визуально недостаточно.
• Нужно учесть, что высокие температуры и влажность - идеальные условия для образования спор. Поэтому не стоит производить посев в поздние сроки.
• Регулярный контроль сорняков в посевах зерновых, которые могут служить хозяевами для возбудителей головни, снижает риск заражения культурных растений.
• Для достижения максимальной урожайности с поля, целесообразно вносить антистрессанты и регуляторы роста, такие, как Церон. Препарат не только помогает противостоять стрессовым факторам, а также предотвращает полегание посевов путем укрепления структуры стебля, что способствует увеличению урожая при интенсивном выращивании зерновых.
• Для того чтобы обеспечить сохранность семян для будущего посева, необходима их тщательная и качественная просушка при использовании конвеерных зерносушилок.