Карта объекта

Систематическое положение.

Царство Fungi, отдел Basidiomycota, класс Ustilaginomycetes, подкласс Ustilaginomycetidae, порядок Ustilaginales, семейство Ustilaginaceae.
Современное название: U. maydis. (http://www.indexfungorum.org)

Биологическая группа.

Биотроф.

Морфология и биология.

Пузырчатая головня кукурузы проявляется в виде патологических новообразований (галл) на всех частях растений, но наиболее часто на стеблях и початках. Обычно первые галлы возникают на корневой шейке, затем на листьях и стеблях и далее на метелках и початках. При поражении листьев наблюдается образование вздутий в виде группы шероховатых морщин. В метелках поражаются отдельные цветки с образованием мешковидных вздутий обычно небольших размеров. На стеблях и початках формируются крупные галлы, достигающие порой более 30 см в диаметре. В галлах формируются телиоспоры гриба. В 1 куб.см галловой ткани может образоваться 370 млн. спор. Телиоспоры шаровидные, темно-коричневые, 8-15 х 7-10 мкм, с короткими шипами. Они прорастают с образованием дикариотического мицелия или споридий. Мицелий инфицирует формирующийся орган, нарушая его дифференциацию и стимулируя патологическое разрастание тканей. Образование галлов происходит в течение примерно двух недель. Созревшие в галлах споры способны прорастать и заражать растения в течение всего вегетационного периода. Осенью при уборке кукурузы головневые вздутия отламываются и могут зимовать на кукурузном поле. Весной, перезимовавшие споры вновь заражают кукурузу. Наиболее высокая восприимчивость кукурузы к болезни наблюдается в период от выбрасывания метелок до молочной спелости (Немлиенко, 1957).

Распространение.

Заболевание встречается практически во всех регионах возделывания кукурузы. Первыми очагами пузырчатой головни были два кукурузосеющих района б. Советского Союза - Кавказ и Молдавия. Из этих мест возбудитель с семенами распространился в северные и западные области Украины, Белоруссии и России. Наиболее интенсивно заболевание стало распространяться в 50-60 годы в связи с расширением посевов кукурузы по стране. Чаще заболевание встречается в районах с недостаточным увлажнением. Например, значительно сильнее болезнь проявляется в степной части Украины, чем на Кубани. В степной зоне Украины распространенность пузырчатой головни на орошаемых землях составляет 21.2%, на богаре. до 71% (Чайка, Мартынюк, 2001). В более увлажненных районах Центрально-Черноземной зоны и севернее болезнь повсеместно распространена, но процент пораженности невысокий (Немлиенко, 1957). Реже заболевание встречается в Сибири (Каратыгин, 1970). Распространенность пузырчатой головни в Приморском крае Дальнего Востока составляла в 1991-1997 годах 0.5.17%, при этом потери урожая достигали 0.1-9% (Чайка, Мартынюк, 2001). В 1955 г. в Московской области зарегистрировано от 18 до 30% растений, пораженных пузырчатой головней. В Ленинградской области в 60-е годы встречались единичные растения, пораженные пузырчатой головней. В незначительных размерах она зарегистрирована в Татарии и Башкортостане, Псковской, Новгородской, Калининградской, Рязанской, Ярославской, Горьковской, Кировской, Челябинской, Омской, Новосибирской областях, в северных районах Дальнего Востока (Калашников, Шапиро, 1962).

Экология.

Минимальная температура для прорастания телиоспор 0-5.C, оптимальная 20-30.C. Процесс галлообразования при температуре ниже 21.C приостанавливается. Созревают телиоспоры лучше при высокой температуре. Споры сохраняются в почве до 3 лет. При возделывании кукурузы на одном и том же участке в течение 2-3 лет пораженность пузырчатой головней нарастает от 10 до 18% (Бзиков и др., 1980). Заболевание усиливается при поздних сроках сева кукурузы. Обильная длительная влажность во время вегетации кукурузы ограничивает ее поражение пузырчатой головней. Повышенная температура и неравномерное обеспечение растений влагой усиливают поражение растений (Каратыгин, 1986). Загущенные посевы способствуют развитию пузырчатой головни.

Экономическое значение.

Наиболее вредоносно заболевание при поражении початков и стеблей кукурузы. Снижение урожая может достигать 25-30%. В условиях юга и юго-востока Казахстана потери могут доходить до 53% (Чайка, Мартынюк, 2001). Размеры снижения урожая зависят от времени заражения, места проявления заболевания на растении, количества галл и их размеров. При поражении початков потери урожая достигают 82.3% (Левада, 1990). В среднем от поражения кукурузы пузырчатой головней урожай снижается на 48.7% (Немлиенко, 1957). В два раза менее вредоносно заболевание при поражении стебля ниже початка. Крупные галлы снижают урожай в среднем на 60% и больше, галлы средней величины - на 25% и небольшие вздутия. на 10% (Немлиенко, 1957). Кукуруза, пораженная пузырчатой головней, более подвержена поражению стеблевой гнилью. Защитные мероприятия должны быть направлены на удаление с полей послеуборочных остатков кукурузы, отбор здоровых семенных початков, протравливание семян. Такие фунгициды как витавакс, хлорнеб, триаримол ингибируют размножение споридий, развитие мицелия и прорастание спор.

Литература:

Бзиков М.А., Мисик Н.А., Белаонова Л.И. Роль предшественников и удобрений в снижении потерь урожая кукурузы от пузырчатой головни. / Кукуруза, 1980, 6. С. 28.
Калашников К.Я., Шапиро И.Д. Вредители и болезни кукурузы. Л.: Изд. с.-х. лит., 1962. 189 с.
Каратыгин И.В. Возбудители головни зерновых культур. Л.: Наука, 1986. 112 с.
Немлиенко Ф.Е. Болезни кукурузы. Сельхозгиз, 1957. 230 с.
Чайка А.К., Мартынюк Т.Д. Вредоносность головневых заболеваний кукурузы в Приморском крае. / Кукуруза и сорго, 2001, 5. С. 19-22.

Просмотры: 1116

13.09.2018

Симптомы этого опасного заболевания проявляются в виде образования пузырей и вздутий, которые можно обнаружить на стеблях, листьях, репродуктивных почках, початках и метелках кукурузы. Пузырчатую головню надземных органов вызывает базидиальный головневый гриб Ustilago maydis (DC.) Cda. (U.zeae Unger) .

Зона распространения заболевания

Заражение пузырчатой головней происходит везде, где культивируется кукуруза, поэтому эту болезнь можно наблюдать в Европе, Соединенных Штатах, Австралии, на африканском континенте. В Украине наибольший вред инфекция наносит в центральных областях степной зоны, где одновременно могут заражаться до 25% посевов.

Симптомы заболевания

В результате заражения пузырчатой головней растительные ткани кукурузы вначале слегка припухают, приобретая более светлый оттенок, а затем разрастаются в белесую вздутую бесформенную и слизистую массу, которая постепенно высыхает и темнеет. Примерно через две, три недели очаг заражения превращается в сухой пузырь оливкового оттенка, состоящий из грибных спор. При дозревании грибница становится почти черной, вздутие растрескивается и рассыпается, а грибные телиоспоры разносятся ветром по округе, заражая грунт, чтобы затем стать первичным источником заражения будущих молодых всходов кукурузы.

Диаметр грибных телиоспор составляет всего от 8 до 13 микрон. В массе они имеют темно-оливковый цвет, одиночные – более светлые, с желтоватым оттенком, а шаровидная разновидность спор украшена сетчатым узором и снабжена крупными щетинками.

Прорастают телиоспоры при наличии достаточной капельной влаги и температуре воздуха +23...25°С, причем этот процесс занимает всего несколько часов.

Вредоносность заболевания

Опасность пузырчатой головни состоит в том, что в результате сильного заражения кукуруза может терять до 60% урожая, а очаг вздутия на некоторых растениях может достигать пятнадцати и более сантиметров в диаметре. Появление уродливых пузырей приводит к деформации надземных органов, формированию бесплодных початков, а в случаях раннего заражения растения могут постепенно усыхать, и в итоге погибают.

При этом зараженную инфекцией кукурузу не рекомендуется использовать в качестве корма для животных (в любом виде) по причине высокой токсичности находящихся во вздутых образованиях грибных спор.

На протяжении вегетационного периода пузырчатая головня способна репродуктировать три, четыре, а иногда даже пять поколений, что обычно приводит к чрезмерному заражению посевов. При этом споры достаточно живучи и сохраняют способность к прорастанию в течение четырех (!) лет.

Первые признаки заболевания могут наблюдаться уже на фазе появления всходов (на молоденьких листьях и в пазухах). Телиоспоры обычно проникают внутрь кукурузы через эпидермис, как правило на тех участках, которые повреждены насекомыми-вредителями (например, шведской мухой или стеблевым мотыльком). Болезнь может проникать и через ранки, нанесенные растениям механическим путем при обработке почвы.

Если заражение всходов происходит в фазе формирования молодых листьев (от пятого до восьмого), то гриб формирует безобразные наросты и вздутия прямо на листовых пластинах, початках и стебле, что считается наиболее опасной формой заражения, поскольку приводит к гибели растения.

Наиболее подвержены заболеванию молодые растительные ткани, поэтому чаще всего от этой болезни страдают всходы, находящиеся в фазе молочной спелости, когда они имеют от 4 до 6 листочков.

В фазе начала цветения кукурузы болезнь поражает в первую очередь репродуктивные органы растений.

Способы борьбы

Наиболее эффективным способом борьбы с пузырчатой головней является использование стойких к заболеванию сортов и гибридов кукурузы.

· Соблюдение правил севооборота

· Тщательный отбор семенного материала

· Предварительное протравливание семян с помощью препаратов «Максим», «Венцедор» или «Диксил Ультра»

· Четкое соблюдение сроков и норм высева

· Своевременное внесение в почву полноценных питательных веществ

· Тщательная уборка растительных остатков

· Осенняя зяблевая вспашка грунта на глубину не менее 25 сантиметров

Из химических средств защиты для опрыскивания всходов в период вегетации обычно применяются следующие виды пестицидов:

• Байлетон

• Оптимо

• Привент

ЛАТИНСКОЕ НАЗВАНИЕ: Ustilago maydis (DC.) Corda

РУССКОЕ НАЗВАНИЕ:

КИТАЙСКОЕ НАЗВАНИЕ: Кукурузный чёрный гриб, кукурузная чёрная плесень

ТАКСОНОМИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ:

1. Класс: Basidiomycetes
2. Порядок: Ustilaginales
3. Семейство: Ustilaginaceae

ЛЕКАРСТВЕННОЕ СЫРЬЕ: Сорусы

Морфологические особенности

Кукурузный чёрный гриб представляет собой сорус (группу плодовых тел) длиной в 30-150 мм Сорусы формируют чёткие, неправильной формы, чёрно-сажистые галлы, которые могут располагаться в различных частях растения-хозяина, хотя обычно бывают расположены в початке. Снаружи молодые галлы покрыты слоем белой кожистой мембраны, представленной мицелием, смешанным с тканями растения.

С возрастом мембрана приобретает пурпурно-красную окраску, у зрелых плодовых тел становится серой. После созревания сорусов мембрана разрывается и распространяет большое количество тёмно-бурого спорового порошка. Споры шаровидные или эллипсоидальные, редко бесформенные, 8-12 мкм в диаметре, поверхность спор мелкобородавчатая, чёрно-коричневая.

Экология и распространение

Кукурузный чёрный гриб живёт внутри растений кукурузы и образует на поверхности початков, стеблей, иногда и листьев крупные серовато-белые наросты, внутри которых находятся черно-коричневые порошковидные споры головни. Распространён в Китае в провинциях Хэбэй, Шаньси, Хэйлунцзян, Ляонин, Цзилинь, Внутренней Монголии, Аньхой, Цзянсу, Чжэцзян, Цзянси, Фуцзянь, Хэнань, Гуандун, Нинся и др. Встречается во многих странах мира в районах возделывания кукурузы.

Питательный и химический состав

Слабо изучен. Споры сильно ядовиты. Исследования показывают, что кукурузный чёрный гриб содержит в себе многие минеральные компоненты, отличается высоким содержанием железа, кальция, магния, фосфора, цинка и марганца. Содержит устилагин, склеротиновую кислоту, триметилалин. Одновременно включает 8 аминокислот, из которых самое высокое содержание у аминокислоты Су (треонин). Кукурузный чёрный гриб считается у некоторых народов съедобным и лекарственным грибом Употребление молодого кукурузного чёрного гриба в пищу практиковалось ещё мексиканскими индейцами. Он считается очень хорошей приправой в мексиканской кухне, а в последнее время привлекает внимание американских поваров, причём имеет достаточно высокую стоимость.

Фармакологические свойства

1. Традиционное применение

Полезен для печени, селезёнки и желудка, даёт хороший результат для успокоения духа и обезвреживания ядов. Споры головни кукурузы применяются в гинекологии, а также как кровоочистительное средство при экземе, псориазе головы. Спиртовая настойка измельченных желваков со спорами головни кукурузы используется как кровоостанавливающее средство.

Применение спор пузырчатой головни кукурузы требует крайней осторожности.

2. Воздействие на пищеварительную систему

Постоянное употребление кукурузного чёрного гриба может предупреждать и лечить язвы желудка и кишечного тракта, болезни печени, способствует работе кишечника.

3. Биологическая роль микроэлементов, содержащихся в кукурузном чёрном грибе

Микроэлементы имеют очень важные физиологические функции. Железо входит в состав гемоглобина, ответственного за транспорт кислорода в крови и участвует в гемопоэзе, являясь активатором синтеза в клетке гемопротеидов. Цинк влияет на активность более 80 ферментов, непосредственно участвует в синтезе полинуклеотидов и протеинов и, следовательно, воздействует на деление, рост и воспроизводство клеток. Марганец преимущественно сосредоточен в печени и селезёнке, участвует в образовании определенных ферментов, так, например, в образовании пируватдекарбоксилазы. Кроме того, он участвует в сахарном обмене и играет важную роль в биосинтезе нуклеиновых кислот.

4. Значение аминокислот, содержащихся в кукурузном чёрном грибе

Кукурузный чёрный гриб богат аминокислотами: треонином, изолейцином и триптофаном. Для треонина, который является одной из незаменимых аминокислот, характерно высокое содержание цинка и марганца. Он участвует в липидном обмене, его отсутствие может привести к жировому перерождению печени. Изолейцин — одна из трёх аминокислот с разветвлёнными цепями. Соотношение между разветвленными и ароматическими аминокислотами снижается от 3,0-3,5 в организме здорового человека до 1,0-1,5 у людей с печёночной патологией.

Поэтому изолейцин используется для лечения болезней печени, участвует в обмене углеводов, способствует снижению уровня холестерина в крови. Кукурузный чёрный гриб может также способствовать синтезу протеина, вследствие чего используется в качестве поддерживающего средства при лечении заболеваний печени и почек. Триптофан играет важную роль в метаболизме, поскольку трансформируется в серотонин, который представляет собой вещество, являющееся химическим передатчиком импульсов между нервными клетками мозга и контролирующее аппетит, сон, настроение и эмоции человека.

5. Противоопухолевая эффективность

Гриб оказывает противодействие росту саркомы 180 у мышей.

Библиография

1. Баомэнь, Ласеэр. Современная трофология. Пекин: Химическая промышленность, 2004.
2. Фаньсюйшэнь, ЧжанИнсинь, Ваньсайлань и др. Содержание и функции микроэлементов // Исследование микроэлементов и здоровья. 1999,16(1): 52.
3. Чжанбиншэн, Ваньциньюань. Анализ микроэлементов в эфирном масле реума // Исследование микроэлементов и здоровья. 1999, 16(1): 77.
4. Шанфэйфэнь, Лихунмэй, Ваншоули и др. Начальное исследование ферментации полиозы кукурузного чёрного гриба // Наука продуктов. 2002,23(11): 83.
5. Alexopoolus С. J. (перевод ЯоИцзянь, Лиюйчжу). Очерки грибоведения. Пекин: Китайское сельское хозяйство, 2006.

Ustilago zeae

Симптомы пузырчатой головни кукурузы:

Поражение пузырчатой головней кукурузы происходит в течение всей вегетации (до фазы молочно - восковой спелости зерна) заражаются молодые органы, которые растут. В местах поражения появляются сначала светло-зеленые слегка припухшие пятна, которые постепенно разрастаются и превращаются во вздутие в виде пузырей разного размера и конфигурации. Сначала они имеют светлую окраску, прикрытые белой, розовой или красной оболочкой и заполнены серовато-белой слизистой массой, которая впоследствии превращается в черно-оливковую массу телиоспор.

Условия развития пузырчатой головни кукурузы:

Основной источник инфекции пузырчатой головни кукурузы - телиоспоры на пораженных растительных остатках (особенно в неповрежденных пузырях), которые сохраняют жизнеспособность до четырех лет. Они прорастают базидиями, на которых формируются базидиоспоры. Последние способны почковаться, образуя споридии (вторичные конидии). Особенно интенсивное образование споридий происходит в почвах, богатых органическими веществами. Прорастание телиоспор в почве наблюдается уже при температуре 8-10°С (оптимальная 25-30°С) и влажности 98-100%. Единичные телиоспоры быстро теряют жизнеспособность под действием влаги и сапрофитных микроорганизмов.

Дополнительный источник инфекции пузырчатой головни кукурузы - заспоренные семена. Вредоносность пузырчатой головни проявляется в резком снижении урожая зерна и зеленой массы. При поражении початков потери урожая могут достигать 50-100%, вегетативных органов - 25-50%.

Меры борьбы с пузырчатой головней кукурузы:

• оптимальные сроки посева
• соблюдение севооборота
• протравливание семян
• качественная обработка почвы (заделка растительных остатков

Возбудитель пузырчатой головни гриб Ustilago zeae Und (класс Устомицеты). Болезнь распространена во всех районах возделывания кукурузы, на молодых частях растений в течение вегетационного периода. Пузырчатая головня приводит к резкому снижению урожайности кукурузы (зеленой массы - на 25-50%, зерна - на 50% и более). Степень вредоносности болезни зависит от поражаемого органа.

Пузырчатая головня при благоприятных условиях заражает кукурузу даже во взрослом состоянии в местах, где находится молодая ткань. Этим и объясняется тот факт, что болезць способна поражать стебли, листья, междоузлия, султаны, початки и воздушные корни. Возбудитель вызывает образование вздутий различного размера и желваков белого цвета (первые диагностические признаки болезни).

Пузырчатая головня поражает растения кукурузы на протяжении всего периода вегетации. Каждый нарост образуется в результате отдельного (местного) заражения, при этом грибница очень слабо распространяется от первоначального места внедрения (заражения).

Первичное заражение молодых растений кукурузы, как правило, начинается, когда они достигнут высоты 30-40 см. На побегах и узлах головня проявляется в форме шаровидно-клубневых вздутиях диаметром до 15 см и более. На листьях вздутия образуются вдоль жилок и имеют удлиненную форму, на початках.

Поражаются отдельные завязи, развитие которых задерживается или останавливается. Они могут также разрастаться, принимая неправильную форму. На султанах (метелках) поражаются отдельные цветки, которые разрастаются, образуя пузыри.

В местах заражения на всех органах кукурузы образуется бледный и зеленовато-желтый оттенок, пронизанный мицелием гриба. Позже, ко времени созревания телиоспор, он темнеет, покрывается сверху беловато¬серой с серебристым отблеском пленкой. Позднее желвак подсыхает, кроющая пленка растрескивается, и освободившиеся телиоспоры рассеиваются, вызывая вторичное заражение. Часть телиоспор сохраняется в пораженных початках зерна и в поле на послеуборочных остатках.

Телиоспоры имеют эллипсоидальную или шаровидную форму, желтовато-коричневую оболочку с пшпиками. Они способны прорастать сразу, как только созреют, но в сухом виде могут сохраняться 5 лет и более.

В природных условиях телиоспоры подвергаясь смачиванию влагой, быстро теряют всхожесть. Некоторые сохраняются в виде нераспавшихся комочков. Весной при обработке почвы споровые комочки разрушаются и легко распространяются по полю, что и служит первичной инфекцией для всходов кукурузы. Реже инфекция (телиоспоры) в поле заносится с семенами. Телиоспоры, прорастая, формируют базидии с базидиоспорами, которые часто размножаются почкованием.

Различия между головневыми болезнями кукурузы

Показатель	Пузырчатая головня	Пыльная головня
Проникновение	Корни, колеоптили	Растущая (мерисистемная) ткань
Места поражений	Початки, метелки; головневые галлы имеют тонкую пленку; по­чатки утолщены в виде «груши», мельче; растения ниже ростом; больше всего по краям поля	Листья, стебли, початки, метелки; головневые галлы имеют толстую пленку
Потеря урожая	Потенциально высокая	Не очень высокая
Возможности борьбы	Устойчивые (толерантные) гибриды; протравливание, внесение фунгицидных гранул	Борьба со шведской мухой; предохранение посевов от поражений рекомендованными способами

Образовавшиеся в большом количестве споридии (вторичные аскоспоры), прорастая ростковыми трубками, проникают только в молодые меристематические ткани растения. Затем из ростковой трубки образуется гаплоидная гифа, которая конулирует с другой, противоположной по полу гифой, что дает начало развитию диплоидной гифы.

Причины поражения пузырчатой посевов кукурузы

1. Избыточное переувлажнение в фазе развития растения до 6-7 листаьев (закладка генеративных органов), затем сильное пересыхание, патоген в этом случае поражает кукурузу сильнее.
2. При применении гербицидов в фазе развития 6-7 листьев растение сильно угнетается, замедляются окислительно-восстановительные реакции, снижается динамика превращения углеводов, и споры гриба поражают ткани растения, стеблевой конус, початки, недостаточно укрытые обертками.
3. При градобое места повреждения растения поражаются спорами гриба.
4. Поражение растений кукурузы переносом спор гриба насекомыми.
5. Наличие спор пузырчатой головни на пожнивных остатках и в почве в виде комочков телиоспор.
6. Зараженность семян кукурузы.

Меры борьбы с пузырчатой головней

Большую роль в уменьшении резервации инфекций играют предшественники, в частности, пшеница, ячмень, зернобобовые.

Глубокая зяблевая вспашка кукурузного поля способствует быстрому перегниванию растительных остатков, где в основном сохраняется инфекционное начало.

Химический метод борьбы с головней - протравливание семян фунгицидами и опрыскивание вегетирующих растений препаратами типа Байлетон (0,5 кг/га) в фазе 6-7 листьев.

Одним из значимых методов является контроль и по необходимости защитные мероприятия против насекомых-вредителей, являющихся переносчиками заболеваний.

Зав. отделом селекции и семеноводства кукурузы
ГНУ КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко
с/х наук А.И. Супрунов

Директор ОАО «ККЗ «Кубань»
кандидат с/х наук В.М. Короткин