Рак картофеля synchytrium endobioticum schilb percival

Рак широко распространен во многих европейских странах, в том числе и в пограничных с СССР — Финляндии, Польше, Румынии и других, где наносит большой ущерб. В СССР рак картофеля относится к категории важнейших карантинных болезней растений; он встречается в отдельных хозяйствах, преимущественно в западных и северо-западных областях европейской части СССР.

Рак поражает клубни, столоны, корневую шейку, редко стебли. Отмечаются случаи заражения и нижних листьев. Корни не поражаются. Первые признаки болезни обнаруживаются обычно на клубнях у глазков. Заражаются отдельные глазки или весь клубень. Вначале появляется бугорок, который разрастается в объемистый нарост с волнистой, неровной поверхностью. Такие наросты нередко превышают по размеру клубень. Ткань наростов мясистая и не защищенная пробковым слоем, поэтому она быстро подвергается загниванию. Вначале наросты белые, позже становятся темно-бурыми, потом черными, превращаясь в слизистую, гниющую массу с неприятным запахом.

Зараженные клубни теряют всякую ценность. В случае раннего сильного заражения столонов клубни на них не образуются. При заражении только подземных частей на ботве никаких признаков болезни не проявляется, иногда такие растения имеют даже более интенсивную зеленую окраску. Поэтому по ботве нельзя отличить зараженное растение, обнаруживают рак чаще всего при выкопке клубней.

Возбудитель болезни — гриб Synchytrium endobioticum Perc., относится к фикомицетам. Паразит не имеет грибницы. В цикле развития паразита образуются следующие стадии: покоящиеся, или зимние, зооспорангии, летние зооспорангии и зооспоры. Покоящиеся зооспорангии содержатся в большом количестве в наростах, образующихся на клубнях и других пораженных частях растения. Эти зооспорангии имеют размер 50 мкм в диаметре, снабжены 3-слойной оболочкой золотистой окраски, что является характерным признаком возбудителя рака.

Осенью, после разрушения наростов покоящиеся зооспорангии попадают в почву, где и зимуют. Их жизнеспособность может сохраняться в почве в отсутствие растения-хозяина в течение многих лет (до 13 и более). Весной при достаточной влажности перезимовавшие, покоящиеся зооспорангии прорастают, при этом образуется большое количество одножгутиковых зооспор. Они заражают столоны, клубни и другие части растения, вызывая усиленный рост клеток, вследствие чего происходит образование наростов. В растении, внутри зараженных клеток развиваются летние зооспорангии с тонкой оболочкой. В дальнейшем в них образуется большое количество летних зооспор, которые, освобождаясь из ткани, попадают в почву и заражают растения. В течение вегетации может быть несколько генераций летней стадии гриба, чем и объясняется массовое заражение картофеля. К концу летнего периода снова образуются зимние зооспорангии.

S. endobioticum — специализированный паразит, способный заражать только растения из семейства пасленовых. Картофель является основным растением-хозяином возбудителя рака. Могут заражаться томаты и дикорастущие пасленовые (черный паслен, белена, дурман и др.). У этого паразита имеется несколько биологических рас (биотипов), которые различаются между собой по способности заражать те или иные сорта картофеля. Агрессивные расы возбудителя рака, поражающие заведомо устойчивые сорта картофеля, обнаружены в СССР в Западной Украине.

Развитию рака способствуют высокая влажность почвы и оптимальная температура 15—20° С; минимальная температура прорастания покоящихся спорангиев 5° С. Сильное заражение картофеля раком наблюдается на легких почвах, так как в этих условиях процесс прорастания зимних, покоящихся зооспорангиев обеспечивается хорошей аэрацией. В связи с этим имеет значение и глубина их залегания. Наибольший процент прорастания зооспорангиев наблюдается в верхнем горизонте пахотного слоя почвы, на глубине 5—10 см.

Распространяется рак главным образом через почву и с зараженными клубнями. Возможен занос инфекции, и с навозом из хозяйств, где имеется рак. Гриб может заноситься с орудиями обработки, тарой, с картофельными очистками и другим путем.

Рак относится к наиболее вредоносным болезням картофеля, так как снижает урожай (в среднем на 40%) и лежкость клубней. Особенно сильно развивается рак на приусадебных участках, где накоплению паразита способствует обычно практикуемая бессменная культура картофеля.

1. Карантинные мероприятия, предупреждающие занесение и распространение рака на территории СССР. К числу этих мероприятий относятся контроль за перевозкой семенного и продовольственного картофеля и ежегодное обследование картофеля в пограничных зонах (по специальной инструкции).

2. Химический способ ликвидации новых очагов рака. Обеззараживание почвы производится 2,0—2,5%-ным раствором нит — рафена (20 л на 1 м2) или 96%-ным хлорпикрином (150 см3 на 1 м2) на участках, площадь которых не превышает 200 м2. Это мероприятие проводится областными станциями защиты растений или специальными отрядами по борьбе с болезнями.

3. Внедрение ракоустойчивых сортов, к которым относятся Камераз 1, Остботе, Курьер, Парнассия, Форан, Олев, Столовый 19, Берлихинген, Имандра, Веселовский 2—4, Агрономический, Зазерский и др.; менее устойчивы Юбель, Приекульский ранний, Пауль Вагнер, Северная роза; неустойчивы к раку сорта Ранняя роза, Вольтман, Лорх и др.

4. Агротехнические мероприятия, снижающие зараженность картофеля раком. К числу главнейших мероприятий относится севооборот с использованием пропашных культур, особенно кукурузы, капусты, затем зернобобовых, зерновых злаков и других непоражаемых культур. Однако не следует выращивать в очагах заражения корнеклубнеплоды и луковичные растения, так как они могут способствовать распространению почвенной инфекции с приставшими к ним частицами почвы. Применение органических удобрений на участках, зараженных раком, ведет к очищению почвы от инфекции. Это объясняется тем, что органические удобрения повышают интенсивность прорастания зооспорангиев в почве, но дальнейшее развитие паразита прекращается из-за отсутствия растения-хозяина. Уничтожение сорняков из семейства пасленовых.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Болезнь сельскохозяйственных культур , статья из раздела:

potato wart disease

Рак картофеля – это заболевание картофеля, которое вызывает низший гриб Synchytrium endobioticum. Поражаются клубни, столоны, редко листья и стебли. Кроме картофеля патоген поражает томаты, дурман, лизун, паслен черный, горько-сладкий и черный, белену черную, физалис. Все растения-хозяева могут быть резерватами инфекции. Заболевание в России является объектом внутреннего карантина. Установлено существование различных рас патогена, различающихся вирулентностью. Заболевание распространено в 39 странах мира и в 55 включено в число карантинных объектов [3] [4] .

Нажмите на фотографию для увеличения

Симптомы заболевания

Типичный признак болезни – образование наростов.

На клубнях развитие болезни фиксируется в самые ранние фазы развития. В этом случае заражение отмечается по всей поверхности. Позднее раковые образования появляются в основном в районе глазков. На начальном этапе – это слабая припухлость и обесцвечивание пораженных участков, что особенно хорошо заметно на клубнях с окрашенной кожурой [4] .

Столоны при поражении раком, как правило, продолжают расти, но на них образуются не клубни, а цепочка с 4–5 наростами. Гриб поражает точки образования клубней и препятствует из завязыванию [3] .

На стеблях наросты обычно обнаруживаются в районе корневой шейки. В редких случаях вследствие одностороннего заражения оси ростка можно наблюдать искривление стеблей [4] .

На листьях – в пазухах и иногда на пластинах [4] .

Наросты – это разросшаяся ткань, в клетках которой проходит жизнедеятельность возбудителя заболевания, и содержаться большие запасы крахмала. Первоначально наросты светлые, позднее буреют или чернеют. Поверхность – бугорчатая, по внешнему виду сходна с соцветиями цветной капусты. Величина варьирует от небольших до превышающих по размеру крупный клубень. Пробковая ткань на поверхности не образуется, что приводит к их быстрому разложению под действием почвенной влаги и сапрофитных микроорганизмов [4] .

Кроме вышеописанной, известно ещё четыре формы проявления рака картофеля, возникающие под действием неблагоприятных климатических условий:

Листовидная форма – образуется при разрастании глазковых чешуек в форме уродливых, мясистых листочков иногда с намечающимся жилкованием. При прогрессировании болезни наросты напоминают раскрывшиеся сосновые шишки.
Паршеобразная форма – проявляется на поверхности клубней в форме язвочек и корочек из гипертрофированных тканей.
Гофрированная форма – клубни становятся морщинистыми с углублениями и наплывами. На бровках иногда формируются небольшие наросты.
Кратеровидная форма – клубни покрываются выпуклыми округлыми образованиями в виде кратеров с острыми неровными краями на вершине и немного углубленной серединой. Образования достигают в диаметре 1–1,5 см и располагаются в любой части поверхности картофельного клубня [3] .

Морфология

Возбудитель заболевания – низший гриб Synchytrium endobioticum. Порядок Хитридиевые (Chytridiales), семейства Синхитриевые (Synchytriaceae) [2] . Гриб относится к облигатным внутриклеточным паразитам [3] .

Просорус (вегетативное тело) – комочек голой протоплазмы [3] .

Зооспорангии покоящиеся (зимние) – толстостенные круглые или овальные клетки, величиной 21–121х22–100 мкм. Размеры зависят от условий развития патогена. Период покоя от 1,2–2,5 месяцев до 30 лет. Оболочка толщиной 7,6 мкм, состоит из трех защитных слоев:

эндоспорангий – тонкий, прозрачный;
мезоспорангий – толстый, окрашен в золотисто-желтый цвет, состоит из целлюлозы с лигнином и яркоокрашенными липоидами;
эписпорангий – наружный, состоит из целлюлозы, инкрустированной лигнином и яркоокрашенными липоидами, представляет собой стенки растения-хозяина и по свойствам состава сходен с хитином [5][3] .

Зооспорангии летние – многоядерные, одетые собственными тонкими оболочками участки соруса, содержащие 200–300 штук зооспор. Оболочка тонкая с хорошо выраженной мелкой зернистостью [3] .

Зооспоры – бесцветные, одноядерные, яйцевидной или грушевидной формы. Размер 2–2,5 мкм. Жгутик – один, бичевидный, направленный назад, длиной 10–25 мкм. С помощью жгутика зооспоры активно передвигаются в увлажненной почве на расстояние до 10 см по горизонтали, 10–15 см вверх и 15–20 см вниз. Зооспоры способны сохранять жизнеспособность в почве в течение 2 часов [3] .

Возбудители болезни , вызывающие
Рак картофеля

Биология

Бесполый цикл развития

Возбудитель заболевания сохраняется в почве длительное время в виде зимних зооспорангиев, образующихся к осени в наростах. Весной, при наступлении благоприятных условий и наличия растения-хозяина, в зооспорангиях формируется 200–300 зооспор, при разрыве оболочке выходящих наружу и попадающих в почву. При достижении восприимчивой ткани растения-хозяина, зооспоры утрачивают жгутик. Затем растворяют, с помощью содержащегося в них жира, оболочку клеток эпидермиса тканей и образуют небольшую пору. Через образовавшийся проход протопласт переливается внутрь клетки подкорковой ткани, где гриб ассимилирует питательные вещества растения-хозяина. При этом в плазме зараженной клетки появляется большое количество вакуолей, в дальнейшем сливающихся.

После исчезновения протопласта гриб покрывается двухслойной оболочкой и образует просорус. Последний обычно сразу же прорастает и образует мешковидный вырост (сорус), покрытый тонкой внутренней оболочкой. В него переходят протоплазма и ядро, которое немедленно многократно делится. После этого сорус делится на 4–9 многоядерных, летних зооспорангиев.

Одновременно с образованием летних зооспорангиев здоровые клетки растения вокруг зараженной ткани делятся и разрастаются. От давления, создаваемого разрастающимися клетками, зооспорангии выдавливаются в почву. Здесь они прорастают и вместе с почвенной влагой движутся по почвенным капиллярам, заражая молодые ткани растений-хозяев.

Цикл развития гриба длится 10–12 дней. За вегетационный период патоген дает несколько поколений [3] .

Половой цикл развития

Зооспоры способны копулировать. При этом наблюдается слияние содержимого двух зооспор. Образуется половая подвижная двухжгутиковая зигота с одним диплоидным ядром. Зигота проникает в ткани растений. Там она растет, развивается и превращается в зимующий зооспорангий.

Развитие зимующего зооспорангия сопровождается делением клеток растения-хозяина в тангентальном направлении, что приводит к погружению патогена вглубь растительных тканей.

Высокая влажность почвы провоцирует созревание и прорастание зимующих зооспорангий параллельно с летними, что обеспечивает выход в почву большого количества зооспор в течение всего вегетационного периода. Каждый месяц летнего сезона в почве прорастает примерно до 30% зимующих зооспорангиев [3] .

Условия развития. Оптимальные условия прорастания зооспорангиев: температура +14°C–+20°C, pH среды 7–8, влажность почвы 80–90% ППВ и достаточное поступление кислорода. Активность созревания и прорастания усиливается при воздействии корневых выделений кукурузы, гороха, картофеля.

Продолжительная засуха задерживает прорастание. В дождливое лето ускоряет процесс прорастания зооспорангиев в почве и их созревание в наростах текущего года.

Часть покоящихся зооспорангиев формирует зооспоры, выходящие в почву в год образования, основная масса – на следующий год. Небольшое число находится в состоянии анабиоза и сохраняет жизнеспособность до 30 лет, особенно в глубоких слоях почвы.

Рак картофеля успешно развивается в регионах со следующими климатическими показателями:

среднегодовая температура воздуха менее +8°C;
среднемесячная температура июля менее +18°C;
среднегодовое количество осадков более 500 мл, в том числе большая часть (400–450 мм) приходится на летний период.

Заболевание отмечается на различных типах почвы с различной насыщенностью органическими веществами. Наилучшее прорастание всех содержащихся в почве зооспорангиев обеспечивает хорошо аэрированная почва под черным паром. Стимулируют прорастание органические (коровий навоз, птичий помет) и азотные (сульфат амония, карбамид, аммиачная вода) удобрения. Высокий процент прорастания обеспечивает внесение сернокислого цинка, молибденовокислого аммония, медного купороса, борной кислоты [3] .

Источники инфекции

Основные – почва и клубни. Картофель заражается при содержании в 100 г почвы 700–2000 штук жизнеспособных зооспорангиев. [3]

Одновременно заболевание может распространяться:

корнеплодами, саженцами плодово-ягодных культур, рассадой различных растений с прилипшими на корневую поверхность частицами зараженной почвы;
потоками талых и дождевых вод, смывающих зараженную почву;
навозом, взятым из хозяйств, где пораженный картофель скармливали скоту в сыром виде [3] .

Географическое распространение

Рак картофеля – распространен в 39 странах Европы, Азии, Америки, Австралии, Океании, включен в перечень карантинных видов в 55 странах этих же регионов. В России первые очаги были зарегистрированы в 1935 году. В настоящее время очаги заболевания обнаруживаются на всей территории европейской части страны. В большинстве случаев это приусадебные участки [3] .

Вредоносность

Рак картофеля – опаснейшее заболевание. Поражаются в основном клубни картофеля. Развиваясь в течение нескольких лет, в условиях бессменной культуры, вызывает полную гибель урожая. В среднем недобор картофеля составляет 23–64%. Возбудитель отличается большой паразитической пластичностью и способен образовывать новые, более агрессивные патоипы. [3]

Использование клубней больных раком, даже в вареном виде, для корма может привести к тяжелым заболеваниям и гибели скота [3] .

Вредоносность значительно возрастает при монокультуре картофеля. Клубни с раковыми наростами не способны к длительному хранению и быстро сгнивают [5] .

Большинство огородников никогда не сталкивались с раком картофеля. Возбудитель этой опасной грибковой болезни впервые попал на территорию Советского Союза во время Великой Отечественной войны вместе с картошкой, которую завозили из Германии, чтобы кормить оккупантов.

Благодаря своевременному проведению профилактических мероприятий инфекция распространялась достаточно медленно, однако в настоящее время случаи заболевания зарегистрированы уже в 23 регионах РФ. Причём чаще всего болеют растения на огородах, чьи владельцы не соблюдают правил севооборота.

Симптомы рака картофеля

Сперва на больных клубнях, возле глазков, появляются белесые бугорки, которые постепенно темнеют и превращаются в бурые бородавчатые наросты, размер которых может превышать размер самого клубня. По форме наросты похожи на соцветия цветной капусты. Меньшие по размеру бурые бугорки образуются на столонах, зелёные – в пазухах листьев, иногда – на самих листьях и на соцветиях (цветки срастаются в один комок).

Распространение болезни начинается с глазков

Рак никогда не поражает корни картофельного куста, поэтому болезнь нельзя распознать, пока не придёт время выкапывать клубни. К осени большая часть инфицированных картофелин сгнивает в земле, остальные портятся уже в первые месяцы хранения, заражая окружающие здоровые клубни.

Если лето жаркое, рак способен принимать и другие формы:

листовидную, когда наросты на кожуре похожи на мясистые листья или грибы-вешенки на стволе дерева;
гофрированную – поверхность клубня становится неровной, бугристой, кожура сморщивается;
паршеобразную – кожуру клубней усеивает множество крошечных участков коросты.

Возбудитель картофельного рака

Возбудитель рака картофеля – патогенный грибок Synchytrium endobioticum (Schilb.) Perc, который паразитирует не только на картофеле, но и на других паслёновых: томатах, физалисе, диком паслёне, – причём поражает корневую систему растений.

Особенности болезни. Грибок не выносит излишней жары или холода. В северных и южных регионах, где земля в течение длительного времени на глубине 10 см промерзает до -11°C или прогревается до +30°C, картофельного рака нет.

Патоген зимует в почве в форме зооспорангиев – крохотных цист с прочной оболочкой, из которых весной выходят зооспоры (из одного зооспорангия – 200–300 зооспор). В земле зооспорангии могут жить до 30 лет.

Оптимальные условия для развития патогена – температура почвы +15–18°C и влажность почвы – 80%. Беда в том, что в тех же условиях лучше всего растёт картошка. Более половины зооспорангиев прорастает в июне – июле, во время интенсивного образования клубней.

Зооспоры, вышедшие из цисты, могут передвигаться по капиллярам почвы. Если в течение 12 часов они не внедрятся в клетку растения-хозяина, то погибают. В клетке патоген растёт, под действием выделяемых им токсинов соседние клетки растения начинают интенсивно делиться, образуя наросты. Через некоторое время в центре нароста образуются новые зооспорангии. Жизненный цикл грибка – 12–14 дней. За сезон на заражённом участке появляется до 17 поколений патогена.

Научно доказано, что если в 1 г почвы на участке содержится одна циста возбудителя картофельного рака, погибнет минимум 10% урожая, 25 спорангиев на 1 г почвы – приговор для 60% урожая. Если с картофельным раком не бороться, болезнь может стать причиной значительных убытков.

Источники заражения участка картофельным раком

Существует несколько наиболее вероятных источников заражения участка картофельным раком:

одежда и обувь огородника;
грязные рабочие инструменты, использовавшиеся в карантинной зоне;
навоз животных, которых накормили сырыми инфицированными клубнями;
талая вода;
дождевые черви. Из-за червей возбудителя заболевания обнаруживают на глубине 50 см от поверхности;
насекомые;
больные клубни, используемые в качестве семенного материала.

Профилактика рака картофеля

Чтобы избежать заражения участка, необходимо:

соблюдать правила севооборота и сажать картофель на одном и том же месте не чаще, чем один раз в 3–4 года;
не располагать рядом с картофельными грядками другие культуры семейства паслёновых;
тщательно выпалывать сорняки семейства паслёновых вокруг картофельного поля;
не приобретать посадочный материал и навоз из карантинных зон;
если где-либо поблизости появилась карантинная зона, целесообразно использовать посадочный материал устойчивых к раку сортов.

Борьба с раком картофеля

Если на участке обнаружен хотя бы один больной клубень, необходимо сообщить об этом в инспекцию по защите растений. Картофель, больной раком, ни в коем случае нельзя употреблять в пищу. Чтобы зооспорангии не попали в навоз, нельзя скармливать скоту больные клубни в сыром виде.

Зимний зооспорангий в толстой оболочке погибает только после часа кипячения при 100°C. Инфицированные клубни лучше уничтожить: наука пока не дала окончательного ответа на вопрос об их безвредности для людей и животных.

Поражённые раком кусты вместе с клубнями и ботвой или сжигают, или сбрасывают в яму глубиной не менее метра и засыпают хлорной известью (как вариант – заливают формалином или керосином).

Несколько способов добиться такого результата:

на грядках, где в прошлом году росла картошка, посадить кукурузу. Выделения её корней способствуют выходу зооспор. Также хорошо очищают почву рожь и бобовые (горох, фасоль, люпин);
весной удобрить участок из расчёта 300 кг навоза на 1 сотку. Если необходимо обеззаразить землю в теплице, вносят гранулированную мочевину (на 1 м² – 1,5 кг);
сажать картофель сортов, устойчивых к раку. На самом деле такой картофель очень чувствителен к воздействию зооспор. Поражённая клетка не питает паразита, а погибает, клетки вокруг неё затвердевают, образуется пустула, в которую заключён погибший патоген. Здоровые ткани выталкивают пустулу, и рана зарубцовывается. Если в течение 5–6 лет сажать только такой картофель, почва полностью очистится от грибка. Но раз в 4 года необходимо менять сорт, чтобы возбудитель рака к нему не адаптировался.

На заражённых участках придётся отказаться от посадки Лорха и Синеглазки, так как они очень уязвимы.

Раннеспелые: Пушкинец, Жуковский, Незабудка, Белоярский ранний, Весна. Голландские: Аноста, Приор, Аксу;
среднеранние: Бежецкий, Свитанок Киевский, Невский. Голландские: Кондор, Агрия, Сантэ. Немецкий сорт Адретта;
среднеспелые: Фамоза, Вихола, Нида, Грант, Виктория, Голубизна, Луговской, Столовый-19;
среднепоздние: Кардинал, Зарево, Ласунак.