Кукуруза является одной из ценных культур в мире. В ее зерне содержится до 72% крахмала,14% воды 12-14% белков, 6% жира, 1,5-2% минеральных солей, клетчатка и витамины. Из кукурузного зерна производят муку, крахмал, этанол, декстрин, глюкозу, сироп, масло. Его консервируют, перерабатывают на крупу и хлопья, используют для производства комбикормов.
Высокая биологическая ценность кукурузы как корма для многих фитофагов, нарушающих структурную целостность тканей и органов, способствует проникновению и развитию ряда возбудителей болезней растений, в том числе семян в период их формирования и хранения. Кукуруза поражается облигатными и полупаразитными грибами, ряд из которых поражает растения, ослабленные недостатком элементов питания и/или вследствие несоответствия климатических условий биологическим требованиям для нормального роста и развития.
По данным В.Г. Иващенко (2015 г.) в России трофически связаны с кукурузой по меньшей мере 83 вида грибов. Больше всего их паразитирует на початках (34 вида) и листьях (33), 20 — на стеблях.
Недоборы урожая от основных болезней и вредителей составляют 8-12%, а иногда 25-30% и более.
Редакция «ГлавАгроном» подготовила обзор самых опасных болезней кукурузы, которые имеют хозяйственно-экономическое значение для регионов России.
Болезни различных органов кукурузы
Пузырчатая головня
Пузырчатая головня, возбудитель болезни — гриб Ustilago zeae (Link) Unger = Ustilago maydis (DC.) Corda — особо опасная болезнь кукурузы.
Пузырчатая головня резко снижает урожайность кукурузы (зеленой массы — на 25-50%, зерна — на 50% и более). Степень вредоносности зависит от поражаемого органа. Заболевание проявляется в виде различной величины галлов на всех надземных органах кукурузы в определенной последовательности: на листьях, стеблях, метелках, початках (в т.ч. и на рудиментарных, расположенные в пазухах листьев ниже плодоносного початка). Возбудитель поражает только вегетативные клетки; у зерен в початке поражается наружная оболочка перикарпия, в зародыш, нуцеллус и эндосперм грибница не проникает; при поражении молодых завязей эти клетки атрофируются.
Самые мелкие галлы (их колонии, или антоциановые пятна) образуются на листовых пластинах, до 1-5 см — на центральной жилке и влагалище листа, преимущественно до 15-20 см на стеблях и початках, вразброс или в форме головневых «гирлянд» — на метелках. Реже вздутия имеются на обертках, отдельных зерновках, ножках початка. Верхние початки обычно поражены чаще, с более крупными галлами, чем на нижних, проявляющихся позже и менее заметных.
Сформировавшийся галл долгое время имеет оболочку (перидий) белого, розового или красноватого цвета, он состоит их гипертрофированной ткани кукурузы, содержащей объемистые межклеточные ходы, заполненные сплетенными гифами гриба, впоследствии распадающимися на телиоспоры, причем после их рассеивания остается губчатая сетка, быстро съеживающаяся и засыхающая. При разламывании как зрелого, так и недозревшего галла на изломе под оболочкой выступают капли воды, что служит хорошим диагностическим отличием пузырчатой головни кукурузы от пыльной головни, у которой споровое образование сухое и жесткое. Позже, ко времени созревания телиоспор, желваки темнеют, покрываются сверху беловато-серой, принимающей серебристый отблеск, пленкой.
Часть освободившиеся телиоспор рассеивается, вызывая вторичное заражение, часть их сохраняется в пораженных початках зерна и в поле на послеуборочных остатках. Телиоспоры имеют эллипсоидальную или шаровидную форму, желтовато-коричневую оболочку с шипиками. 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 телиоспоры 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 семенным материалом. Телиоспоры, прорастая, дают базидии с базидиоспорами, которые часто размножаются почкованием. Образовавшиеся в большом количестве споридии (вторичные конидии), прорастая ростковыми трубками, проникают только в молодые меристематические ткани растения. Затем из ростковой трубки образуется гаплоидная гифа, которая копулирует с другой, противоположной по полу гифой, что дает начало развитию диплоидной гифы. Часто заражение происходит ростковой трубочкой, развивающейся непосредственно из головневой споры, минуя стадию образования споридий. В течение вегетации гриб может дать 3-4 поколения спор.
На развитие пузырчатой головни большое влияние оказывают погодные условия. При оптимальных условиях (+23-25ºС, контактная влага) телиоспоры прорастают в течение нескольких часов, интенсивное заражение обусловлено чередованием кратковременных дождей и засушливых периодов, когда уменьшается тургорность тканей листьев и облегчается затекание споридий вглубь листовой воронки. При загущенных и поздних посевах и внесении избыточного количества азотных удобрений, пораженность пузырчатой головней резко возрастает. Споры головни, попадая в почву, сохраняются в ней длительное время, поэтому почва служит важнейшим источником возобновления инфекции.
Меры борьбы:
Распространение на территории России
Болезнь распространена во всех районах возделывания кукурузы на молодых частях растения в течение вегетационного периода.
Всего в 2018 г. в Российской Федерации, по данным ФГБУ «Россельхозцентр», пузырчатой головней было заражено 29,13 тыс. га. Химические обработки были проведены на площади 9,01 тыс. га.
ЭПВ пузырчатой головни в период начало вегетации - выбрасывание метелок кукурузы — 0,3-0,5% пораженных початков.
Пыльная головня кукурузы
Возбудитель пыльной головни — гриб Sporisorium reilianum, f.sp. Zeae (Kuhn) Langdon et Fullerton. Синонимы: Sorosporium holci-sorghi (Riv.) Moesz, Ustilaago reiliana Kuhn.
Болезнь распространяется при помощи телиоспор, попадающих различными путями в почву, в которой они могут сохраняться 2 года и более, поэтому почва служит важным источником возобновления инфекции. Те телиоспоры, которые пристали к семенам, при заражении играют незначительную роль. Заражению растений способствует повышенная температура воздуха (оптимальная температура для возбудителя +28…+30ºС) и почва.
Заражение кукурузы происходит в период от начала прорастания семян до появления всходов (проростковый тип инфекции) на поверхности почвы, а иногда — к образованию двух-трех листьев. Мицелий гриба распространяется в растении диффузно. Болезнь начинает проявляться с момента колошения, когда при поражении головней все соцветие превращается в пылящую массу темных, шиповатых телиоспор. Иногда конечная часть метелки остается здоровой, в то время как нижняя ее часть с боковыми побегами поражена. Развившаяся на мужских и женских метелках болезнь нередко поражает только отдельные цветки или часть соцветия. При поражении женских соцветий обычно развиваются крупные желваки яйцевидной или овальной формы, заключенные во влагалище листа и покрытые розоватой, быстро разрывающейся оболочкой. Иногда конечная часть стебля превращается в одно крупное вздутие и, вследствие укорачивания междоузлий, кажется окруженной розеткой листьев.
Зачастую растения гипертрофированы и отстают в росте. Если при поражении пузырчатой головней обычно бывают заражены отдельные початки растения, то пыльная головня полностью разрушает все початки.
Вредоносность болезни заключается не только в прямом недоборе урожая зерна при поражении початков, но и в скрытых потерях, которые складываются из выпадения отдельных проростков во время всходов семян, из-за низкорослости растений, недоразвитостью початков и др.
При сильном развитии болезни недобор урожая может составить 15-20%.
Меры борьбы:
Распространение на территории России
Заболевание чаще всего встречается в южных регионах РФ с теплой весной и жарким летом.
Всего в 2018 г. в Российской Федерации, по данным ФГБУ «Россельхозцентр», пыльной головней было заражено 1,36 тыс. га посевов. Химические обработки не проводились.
ЭПВ пыльной головни в фазе цветения кукурузы — 0,3-0,5% пораженных початков.
Почернение сосудистых пучков (цефалоспориоз)
Эта болезнь для кукурузы, выращиваемой на зерно, очень вредоносна, так как пораженные растения или совсем не плодоносят, или дают недоразвитые початки с незначительным количеством зерновок. Возбудитель цефалоспориоза — несовершенный гриб Sarocladium strictum (W. Gams) Summerb. Синонимы: Acremonium strictum W. Gams, Cephalosporium-artige Schimmelpilze (Stuttgart); Cephalosporium acremonium Corda, Icon. fung. (Prague). На его грибнице образуются вертикально стоящие, простые, слегка утонченные вверху конидиеносцы длиной 30-60 мкм. Гриб распространяется по сосудистой системе стебля и часто достигает початков, где заражает семена. При прорастании семян грибница проникает в росток и диффузно распространяется по растению.
Болезнь проявляется на кукурузе в начале молочной спелости зерна и позже. Надземные части больных растений (стебли, листья и листовые влагалища) приобретают красно-пурпуровую или бурую окраску. Изменение окраски начинается с верхних листьев и постепенно распространяется на нижние, частично на влагалища, а также междоузлия. Обычно на листьях красно-пурпуровая окраска сначала проявляется вдоль центральной жилки, а затем охватывает остальную часть пластинки.
У растений, зараженных до выбрасывания метелок, образуются щуплые семена. При заражении в начале молочной спелости зерна значительное снижение урожая не наблюдается.
Меры борьбы:
Распространение на территории России
Заболевание обнаружено в Краснодарском крае.
Белая гниль стеблей
Возбудитель белой гнили стеблей — сумчатый гриб Whetzelinia sclerotiorum Korf. et Dumont. Зимует он в виде склероциев, которые весной, прорастая, образуют грибницу, проникающую в растение, или апотеции — блюдцевидные тела на цилиндрических ножках. В верхней части апотеция формируются сумки с сумкоспорами. Сумки цилиндрические, бесцветные, размером 130-135 х 8-10 мкм. В каждой из них содержится по 8 эллиптических бесцветных сумкоспор размером 7-12 х 4-6 мкм. Последние также прорастают и заражают растения. Болезнь особенно сильно проявляется во влажные теплые годы.
Развитие апотеций проходит в мае-июне. Позитивный фототропизм позволяет им, стремясь к свету, вырастать из склероциев, обычно достаточно глубоко погруженных в почву или растительные остатки. Апотеции к моменту выбрасывания аскоспор вырастают таким образом, что аскоспоры легко разносятся потоками воздуха. Споры выходят из асков под действием осмотического давления одним залпом и разлетаются на достаточно большие расстояния. S. sclerotiorum способен проникать в любые части поражаемых растений. При поражении кукурузы нижнюю часть стебля покрывает белый мицелий. Спустя некоторое время на нем формируются плотные мицелиальные скопления будущих склероциев. Вначале они имеют белый цвет и размер от трех до пяти миллиметров в диаметре. По мере развития происходит потемнение склероциев до темно-коричневого цвета. Вызревая, склероции выделяют большое количество воды, которая в виде прозрачных капель усыпает их поверхность при условии высокой влажности окружающего воздуха. Наблюдается массовое образование склероциев, располагающихся более-менее концентрированными группами. Параллельно наблюдается разрушение и смягчение ткани пораженных органов. Воздействие патогена приводит к отмиранию стебля и всего растения в целом.
Белая гниль кукурузы — снижает количественные и качественные показатели урожайности кукурузы при выращивании на силос и на зерно. При интенсивном развитии инфекция может привести к массовой гибели растений.
Меры борьбы:
Распространение на территории России
Болезнь распространена на Кубани, на Северном Кавказе.
В 2018 г. в Российской Федерации, по данным ФГБУ «Россельхозцентр», белая гниль была обнаружена на 79,65 тыс. га. Против заболевания были проведены обработки на 19,34 тыс. га посевов.
Диплодиоз
Диплодиоз вызывается несовершенным грибом — Diplodia zeae Lev. Инфекция поражает все надземные органы растения, но интенсивнее всего развивается на початках. Диплодиоз поражает кукурузу в любом возрасте. Однако максимально восприимчивы к инфекции растения при вступлении в фазу молочной и молочно-восковой спелости. Заражение зерновок осуществляется и в период хранения.
Симптомы болезни проявляются на всех надземных частях. Одновременно могут поражаться корни. Чаще всего заражению подвергаются стебли и початки.
На стеблях, в большинстве случаев на нижних междоузлиях и узлах возникают бурые пятна. Затем наблюдается размягчение тканей и излом стебля. Часто под влагалищем стебля формируется грибница белого цвета. В местах побурения образуются сначала белые, со временем чернеющие точкообразные пикниды. Большое количество пикнид образуется на перезимовавших инфицированных стеблях.
Листья, пораженные патогеном, характеризуются появлением бурых пятен, а иногда и пикнид.
Симптомы поражения початков помогают наиболее верно идентифицировать диплодиоз кукурузы. С нижней части початки покрываются сплошным слоем мягкого ватообразного налета, распространяющегося на обертки, прилегающие к початку. При сильной степени поражения початки сморщиваются, формируются недоразвитыми и разламываются при незначительном усилии. При слабой степени поражения белая рыхлая грибница располагается между бороздками или у самого основания зерновок. В некоторых случаях зерновки меняют цвет на коричневый и теряют прочность. Кроме того, наблюдается образование черных точкоподобных пикнид на зерновках, чаще всего в зародышевой области, внутри стержня и на обертках.
Наличие пикнид на пораженных органах является самым достоверным признаком диплодиоза кукурузы.
Меры борьбы:
Распространение на территории России
В Российской Федерации — карантинный объект.
Южный гельминтоспориоз кукурузы
Южный гельминтоспориоз кукурузы — вредоносная болезнь, возникает в связи с жизнедеятельностью Helminthosporium maydis Y. Nisik. & C. Miyak. Гемибиотроф.
Поражает не только листья, но и листовые влагалища, початки и зерно.
Симптомы — на листовых пластинах веретеновидные пятна (длина от 0,2 до 3 см, ширина до 1,2 см) с темной расплывчатой каймой и хлоротичными затеками по периферии, с нежным сажистым налетом в центре; на листовых влагалищах пятна аналогичные или быстро увеличивающиеся (до 50 мм в длину), с коричневатым оттенком и четкой широкой пурпурной каймой; на обертках початков — серовато-коричневые веретеновидные пятна, быстро сливающиеся в круглый бесформенный очаг; на верхушке початка мощный бархатистый налет серо-коричневого цвета; зерновки обволакиваются серовато-коричневым мицелием гриба, темнеют, сморщиваются или загнивают.
Выделено 3 расы южного гельминтоспориоза (О, Т, С), две из которых, Т и С, имеют строго выраженную специфичность к кукурузе с ЦМС Т-типа (техасский тип) и С-типа соответственно.
Возбудитель южного гельминтоспориоза кукурузы может сохраняться в семенах и растительных остатках. Инфицированные семена являются носителями заразного начала в течение длительного времени. В пожнивных остатках пораженных растений гриб может находиться в жизнеспособном состоянии до 2 лет. В течение вегетационного периода распространение инфекции, иногда на значительные расстояния, осуществляется с помощью конидий, переносимых воздушным и воздушно-капельным путем.
Меры борьбы:
Распространение на территории России
Для России является карантинным патогеном.
Распространение заболевания в 2018 г. в Российской Федерации, по данным ФГБУ «Россельхозцентр», наблюдалось на площади 72,12 тыс. га. Обработки проводились на 11,68 тыс. га.
ЭПВ — в период начало цветения кукурузы при 15% развития болезни.
Болезни листьев и листовых влагалищ
Склероспороз (ложная мучнистая роса)
Склероспороз (ложная мучнистая роса) вызывают грибы Sclerospora spp: S. philippinensis, S. maydis, S. graminicola и некоторые другие.
Симптомы болезни обнаруживаются на листьях, влагалищах и стеблях растений в период кущения.
На основании листьев, влагалищах и стеблях наблюдается формирование продолговатых хлоротических пятен беловато-желтоватого цвета. Позднее они буреют и могут принять неопределенную форму.
Повышенная влажность воздуха способствует образованию на нижней стороне пятен слабого спороношения. Со временем листья заражаются полностью некротизируются, иногда продольно расщепляются.
Инфицированные растения отстают в росте и развитии, их метелки деформируются. Семена развиты слабо и нежизнеспособны. Часто можно наблюдать и полиферацию цветков.
Меры борьбы:
Распространение на территории России
В России чаще всего обнаруживается на Северном Кавказе.
Ржавчина
Возбудитель ржавчины кукурузы — гриб Puccinia sorghi Schw. Это двудомный базидиальный гриб, развивающийся на кислице и кукурузе, или сорго.
Патоген — двудомный паразит. Первые стадии развиваются на кислице (Oxalis) весной. Здесь образуются спермогонии, содержащие спермации и эцидии, с эцидиоспорами. Они переносятся на сорго и кукурузу, заражая их и образуя урединии с урединиоспорами (летние споры), распространяющие инфекционное начало до конца вегетации. Зимние споры (телии с телиоспорами) формируются на листьях в период полной спелости кукурузы. Они зимуют на мертвых листьях и стеблях кукурузы.
Телиоспоры прорастают весной в базидии с базидиоспорами. Разлетающиеся базидиоспоры прорастают и заражают кислицу.
Эцидиоспоры с кислиц, урединиоспоры с кукурузы служат первичными источниками инфекции для кукурузы.
Прорастание урединиоспор наблюдается в промежутке от +4°C до +32°C. Оптимум +17–18°C. Оптимальная влажность воздуха 100%.
Инкубационный период длится 5–8 суток. В течение лета на кукурузе развивается до трех поколений урединиоспор. При уборке кукурузы урединиоспоры могут попадать на початки и распространять инфекционное начало на другие посевы вместе с семенами.
Ржавчина кукурузы — вредоносна при интенсивном развитии заболевания. При этом наблюдается преждевременное усыхание листьев, образование недоразвитых початков, формирование щуплых зерновок.
Методы борьбы:
Распространение на территории России
Патоген встречается повсеместно в районах выращивания кукурузы на больших площадях.
Бактериальная пятнистость кукурузы
Бактериальная пятнистость кукурузы (Pseudomonas holсi Kendr). В развитии этого заболевания принимает участие несколько видов бактерий, основным среди них является — P. holci. Он очень устойчив к замерзанию и другим неблагоприятным внешним факторам и может долго сохранять жизнеспособность на сухих пятнах листьев и влагалищ. В начале болезнь появляется на внутренней стороне влагалища, в виде мелких, слегка приподнимающихся, точкообразных пятен, водянистого, позже красно-коричневого цвета,окруженных светлой расплывающейся зоной. В отдельных местах многочисленные густо сидящие пятнышки вскоре сливаются, образуя такого же цвета большие (1-3 см в диаметре) пятна неправильной формы. Вследствие приподнятости каждого отдельного пятнышка в центре, после их слияния, поверхность больших пятен изнутри влагалища имеет шероховатый, как бы изъязвленный вид,хотя эпидермис остается целым. Внутри влагалища из пятен выделяется липкая бактериальная слизь, часто скапливающаяся в виде студнеобразных комков; при высыхании слизь превращается в прозрачную рваную пленку. С наружной стороны влагалища пятна вначале почти незаметны, а после слияния они просвечиваются в виде округлых, с расплывчатыми краями красно-коричневых или сине-коричневых образований. При сильном поражении пятна покрывают почти всю поверхность влагалища, отдельные участки которого постепенно усыхают. При слабом развитии болезни пятна образуются только на 2-3 нижних влагалищах, но нередко охватывают все влагалища, листья и частично даже наружные обертки початков. Значительно реже поражаются стебли, на которых образуются такие же, как на листьях, мелкие пятна, обычно в небольшом количестве. В некоторые годы пятнистость образуется преимущественно на тех участках растения, где наблюдается скопления тлей. по-видимому повреждения этими насекомыми способствует развитию болезни, а сами тли, возможно, принимает участие в ее распространении.
Меры борьбы:
Распространение на территории России
Болезнь встречается во всех районах выращивания кукурузы.
Бактериальное увядание (вилт) кукурузы
К трудно распознаваемым в поле возбудителям, относится возбудитель бактериального вилта кукурузы Erwinia stewartii (Smith) Dye (синоним Aplanobacterium stewartii Me. Cull., Bacterium stewartii Sm.). Развиваются они при температуре +8-39°С, а погибают при t +53°С.
Типичный трахеобактериоз: бактерии, накапливаясь в сосудистых пучках, закупоривают и разрушают их, вследствие чего транспирация растений резко уменьшается. Гибель проростков в процессе прорастания и после появления всходов — это первый признак вилта, типичными симптомами которого являются размягчение и загнивание корней, мезокотиля и основания стеблей.
Проявляется сначала на нижних листьях растений в виде светло-зеленых продольных штриховых пятен, которые быстро желтеют и распространяются по жилке вдоль пластинки. Позже штриховатые желтые пятна или полосы появляются на стеблях и верхних листьях. В местах поражений часто выступают небольшие капельки экссудата. Пораженные растения плохо развиваются, а затем увядают и гибнут. Иногда наблюдается преждевременное выбрасывание мужских соцветий и их побеление. На поперечном срезе стебля больного растения из сосудов выделяется желтая слизь.
Особенно сильно поражаются скороспелые сорта сахарной кукурузы. При раннем поражении увядают и гибнут проростки растений. На других сортах болезнь проявляется обычно после появления мужских соцветий.
В период вегетации возбудитель распространяется насекомыми. Источником инфекции могут быть также зараженные семена и неперегнившие остатки пораженных растений. При сильном развитии болезни недобор урожая может достигать 20-25%.
Меры борьбы:
Распространение на территории России
В России болезнь не обнаружена и является объектом внешнего карантина.
Плесневение семян и проростков
Плесневение (пенициллиоз, фузариоз) семян и проростков кукурузы являются основными болезнями этого периода онтогенеза культуры, возбудители которых — грибы родов Penicillium,Fusarium, Aspergillus. В цикле своего развития они преимущественно ведут сапрофитный образ жизни, но при благоприятных условиях окружающей среды могут поселяться на живой ткани и вызывать поражение.
Источником инфекции может быть зараженное зерно и почва.
При инфицировании зерновок грибами Penicillium spp. (реже Aspergillus spp.) на поверхности образуется плотное конидиальное спороношение серо-зеленого цвета. Интенсивное поражение семян и проростков болезнями плесневения может происходить в годы с затяжной прохладной весной, что обусловливает значительное снижение их полевой всхожести.
Во влажных условиях на выкопанных из земли пораженных зерновках и проростках обнаруживается также спороношение гриба Fusarium spp.
Интенсивное инфицирование семян может вызвать потерю всхожести зерновок или полную гибель ослабленных проростков. Визуально признаки поражения всходов фузариозом проявляются в отставании их роста и развития, приобретении пурпурно-фиолетовой окраски, увядании.
Поверхностное заражение семян фузариозом может проявляться в длительной задержке роста растений с образованием в нижней части стебля бело-розового налета гриба, однако экономического значения за годы исследований такое поражение не имело. В годы с оптимальными условиями для возделывания теплолюбивой культуры (температура и осадки третьей декады апреля-мая в пределах средних многолетних значений) при инфицированности семян отдельных гибридов болезнь может быть не вредоносна, поскольку растения проявляют определенную устойчивость к заболеванию и почти не отличаются от здоровых.
Меры борьбы:
Распространение на территории России
Широко распространенное и вредоносное заболевание.