Спорынья ржи – Болезни культур – Справочники

Действие на человека и других млекопитающих

Спорынья вызывает снижение урожайности, но более значимым является наличие в зерне склероций. Вред спорыньи для человека в том, что ее склероции содержат токсичные алкалоиды (эрготамин, эрготоксин, эргометрин, эргин и др.) — органические вещества, производимые злаками, хвощами, папоротниками и грибами.

Они опасны для теплокровных организмов и вызывают сужение кровеносных сосудов. Многие из них — сильные яды, вызывающие серьезные отравления. Заболевание связано с поражением центральной нервной системы и отличается следующими симптомами:

  • судороги мышц;
  • слабость, головокружение, потеря сознания;
  • желудочно-кишечные расстройства;
  • бред, тревога, приступы страха;
  • изменение восприятия в результате повреждения тканей головного мозга;
  • психические расстройства (галлюцинации).

В старину болезнь, появлявшуюся из-за употребления хлеба из этой зараженной муки, называли «злые корчи».

Алкалоиды, содержащиеся в склероции, могут вызывать выкидыши. Загрязненное зерно в количестве более 0,1% не подходит для производства корма или этанола, т.к. ядовито для животных и человека. Примесь склероциев в муке более чем 0,05% — делает ее опасной для живых существ.

Алкалоиды спорыньи не разрушаются при термической обработке. Отравление спорыньей характеризуется большой степенью летальности (дозировка 5 г смертельна), но все зависит от здоровья и выносливости организма, возраста, массы тела и пола человека.

Спорынья содержит высокую концентрацию (до 2% сухой массы) алкалоида эргатомина, сложной молекулы, состоящая из трипептид-производного циклол-лактам кольца, связанного с остатками лизергиновой кислоты (эрголин) посредством амидной связи, а также другими алкалоидами группы эрголин, которые биосинтезированны грибом.

Алкалоиды спорыньи имеют широкую биологическую активность, включая воздействие на циркуляцию и нейротрансмиссию.
Алкалоиды спорыньи могут быть классифицированы в две группы:
1. Производные 6,8-диметилэрголина и
2. Производные лезиргиновых кислот.5)
Эрготизм – это название патологического синдрома, поражающего человека и других млекопитающих, в пищу которых попадает вещества, содержащие алкалоиды спорыньи, например зараженные спорыньей злаковые зерна.

Госпиталь Святого Антония, монашеский орден, образованный в 1095 году, оказывает помощь пораженным эрготизмом с помощью бальзама, содержащего экстракт растений, обладающих успокаивающим и стимулирующим циркуляцию крови эффектами. Другое название эрготизма «огонь Святого Антония», оно отражает отношение к монашескому ордену и ощущение жжения в конечностях, один из симптомов заболевания.

Это ощущение вызвано влиянием на сосудистую систему алкалоидов спорыньи, которые могут также привести к гангрене и потере конечностей из-за ограниченного кровообращения.
Нейротропное воздействие алкалоидов спорыньи может также вызвать галлюцинации и сопутствующее иррациональное поведение, а также конвульсии и даже смерть.

Среди других симптомов – сильное сокращение матки, тошнота, судороги и потеря сознания. Со времен Средневековья контролируемые дозы спорыньи использовали для вызывания аборта и для приостановления кровотечения после родов.6) Экстракт спорыньи используется для фармацевтичских препаратов, например алкалоиды спорыньи применяются в каферготе (содержит кофеин и эрготамин или эрголин), лекарстве от мигрени и головной боли, и эргометрине, препарате, вызывающем сокращение матки для контролирования кровотечения после родов.

Пшеница, зараженная спорыньей

7)
Помимо алкалоидов спорынья также производит треморгены (паспалитремы), которые вызывают вертячку у скота. Грибки рода Penicillium и Aspergillus также производят алкалоиды спорыньи, в частности некоторые штаммы человеческого патогенна Aspergillu sfumigatus, также они были изолированы из растений семейства Вьюнковые, ярким представителем которого является вьюнок пурпурный.

Спорынья содержит диметиламид лизергиновой кислоты (ЛСД) и вещество-предшественник,8) эрготамин. Лизергиновая кислота – аналог и предшественник синтеза ЛСД.
«Медицинский журнал Новой Англии» опубликовал 4 января 2007 года работу, описывающую британское исследование с участием более 11 000 пациантов с болезнью Паркинсона.

Морфология

Признаки заражения спорыньей визуально наблюдаются в фазу цветения. Из цветков зараженных растений выделяется «медвяная роса» – желтоватая жидкость. На ней формируются темные гифы грибов, которые придают цвету колоса темный оттенок. Через 14 – 21 день на пораженных растениях формируются мягкие беловатые образования.

Склероции – рогообразные, черные, твердые образования, развиваются вместо зерен в колосе. На ржи обычно образуется от двух до пяти рожков, длиной до 45 мм. На некоторых злаковых травах длина рожек не более 3 мм. (Доброзракова, 1974) (Станчева Й., 2003)

Стромы – пурпурного цвета, мясистые. Состоят из красноватой головки от 3 до 4 мм в диаметре и ножки до 5 см длиной.

Перитеции расположены внутри головки стромы непрерывным слоем близи поверхности. Имеют кувшиновидную форму. Устьица перитеций в форме небольших сосочков выступают на поверхности головки, придавая ей шероховатый вид. Одна головка содержит 200- 400 перитеций. В одной перитеции образуется 32 аска. В одном аске – 8 спор.

Аски – булавовидные либо цилиндрические.

Аскоспоры – одноклеточные, нитевидные, бесцветные.

Конидиеносцы анаморфной стадии цилиндрические,одноклеточные.

Конидии эллиптические, одноклетчные. (Пересыпкин В.Ф., 1989)

Применение в медицине

В небольших дозах вещество является лекарственным средством, так как в рожках содержатся эрготамин и эргометрин — кровоостанавливающие и родовспомогательные средства. Алкалоиды винкристин и винбластин в медицине используются в качестве противоопухолевых средств.

Массово применяются алкалоиды спорыньи в гинекологии как средство, стимулирующее сокращение матки, оказывающее сосудосуживающее действие. Натуральные алкалоиды спорыньи и их синтетические аналоги применяют при проведении медикаментозного аборта и т.д.

До 60-х гг. 20 века склероции собирали на зараженных колосьях, а затем искусственно разводили в специальных сельских хозяйствах. В 21 веке алкалоиды получают в результате ферментации, выращивая склероции гриба в искусственной питательной среде.

Биология

Первичный источник заражения – перезимовавшие в почве склероции, а также склероции, высеянные в поле с семенным материалом. Большую роль в распространении спорыньи играют дикорастущие злаки. (Доброзракова, 1974) Во время уборки хлебов склероции из колосьев осыпаются и остаются на поверхности почвы или попадают в зерно.

При повышении температуры в весенний период до 10°C –  14 °C они прорастают, формируя стромы, в которых созревают аскоспоры. Под воздействием осмотического давления созревшие споры выстреливаются из аска и разносятся ветром по полю. Попадая на цветок растения, они прорастают и образуют грибницу, проникающую в завязь и уничтожающую содержимое клетки.

Грибница образует липкую жидкость («медвяную росу») и густое бесцветное образование из конидиеносцев и конидий. Жидкость привлекает насекомых, способствующих перемещению конидий на здоровые растения. Другие конидии распространяются влагой и ветром. Попав на цветки ржи, конидии прорастают и формируют грибницу.

Она разрастается, твердеет и к моменту жатвы превращается в склероции. В полевых условиях склероции сохраняются обычно чуть больше года. Иногда наблюдается двойная зимовка. При заделке в почву на глубину от 6 до 8 см склероции или не прорастают, или головки стром не достигают поверхности. Наиболее уязвимы для инфекции растения, расположенные на окраинах полей и в придорожной полосе.

В центре спорынья чаще всего отсутствует. (Пересыпкин В.Ф., 1989) Активному развитию патогена благоприятствует сочетание пасмурной погоды с пониженной температурой, осадки и ветреная погода в период цветения, выращивание злаковых на одном и том же поле два года подряд, наличие на поле и в непосредственной близости с ним злаковых трав. (Дорофеева Л. Л.

Цикл развития спорыньи злаковых

Возбудители заболевания — грибки пурпурной спорыньи (Claviceps purpurea). Общее название болезни, вызываемой грибами рода Claviceps, называется эргот. Поражает около 400 видов растений из семейства злаковых (Poaceae).

Спорынья — болезнь зерновых культур. В основном поражению подвержены посевы озимой ржи, реже — пшеницы и тритикале. Это спорадическая форма спорыньи, которая зимует в земле в виде конидий, прорастающих весной. Источники инфекции: земля со склероциями, ветер, насекомые. Заражение злаков спорыньей происходит через распространение азигот ветром и насекомыми в период цветения. Инфицируются только полностью раскрывшиеся цветки. Источником первичного заражения служат конидии (экзогенные споры бесполого спороношения).

Плантации, где не была проведена предпосевная обработка или высеяны семена неизвестного происхождения, уязвимы для инфекции. Возникновение заболевания наблюдается на самосевах, от которых азиготы могут переноситься ветром на культивируемые поля.

Весной споры прорастают в виде нитевидных стеблей, заканчивающихся красно-коричневым вздутием (шарообразные головки стром). В стромах формируются многочисленные аскоспоры (в аске – сумке), созревающие во время цветения. Они распространяются ветром и поражают молодые стебли цветущих растений. На пораженных стеблях развиваются конидии гриба.

Развитию болезни и инфекции благоприятствует мокрая и дождливая погода. Температуры 10— 14°С и относительная влажность более 70% — идеальная среда для развития спорыньи злаковых. Гонидии прорастают весной, образуя плодовые тела. Интенсивному развитию заболевания также способствуют многочисленные осадки в стадии цветения посевов зерновых.

Спорынья на колосьях ржи

Спорынья на колосьях ржи

Благоприятным фактором для развития спорыньи злаковых является высокая влажность воздуха – от 70%. Грибки спорыньи быстрее развиваются в тёплое время при температурах 20-26°С. Увеличение числа поражённых колосьев наблюдается при тёплом, влажном лете и растянутом периоде цветения злаковых.

Способствует развитию болезни поверхностная вспашка почвы – склероции спорыньи остаются на поверхности и весной заражают посевы.

Часть склероций грибка, вызывающего спорынью злаковых, осенью опадает и попадает в почву. Там они благополучно переносят зиму. Вторым источником заражения является недоброкачественный семенной материал.

Весной, при температурах 10-14°С на склероциях образуются фиолетовые головки. На них происходит сумчатое спороношение грибка. Во время цветения злаковых сумкоспоры разносятся ветром. Попадая на цветы растений, они прорастают мицелием, из которого, в свою очередь, выделяется желтоватая жидкость, содержащая конидии гриба. Ими происходит вторичное заражение колоска. Из конидий со временем развивается фиолетовое роговидное образование – склероций.

Симптомы спорыньи злаковых

Симптомы спорыньи злаковых начинают наблюдаться в период цветения растений. Из заражённых цветков начинает выделяться желтоватая жидкость. В ней развиваются болезнетворные микроорганизмы. Их тёмный мицелий придает такой же цвет колоску. С течением времени в таких колосках образовываются беловатые склероции грибков. Они разрастаются, твердеют и темнеют. В фазе налива колоса такие роговидные образования становятся хорошо заметны на поражённых растениях.

Маточные рожки

Маточные рожки

Патоген спорыньи пшеницы паразитирует на стеблях цветков злаков. Во время цветения на пораженном колосе появляется сладкая желтоватая жидкость, называемая медвяной росой, в которой находятся конидии гриба. Капли этого липкого вещества трудно увидеть. Во время фазы созревания в колосьях на месте некоторых зернышек вырастают коричнево-фиолетовые, практически черные, рогообразные образования — склероции, достигающие в длину от нескольких мм до 6 см. Болезнь происходит в два этапа:

  • Claviceps purpurea — законченная стадия;
  • Sphacelia segetum — конидиальная стадия.

Маточные рожки внутри белые, их размер зависит от сорта растения и количества инфицированных колосьев. Некоторая часть рожков выпадает из колосьев во время сбора урожая, остальные остаются на них.

Вредоносность

Спорынья – опасная болезнь, поражающая различные виды культурных зерновых и трав из семейства злаковых. Более всего от воздействия патогена страдают посевы ржи. (Станчева Й., 2003)Поражение растений спорыньей приводит к образованию стерильных колосьев. Мука, содержащая частички склероциев ядовита для людей и животных, поскольку содержит опасные для жизни алкалоиды.

Комплексные методы защиты

Закладывая семенной материал на хранение надо быть внимательным, проверяя его на наличие спорыньи, так как она способствует заражению зерна. При выборе сорта пшеницы следует учитывать адаптацию его к климатическим условиям, преобладающих в области культивирования. Рекомендуется выбирать сорта для посева с наивысшей степенью сопротивления инфекции.

Поверхность почвы для разрушения конидий вспахивается (лущение 5—7 см, дискование 10—12 см), проводится глубокая осенняя вспашка (20 см).

Методами борьбы со спорыньей являются:

  • сеяние зерен без склероций;
  • выбор подходящих, устойчивых сортов, менее восприимчивых к инфекции;
  • тщательный отбор семенного материала;
  • очистка зерна и своевременный посев;
  • правильные и тщательные агротехнические операции (глубокая вспашка);
  • сбалансированное азотное удобрение;
  • ротация растений;
  • уничтожение самосевов и сорняков;
  • правильный севооборот (перерыв 3—4 года) и оптимальное количество зерна на м2;
  • применение фунгицидов.

Конидии на здоровых растениях быстро прорастают и поражают колос. Весной, чтобы снизить распространение грибка рекомендуется избавляться (обкашивать) обочины от дикорастущих злаков до 800—1000 м. Также стоит проводить подкормку азотными удобрениями (30—35 кг/га), что способствует не только интенсивному росту зерновых, но и угнетает прорастание склероциев (до 50%), находящихся на глубине 1—2 см или же на поверхности.

С января 2014 года применяется комплексная защита озимой пшеницы. Основой служит оптимальное использование естественных свойств полей и культивируемых сортов с применением безопасного и необходимого количества удобрений и химических средств для защиты растений.

Рациональная обработка должна обеспечить оптимальную структуру и плотность грунта, повысить его биологическую активность, способствовать накоплению воды и уменьшить количество сорняков и азигот, создавая условия для быстрых и равномерных всходов.

Значительный технический прогресс в сельском хозяйстве, связанный с внедрением в производство машин нового поколения, приводит к изменениям в подготовке земли и является одним из факторов повышения урожайности, который играет важную роль в осуществлении комплексной борьбы с паразитом пшеницы — спорыньей пурпурной.

В программах комплексной защиты сначала используются нехимические агротехнические методы. Следующий этап — химические обработки для уменьшения патогенов, угрожающих урожаю пшеницы. Когда нехимические методы не позволяют удерживать заболевание ниже порога вредоносности применяются химикаты.

Агротехнические

  • применения для посева стойких к посеву сортов;
  • соблюдение агротехники и технологии возделывания ржи и других злаковых. (Дорофеева Л. Л., 2007)

Химические

Обработка семян фунгицидами перед посевом. (Государственный каталог, 2016)

Авторы: Григоровская П.И., Зайцева Т.В.

Вредоносность

Белорусские исследователи для подавления развития конидиальной стадии и защиты зерновых в стадии колошения рекомендуют проведение фунгицидных обработок тилтом 500 мл/га; фоликуром 1000 мл/га и альто-супер 400 мл/га. Обработка во время цветения посевом этими препаратами снижало поражение спорыньей на 32—50%.

Оптимальная посадка не позволяет массово развиваться патогенам. Соответствующая изоляция озимых пшеничных культур от яровой пшеницы — это один из способов избежать инфицирования спорыньей и повысить качество зерна.

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.

×
Рекомендуем посмотреть