Растения устойчивые к вредителям
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 19.09.2024
В данной главе рассмотрена важная экологическая проблема – выявление закономерностей проявления невосприимчивости и путей практического использования этого свойства при создании устойчивых сортов сельскохозяйственных культур. Описаны общие закономерности и классификация явлений иммунитета растений к вредителям. Дан анализ имеющейся в литературных источниках информации по данной проблеме.
1.1. Наука об иммунитете: предмет, задачи, история развития
1.2. Устойчивость растений к вредителям
1.2.1. Биохимические особенности
Выбор вредителями растения для питания или наоборот, исключение из числа кормовых, основан на их способности улавливать биохимические различия разных видов и сортов.
Пример, колорадский жук предпочитает табак, картофель дикий и культурный. Биологические требования к составу пищи у насекомых часто меняются. По мере развития растения происходит смена хозяина.
1.2.2. Анатомо-морфологические особенности
Характер строения покровных тканей и анатомо-морфологические особенности растений влияют на избирательность вредителя.
Например, опушенность листьев мягкой пшеницы, более глубокие бороздки стимулируют яйцекладку гессенской мухи, а у твердой листья более гладкие и привлекательность вредителя меньше.
Панцирные сорта подсолнечника защищают семена от повреждения. Отродившиеся гусеницы не способны прогрызть панцирный слой оболочки, расположенный между пробковой и склеренхимной тканями. Это препятствует проникновению их в семянку.
1.2.3. Фенологические особенности
Многие вредители повреждают (или заселяют) растения только в определенные фазы их развития. Устойчивыми будут те, которые способны уйти от повреждений в критические фазы, когда потери ощутимы (шведская муха, просяной комарик и т. д.).
Устойчивые растения оказывают также антибиотическое действие на вредителя в момент питания и способны подавлять массовые развития вредителя либо изменять продолжительность их развития. Антибиотические действия обусловлены содержанием в устойчивых формах растений биологически активных веществ.
1.3. Типы повреждений растений вредными насекомыми и их ответная реакция
Вредители наносят повреждения в процессе питания, а некоторые и в период откладки яиц. Тип повреждений, наблюдаемый при питании, обусловлен строением ротового аппарата и биологическими свойствами вида. Он специфичен. Характер и степень повреждений растений определяют дальнейшую их жизнеспособность.
У вредителей с грызущим ротовым аппаратом различают следующие типы повреждений: скелетирования, сплошное объедание листьев и т. д.
Повреждения, вызываемые вредителями с колюще-сосущим ротовым аппаратом существенно отличаются от повреждений насекомых с грызущим ротовым аппаратом. Их внешний вид определяется характером ответных реакций растения на внедрение частей ротового аппарата и действия вводимых слюнных секретов. Различают два типа его внедрения в ткани растений.
Интрацеллюлярный тип — введение частей ротового аппарата в межклеточное пространство через естественные ходы без нарушения целостности клеточных стенок. Характерно для тлей.
Интрацеллюлозный тип — введение ротового аппарата в ткани растений путем прокалывания клеточных стенок. Характерно для клопов, цикадок, клещей.
Некоторым видам тлей свойственны оба типа внедрения. Вокруг мест питания вредители с колюще-сосущим ротовым аппаратом наблюдаются следующие нарушения: окраски, образование вздутий, галлов, усыхания, опадание цветов, бутонов и т. д.
Вредители с колюще-сосущим ротовым аппаратом вступают в более тесные взаимоотношения с поврежденным растением. Введя со слюной ферменты в растение, они способны к внеклеточному перевариванию тканей хозяина. У растения нарушается обмен веществ, в собственных ферментах усиливаются гидролитические процессы.
1.4. Типы устойчивости
Иммунитет растений к вредителям равно как и к микроорганизмам (бактерии, вирусы, грибы) является важным биологическим свойством обеспечивающим выживаемость растительных органов.
Существует большое разнообразие форм проявления устойчивости растений к вредителям, причем многие из них дополняют друг друга.
Различают три основных типа проявления устойчивости:
1) отвержение и выбор растений вредителями при откладке яиц или при питании (полная неповрежденность отдельных видов или сортов) растений определяется видом вредителей;
2) антибиотическое воздействие кормового растения на вредителя (неповреждаемость или слабая повреждаемость);
3) выносливость растений к повреждениям (см. гл. 2).
1.4.1. Отвержение и выбор растений вредителями
1.4.2. Антибиотическое воздействие кормового растения на вредителей
Антибиоз – это неблагоприятное воздействие растения на фитофага, проявляющееся при использовании его насекомым в пищу или для откладки яиц. В качестве факторов антибиоза могут выступать:
– вещества вторичного обмена;
– структурные особенности основных биополимеров, синтезируемых растениями и степень их доступности для усвоения фитофагами;
– пищевая ценность растения для вредителя;
– анатомо-физиологические особенности растений, затрудняющие доступ фитофага к зонам его наиболее благоприятного питания;
– ростовые процессы растений, приводящие к самоочищению растения от вредителя или нарушающие условия нормального развития фитофага.
На территориях, занятых устойчивыми сортами растений, обычно создаются условия, предотвращающие массовые размножения насекомых. Сорта, обладающие свойствами антибиоза, становятся мощным рычагом управления численностью насекомых.
1.5. Вещества вторичного обмена
Растениям наряду с синтезом веществ первичного обмена свойственен синтез веществ вторичного обмена, одной из функций которых является охрана целостности организма.
Вещества вторичного обмена представлены в виде различных эфирных масел, алколоидов гликозидов и других веществ, специфичных для определенных групп растений на уровне семейств, родов, а то и видов.
Например, колорадский жук перешел с дикорастущих пасленовых на картофель, который от своих диких сородичей отличается низким содержание гликоалколоидов, что улучшало питание и размножение вредителя. Устранение фактора ингибирующего размножение, обеспечили этому виду колоссальные возможности для захвата огромных территорий.
Эти вещества, безусловно, играли большую роль в историческом прошлом, являясь одной из причин становления пищевой специализации фитофагов (группы потребителей крестоцветных, пасленовых, маревых и т. д.).
Вредители капусты, например, приобрели способность к обезвреживанию ядовитого гликозида синергина и к использованию его в качестве источника энергии.
Вредители табака приспособились к никотину, вредители клещевины – к цианогену. Никотин, анабазин, пиретрин широко известны как инсектициды.
Адоптации фитофагов к использованию растений, содержащих те или иные вещества вторичного обмена относительны, поэтому при питании растениями, содержащими более высокие концентрации веществ вторичного обмена фитофаги начинают испытывать их отрицательное антибиотическое действие.
Наиболее чувствительны к веществам вторичного обмена личинки младших возрастов. Они гибнут уже в первые дни питания на 70–80 % (колорадский жук, гусеницы кукурузного мотылька).
Кроме гибели они могут вызывать расстройство пищеварительной, нервной, половой и других систем. В некоторых случаях отрицательное влияние этих веществ отмечено на отложенные яйца, на растения устойчивых сортов (колорадский жук, пьявица).
В селекции растений на устойчивость к вредителям оценка уровня содержания веществ вторичного обмена в различных сортах может усиленно использоваться в качестве маркера их устойчивости. Но вести селекцию на повышение концентрации этих веществ нельзя.
1.6. Структура и особенности основных биополимеров, синтезируемых растениями
Известно, что наиболее эффективным источником биологической энергии являются углеводы. При усвоении биополимеров растений в процессе пищеварения большое значение имеет степень стереохимического соответствия гидролитических ферментов насекомых молекулярным структурам пищи. При таком соответствии обеспечивается быстрый с минимальными затратами энергии гидролиз биополимеров и их всасывание. И наоборот, энергетические затраты на переваривание пищи насекомым возрастают при недостаточном стереохимическом соответствии между гидролизами и структурными особенностями биополимеров пищи.
Важное значение имеет также степень сбалансированности различных питательных веществ в соответствии с требованиями насекомых. Эта несбалансированность приводит к неэффективному использованию элементов пищи. Поэтому большое иммунологическое значение имеет уровень атакуемости биополимеров пищи гидролизами потребителя. При низком уровне атакуемости даже те растения, которые характеризуются высокой биологической ценностью, не могут быть использованы потребителем полностью. В результате этого у насекомых возникает так называемый синдром неполного голодания.
Усложнение формы полимеров пищевого субстрата свойственного устойчивым сортам приводит к различного рода отклонениям в жизнедеятельности фитофагов – усиливается секреция гидролитических ферментов, повышается их активность (клоп-черепашка, личинки злаковых мух и т. д.). При питании фитофагов на несвойственных для него тканях на устойчивых сортах создается дисбаланс в организме, что приводит к задержке в росте, снижению накопления жировых запасов, низкой подвижности, пониженной устойчивости к неблагоприятным условиям среды (при перезимовке) и часто к гибели.
Пищевые взаимоотношения возникли на основе многообразия типов питания и обмена веществ. Вначале они носили характер сосуществования между организациями, составляющими ценозы. Дальнейшая эволюция органического мира сопровождалась возникновением новых типов межвидовых отношений – появились бинарные и полинарные формы: симбиоз и паразитизм.
Система растение – насекомое—фитофаг относится к сложным. Организмы, составляющие эту систему, находятся на разных ступенях эволюционной лестницы, т. е. существенно различаются по уровню организации и, следовательно, наделены разными возможностями для реализации взаимодействия. В силу подвижности насекомых связи их с растениями в онтогенезе непостоянны во времени и для свободноживущих ограничиваются в основном актом еды или моментом откладки яиц. Хорошо развитые рецепторы обеспечивают широкие возможности выбора насекомыми кормового растения, различных его органов и тканей.
Малые размеры тела при общей высокой организации, высокая теплоотдача, подвижность в сочетании с огромным воспроизводительным потенциалом и другие специфические особенности делают насекомых весьма требовательными к пластическому и энергетическому обеспечению. Эта особенность насекомых превратила их в один из главных преобразователей энергии и информации в экосистемах как потребителей первичной и вторичной биологической продукции.
Общий характер отношений между насекомыми и растениями определяется двоякой ролью растений. Растение, выступая как компонент биоценоза, может играть роль внешнего фактора по отношению к насекомым-фитофагам, и в то же время, поступая в организм насекомого в качестве пищи, растение начинает играть роль и внутреннего фактора.
Красивый ухоженный сад мечта каждого садовода, но зачастую он требует постоянного ухода, отнимающего почти все свободное время. Особенно огорчает непрерывная борьба с вредителями и болезнями растений, которая к тому же требует материальных затрат на использование химикатов, что совсем не приносит пользы нашему здоровью. Несколько простых советов позволит защитить сад от вредных насекомых. Эти простые правила намного облегчат наш труд по уходу за участком.
Ни для кого не секрет что насекомые в поисках еды ориентируются по запаху, а некоторые растения (репелленты) выделяют особые ароматические вещества (фитоциды), отпугивающие вредителей. Не случайно в смешанных посадках растения не повреждаются насекомыми, так как большое видовое разнообразие затрудняет поиск вредителями нужного растения.
Например, чтобы защитить капусту от земляных блошек и капустной совки, нужно посадить около нее сильно пахнущие растения (шалфей, чабрец), возле роз – чеснок (для защиты от тли), рядом с бобами – базилик (от бобовой зерновки), петрушку рядом со спаржей. Горькая полынь отпугивает капустную и морковную муху, муравьев, земляных блошек, белокрылку и яблоневую плодожорку. Тлю отпугивают сильно пахнущие ароматические травы, такие как лук, чеснок, бархатцы, горчица, фенхель, кориандр, шнитт-лук. От земляных блошек и капустных гусениц помогает пижма. Мята, рута, пижма, котовник, табак и полынь полезны от земляных блошек. Календула защищает картофель от колорадского жука, от клещей и нематод капусту, перец и томаты, от тли – клубнику. От яблоневой плодожорки и личинок капустной мухи – чеснок, от колорадского жука – кориандр, котовник, пижма, настурция и бархатцы, от зеленой персиковой тли – настурция и котовник, от капустной тли – укроп. Персидская ромашка (пиретрум) – натуральный инсектицид, помогает от мух, муравьев, блох и тараканов, комаров, тли, москитов, иксодовых клещей и пауков, а так же грызунов (мышей и крыс). Ее рекомендуют высаживать и с плодовыми деревьями, защищая их от плодожорки и тли. От слизней, личинок садового хруща и гусениц помогает мульча из дубовых листьев и коры, сельдерей посаженный рядом с капустой защищает последнюю от капустной белянки и земляной блошки, а ореховые деревья (грецкий орех) и рута отпугивают мух, клещевина помогает защититься от комаров, кстати пижма также отпугивает комаров и мух, мята – муравьев, засушенные листья шалфея, розмарина, полыни, мяты и лаванды отпугивают домашнюю моль, от тли, колорадского жука, белокрылки и гусениц капустницы - настурция.
Ароматические, лекарственные травы, отпугивающие вредителей и привлекающие полезных насекомых: иссоп, змееголовник, кориандр, кровохлебка, лаванда, лимонная трава, лофант анисовый, любисток, майоран, мелиса,монарда, мята, розмарин, ромашка, рута, тимьян, тмин, тысячелистник, фенхель, шалфей, шандра, эхинацея, эстрагон (тархун).
Растения, обладающие отпугивающим действием
Рецепты настоев и отваров для борьбы с вредителями и болезнями
Инсектицидные (растения)
Вредители и болезни
Форма применения
Настой –250г на 1 л воды в темном месте 3 дня . ( п еред употреблением разбавить водой в 5 раз)
Вредители и болезни могут появиться на плантации и значительно снизить урожай, если не будут приняты соответствующие меры борьбы с ними. К наиболее опасным вредителям земляники относятся: малиново-земляничный долгоносик, земляничный клещ, стеблевая нематода. Из болезней более вредоносны пятнистости, фитофтора, серая гниль, мучнистая роса. Сортов вполне устойчивых к этим вредителям и болезням нет, но степень повреждения бывает весьма различной.
К неустойчивым к нематоде, у которых при поражении полностью гибнет не только урожай, но и растение, относятся сорта Ранняя Мосвира, Комсомолка, Иосиф Магомет. Среднеустойчивые сорта при поражении резко снижают урожай, но растения не гибнут. К ним относятся Галочка, Краснодарская ранняя, Превосходная. У сорта Галочка поражение нематодой вызывает сильную уродливость ягод. Устойчивые сорта при поражении снижают урожай, но все же он бывает удовлетворительным. В эту группу входят Кульвер, Чернобривка, Южанка, Адагумская, Любимица, Сюрприз, Десертная Кубани.
Из болезней наибольшую опасность представляет фитофтороз. Проявляется болезнь в теплые сухие дни весной (в апреле) внезапным увяданием всего растения или наружных листьев, реже — увяданием цветоносов. Сильно пораженные растения погибают летом, пораженные меньше — не плодоносят или дают плоды низкого качества.
Устойчивы к фитофторозу Рощинская, Мелитопольская ранняя, Киевская ранняя № 2; сильно поражаются сорта Муто, Предгорная.
Пятнистости (коричневая, бурая, белая) поражают листья, снижают ассимилирующую поверхность и приводят к преждевременному отмиранию листьев. Сильное поражение снижает урожаи земляники. Степень поражения различных сортов бывает весьма различной.
Устойчивые сорта к белой пятнистости — Чернобривка, Ранняя Мосвира; средне поражаются Иосиф Магомет, Кульвер, Муто. Очень сильно поражаются Адагумская, Комсомолка, Любимица, Мице Шиндлер, Сочинская красавица, Степная.
Бурой пятнистостью сильно поражаются сорта Адагумская, Иосиф Магомет, Южанка; средне восприимчивы Кульвер, Любимица, Ранняя Мосвира, Чернобривка. Вполне устойчивы сорта Ароматная, Кубанка.
Коричневой пятнистостью (угловатой) сильно поражаются сорта Адагумская, Иосиф Магомет, Любимица, Мице Шиндлер, Муто, Поздняя Кубани, Предгорная; средне поражаются Галочка, Кульвер, Ранняя Мосвира, Чернобривка, Южанка. (Поражаемость сортов земляники приведена по данным фитопатолога Г. Ф. Говоровой).
В этой статье я вам расскажу о ГМО с точки зрения официальной науки.
На протяжении двух десятилетий ученые спорят о воздействии на организм человека генетически-модифицированных организмов (ГМО). Простыми словами ГМО это организм, в который инженеры-генетики внедрили чужую ДНК, то есть изменили исходную генетическую программу. И это происходит не только сельском хозяйстве, но и при изготовлении лекарств, при производстве вакцин, в пищевой промышленности.
Геном – это совокупность всей наследственной информации, включая сами гены, которых у растений более 20 тысяч.
Первые трансгенные растения появились в Бельгии в 1986 году, а в 1996 году их стали широко выращивать на полях. Лидерами по выращиванию трансгенных культур являются США, Бразилия, Аргентина, Индия и Китай. В 2020 году в мире выращивалось примерно 80 % сои, хлопка и других ГМ культур.
В сельском хозяйстве стали повсеместно применяться генетически-модифицированные, или трансгенные растения. Такие растения более устойчивы к насекомым-вредителям, болезням и гербицидам.
Трансгенные растения благодаря устойчивости к гербицидам, применяемым практически повсеместно в промышленных масштабах, не требуют прополки от сорняков. Благодаря появлению трансгенного хлопка, устойчивого к вредителям, положительно сказалось на его урожайности.
В овощных культурах также имеются трансгенные растения. Они обладают повышенной устойчивостью к болезням и вредителям.
Это означает, что при выращивании таких культур уменьшается число обработок фунгицидами и инсектицидами, что положительно сказывается на экологии.
Ученые активно ведут исследования в этом направлении и уже созданы гипоаллергенные растения, растения с повышенными пищевыми свойствами. Созданы растения устойчивые к засухе и неблагоприятным условиям.
Многочисленные научные исследования показали, что человек может без вреда для себя употреблять в пищу ГМ культуры. Таково официальное мнение ученых.
Однако с точки зрения обычного человека, имеющего сомнения и привыкшего анализировать, возможно в ГМО есть некая опасность для природы, частью которой является человек, как биологический вид. Так ли безопасно вмешательство человека в геном растений или других организмов, который создала сама природа, или Всевышний Творец?
А как вы относитесь к генетически-модифицированным организмам? Какие овощи вы посадите на своей дачке? Устойчивые к болезням и вредителям гибриды или обычные сорта, требующие обработок от болезней и вредителей. Верите ли вы ученым, или считаете, что ГМО вредны для человека. Напишите ваше мнение в комментариях!
Если статья понравилась, нажмите лайк и подпишитесь на канал, чтобы не пропустить новые выпуски.
Читайте также: