Иммунитет растений: существует ли он и можно ли его улучшить

Содержание

Иммунитет растений: существует ли он и можно ли его улучшить

Мы привыкли воспринимать понятие «иммунитет» применительно к людям и животным, поэтому его существование у растений может казаться странным или сомнительным. Так существует ли иммунитет у растений на самом деле и можно ли на него повлиять?

Растения, как и любые другие живые организмы, обязаны своим существованием в том числе и тому, что за миллионы лет эволюции выработали целый ряд способов защитить себя от врагов — вредителей, болезней и поедателей. Так что иммунитет растений — не вымышленное, а вполне существующее и исследованное явление.

Существует ли иммунитет растений?

Иммунитет растений работает во многом иначе, чем у животных и людей — например, растения практически не способны формировать приобретенный иммунитет, который предотвращает повторное заражение одним и тем же патогеном. Однако говорить о том, что растения вовсе беззащитны и не имеют механизмов для отражения атак паразитов, совершенно неправильно.

Как именно работает иммунитет растений и от чего зависит устойчивость к разным видам патогенов? Объяснение может показаться скучным и научным, но мы постарались, насколько это возможно, упростить сложную тему. Если вы интересуетесь практической стороной вопроса — как повысить сопротивляемость садовых и огородных культур, то можно сразу переходить к третьей части статьи, которая посвящена способам воздействия на иммунитет растений. Однако после чтения «скучного и научного» раздела выводы и смысл советов из последней части статьи будут понятнее.

Как растения защищаются от болезней и вредителей?

Существуют разные способы. Специалисты в целом выделяют два типа иммунитета растений: пассивный и активный. Любое растение располагает обоими видами иммунитета, создавая несколько «линий обороны».

Пассивный иммунитет обусловлен особенностями строения разных частей растительного организма и его физиологических процессов.

В первом случае речь идет о создании механических преград для проникновения патогена: очень толстая кора, раннее одревеснение побегов, утолщенная кутикула или опушение листа, восковой налет, особое строение цветков и пр.

Еще один вид пассивного иммунитета — несовместимость растения с определенными типами вредителей из-за его физиологических особенностей. Любому, кто занимался садом или огородом, известны болезни, которые типичны для определенных культур, но совершенно не поражают другие. Это может быть связано с тем, что растение вовсе не вырабатывает необходимые паразиту питательные вещества — и, соответственно, ему нет смысла их колонизировать. Наличие токсичных для паразита веществ — также частный случай физиологического пассивного иммунитета. К таким веществам относятся растительные яды — алкалоиды, а также фенолы, дубильные вещества, смолы, кислоты и фитонциды.

Пассивный иммунитет присутствует у растения постоянно и независимо от наличия патогенов.

Фитонцидами называются летучие соединения с антибиотическим действием, содержащиеся в тканях растений и подавляющие развитие патогенной флоры: бактерий, грибов, простейших. У разных видов растений химический состав фитонцидов может сильно различаться. Несмотря на распространенность фитонцидов в растительном мире, их защитная роль незначительна и ограничена только отдельными немногими видами патогенов. Так, например, чеснок поражается целым рядом заболеваний несмотря на способность вырабатывать аллицин — фитонцид с сильным антимикробным действием.

Ботва томатов содержит алкалоиды, однако это не всегда спасает растения от поражения вредителями и болезнями

Активный иммунитет растений вступает в действие при поражении патогеном. Он может быть направлен либо на обезвреживание паразита, либо на минимизацию причиняемого им ущерба.

Одна из форм обезвреживания патогена — реакция сверхчувствительности, когда клетки в очаге поражения быстро гибнут в результате апоптоза — «программируемой клеточной смерти». Мертвые ткани не обеспечивают условия для питания и размножения паразита, и он погибает. Чаще всего отмиранием тканей растения реагируют на вторжение вирусов или грибов. В реальной жизни последствия этого процесса можно наблюдать на листьях в виде небольших участков некроза или хлороза. У устойчивых растений это никак не сказывается на их общем состоянии, хотя может портить внешний вид декоративных культур.

Еще одна разновидность активного иммунитета — изменение биохимических процессов и выработка защитных веществ: специальных гормонов, кислот (салициловой или азотной), а также перекиси водорода, обладающей бактерицидным действием. Сходные механизмы отвечают и за химическое обезвреживание продуктов жизнедеятельности патогена, если они токсичны для растения, но уничтожить самого возбудителя не удается.

Участки хлороза и некроза на листьях

Особенный интерес представляют защитные гормоны — фитоалексины, которые синтезируются клетками, соседствующими с участками некроза. По всей видимости, пораженные клетки перед гибелью подают химический сигнал, запускающий в соседних активное образование фитоалексинов.

Как и фитонциды, фитоалексины могут иметь разный химический состав у разных видов растений; примечательно, что одно растение может вырабатывать несколько разных. В некотором роде эти гормоны можно назвать «растительным антибиотиками». На сегодняшний день известно около 200 фитоалексинов, и это далеко не окончательное число. Главное отличие фитоалексинов от фитонцидов (кроме химического состава) — они вырабатываются только в ответ на поражение возбудителем, в то время как фитонциды присутствуют у растения постоянно. Таким образом, устойчивость растения к патогенам определяется (кроме прочих факторов) количеством вырабатываемых фитоалексинов: у устойчивых видов оно прогнозируемо оказывается выше. Изученность фитоалексинов пока невысока; даже сам термин оспаривается — некоторые специалисты предпочитают называть их антистрессовыми метаболитами.

Читать статью Препарат Топаз

Известно, что в неблагоприятных условиях (холод, засуха, недостаток питания или солнечного света) способность растений к синтезу фитоалексинов резко снижается, но может восстанавливаться при улучшении условий.

Фитоалексины не всегда способны обезвреживать возбудителей заболевания. Причин тому может быть много: выработанная патогеном устойчивость, отсутствие у растения специфического фитоалексина, эффективного против конкретного возбудителя, и пр. К сожалению, не существует «универсального» фитоалексина, который бы обезвреживал все известные виды возбудителей или хотя бы определенные их разновидности (например, группы родственных вирусов или грибов).

Ослабленные растения

Как повысить иммунитет растений?

Способов улучшить иммунитет растений на самом деле немного, и не существует никакого «волшебного средства», которое бы обеспечило растениям здоровье и полную защиту от патогенов исключительно за счет природных иммунных механизмов. Что же в действительности можно сделать?

В первую очередь важно обеспечить условия для того, чтобы растения могли сами поддерживать свои иммунные механизмы. Ничего особенного для этого не требуется — всего лишь правильная агротехника, уход и разумное внесение удобрений. Качество покровных тканей растений, равно как и здоровый метаболизм, зависят от своевременного и достаточного поступления питательных веществ и влаги, а покровные ткани, как говорилось выше — это «первая линия обороны» от патогенов.

Хороший уход влияет и на качество активного иммунитета: слабые растения не в состоянии вырабатывать защитные фитогормоны в необходимых количествах. Но здесь важно не переусердствовать и понимать, что избыток иногда бывает так же вреден, как недостаток: например, при избытке азота растения формируют обильную зеленую массу, но структура тканей становится рыхлой, что облегчает доступ патогенам.

Что касается возможности стимулировать иммунитет растений извне, с помощью средств агрохимии, то здесь набор средств невелик.

Обработка растений иммуностимулятором

Брассиностероиды. Имеются данные об иммуностимулирующем эффекте брассиностероидов — стероидных фитогормонов растений. Синтетическим путем получен их аналог — эпибрассинолид, который входит в состав популярного препарата «Эпин-экстра». Этот препарат используется для поддержания здоровья растений в условиях стресса: низких температур, недостатка солнечного света и пр. Сам по себе эпибрассинолид не обладает активностью против патогенов, его действие заключается в воздействии на метаболические процессы растения.

Гидроксикоричные кислоты — производные кофейной кислоты: кафтаровая, хлорогеновая, феруловая и др. Это наиболее распространенные полифенольные кислоты высших растений, и именно ими часто бывают обусловлены эффекты лекарственных растений, входящих в фармакопеи. К фенольным соединениям относится и около 80% фитоалексинов. Гидроксикоричные кислоты стимулируют выработку салициловой кислоты и перекиси водорода — естественных компонентов иммунного ответа растения на вторжение патогена; кроме того, в отдельных случаях они обладают фунгицидным действием, подавляя развитие грибных заболеваний за счет собственной активности или действия метаболитов — веществ, образующихся в результате преобразований гидроксикоричных кислот в тканях растения.

Еще один эффект гидроксикоричных кислот — стимуляция роста, благодаря чему растения быстрее проходят фазы уязвимости к атаке вредителей и патогенов. Их успешно используют и для повышения урожайности. На основе гидроксикоричных кислот создан не менее известный препарат «Циркон».

Арахидоновая кислота — одна из омега-6-ненасыщенных жирных кислот. Механизм ее действия на иммунтет растений до конца не ясен (считается, что она способствует синтезу фитоалексинов), но в сельском хозяйстве она используется как стимулятор и ускоритель разложения токсинов после обработки гербицидами. Известно, что арахидоновая кислота улучшает плодоношение и повышает устойчивость растений к стрессовым факторам. Препарат на ее основе — «ОберегЪ».

Кремний. Есть исследования (правда, мы нашли только отечественные), свидетельствующие, что добавки с органическим кремнием также могут повышать устойчивость растений к болезням и вредителям за счет укрепления клеточных стенок. Это повышает плотность покровных тканей и затрудняет проникновение патогенов.

Фитогормоны — активаторы роста: гиббереллины, ауксины, цитокинины. Сами по себе они не обладают иммуностимулирующим действием и применяются чаще всего для стимуляции роста (на разных стадиях развития растений), корнеобразования, бутонизации или плодоношения. В целом их использование косвенно влияет на сопротивляемость болезням и вредителям, но в качестве именно иммуномодуляторов они не используются. Важно, что гиббереллины, цитокинины и ауксины — антагонисты и способны ингибировать (подавлять) выработку друг друга. Препараты на основе фитогормонов роста — «Гетероауксин», «Бутон», «Завязь», «Корневин», «УкоренитЪ» и пр.

Лучшие средства защиты растений от болезней

В прохладное влажное лето растения сильно страдают от грибных болезней – низкие температуры в сочетании с высокой влажностью приводят к вспышкам инфекции. Лечить их сложно. Поэтому важно заранее позаботиться о защите посадок

Методы защиты растений от болезней

Есть несколько надежных способов, которые помогут вам сохранить урожай.

1. Обрезка

Многие растения склонны наращивать множество побегов. Их кроны сильно загущаются, внутри застаивается влажный воздух и создается идеальная среда для развития болезней. Поэтому важно вовремя проводить обрезку. Это можно сделать летом, так что берем пилу, секатор и отправляемся в сад.

Яблони и груши. Чтобы крона этих деревьев хорошо проветривалась, формировать ее нужно в форме чаши.

Для этого первым делом следует вырезать центральный проводник на высоте около 2 м. Спил ствола делают чуть выше скелетной ветви. Затем – удалить все побеги, которые растут внутрь кроны – они ее сильно загущают. Оставляем только те, что «смотрят» наружу. И последний этап – обрезка слишком длинных скелетных ветвей – их длина не должна превышать 2,5 м.

После формирующей обрезки на деревьях начнут активно отрастать волчки – их тоже необходимо вырезать.

Все спилы надо сразу же замазывать масляной краской на основе натуральной олифы, а небольшие срезы – пластилином. Надолго раны оставлять нельзя – в них могут попасть споры грибов-патогенов.

Вишня. У нее вырезают все скелетные ветви, которые перекрещиваются и трутся друг об друга – так они друг друга травмируют, и в раны проникает инфекция. И обязательно удаляют все засохшие побеги (1) – как правило, они больны монилиозом.

Читать статью Мучнистая роса – меры борьбы

Разумеется, надо своевременно удалять поросль – она так же часто является рассадником инфекции.

Слива и алыча. Кардинально их обрезать нельзя – это вызывает камедетечение, которое ослабляет деревья. Но вот волчки и сухие ветки удалять нужно обязательно, чтобы они не загущали крону.

2. Подвязка

Большинство дачников огурцы выращивают в расстил – плети стелются по земле. А некоторые так выращивают и томаты. А это очень плохие варианты. Дело в том, что споры грибов-патогенов обитают в почве, а на листья они попадают с брызгами во время дождей и поливов. И чем ближе листья к земле, тем больше шансов у заразы поселить на растениях. А уж если они лежат на земле, заражение будет глобальным.

Именно поэтому огурцы и томаты нужно подвязывать. Самый простой вариант – вбить колья или тонкие металлические трубы по краям грядок (а если они длинные, то еще и по центру) и натянуть проволоку и привязать к ней веревочки. А их нижний конец обвязать вокруг основания стебля. И затем, по мере роста, подкручивать веревочки вокруг побега.

Нижние листья у томатов и огурцов нужно оборвать – до первой цветочной кисти. В этом случае брызги не будут попадать на растения, и заражение, если и будет, то минимальным.

3. Мульчирование сеном

Мы неоднократно рассказывали об уникальных свойствах этой бактерии, повторим еще раз. В процессе своей жизнедеятельности она производит природный антибиотик – субтиллин, который подавляет рост грибов-патогенов. Причем очень многих и самых опасных, например, фитофторы, которая поражает томаты и картофель, мучнистой росы и ложной мучнистой росы, которые вредят огурцам.

Сенная палочка живет и активно размножается в прелом сене. Раздобыть его непросто, до и не нужно. Достаточно замульчировать грядки свежей травой – через пару-тройку дней она превратиться в сено, а оно очень быстро разлагается. И в нем начнет размножаться сенная палочка.

4. Обработка растений настоем триходермы

Еще один полезный микроорганизм, на этот раз – гриб. В природе он часто селится на трутовиках: зеленый налет на них – это и есть триходерма (2). И вот именно трутовики нам и пригодятся. Надо лишь сходить в ближайший лес и набрать их побольше.

Дома трутовики нужно хорошенько опрыснуть из пульверизатора, разложить по пакетам, завязать их и убрать куда-нибудь, где они не будут мешаться. Через 3 недели древесные грибы покроются зеленым налетом – это и есть триходерма.

По мере надобности трутовики можно доставать, перемалывать через мясорубку без ножа и сеточки, а затем полученную массу размешивать в воде: 1 трутовик на ведро. После чего воду нужно процедить и опрыснуть ей растения. Норма расхода – 5 л на 1 кв. м.

Триходерма в процессе своего развития производит природные антибиотки: глиотоксин, сацуккалин, триходермин, виридин, которые убивают возбудителей многих болезней. Она легко расправляется с фитофторой, мучнистой росой, ложной мучнистой росой, серой гнилью, бурой пятнистостью, ризоктониозом. Причем, ее действие очень мощное – например, она снижает заражение огурцов белой гнилью аж в 3 раза, а их урожайность повышается на 34,5%.

Препараты для защиты растений от болезней

Есть 2 популярных стимулятора роста и развития растений – дачники хорошо знают. Оба они являются иммуномодуляторами и адаптогенами – повышают устойчивость растений к стрессам, неблагоприятным погодным условиям и болезням. Кроме того, есть препараты, которые непосредственно защищают растения от инфекции.

1. Циркон

Он полезен для образования корней, стимуляции цветения, защиты от вирусов. Его нужно использовать строго по инструкции, передозировка недопустима. Он полностью поглощается растениями за 18 часов, однако действует постепенно. И чтобы препарат принес пользу, важно смочить им полностью все листья. А еще им можно поливать почву – Циркон (3) поглощается, в том числе и корнями.

2. Эпин-экстра

тот препарат повышает устойчивость к болезням и неблагоприятным условиям. Передозировка растениям не страшна. Полностью поглощается листьями за 2 недели, но действовать начинает гораздо быстрее, потому что легко передвигается по сосудам. Но использовать Эпин-экстра (3) можно только по листьям, корнями он не всасывается.

3. Медный купорос

Этот препарат тоже известен дачникам – им обычно обрабатывают плодовые деревья рано весной, до распускания почек. Это отличная профилактика грибных болезней. Но мало кто знает, что медный купорос можно использовать и летом. Если не провели обработку им весной, можно сделать это сейчас.

Для обработки плодовых культур 100 г препарата нужно развести в 0,5 л теплой воды (50 – 60 °С), хорошо размешать, и затем, помешивая, долить воды до объема 10 л. Разводить медный купорос можно только в пластиковом ведре. В металлическом начнется процесс окисления.

Для овощных растений (кроме томатов) на 10 л воды берут 50 г препарата. Для томатов – 20 г на 10 л.

Защитить растения от болезней и вредителей без «химии» – реально!

В своих предыдущих публикациях мы писали о биологической защите растений от сорняков, болезней и вредителей. Попробуем разобраться, в чем преимущество щадящих методов защиты перед радикальными.

Некоторые болезни растений действительно неизлечимы, и, к сожалению, иногда зелеными питомцами приходится жертвовать. Но не всегда вспышки заболеваний, вторжения сорняков или поражения насекомыми влекут за собой гибель растений. И вот тут стоит задуматься: применять ли химические ядовитые вещества и отравлять почву на грядке со съедобными растениями или можно обойтись без химикатов?

Чем же биофунгициды и другие препараты с приставкой «био-» отличаются от фунгицидов химического происхождения – пестицидов?

Чем опасны пестициды

Химические средства защиты растений – пестициды (от латинского pestis – вредитель, чума и cide – сокращать, убивать) ядовиты для большинства живых организмов. Это вещества (или смесь веществ) химического происхождения, предназначенные для уничтожения вредных насекомых, грызунов, сорняков, возбудителей болезней растений и животных.

Среди пестицидов различают гербициды (яды против нежелательных растений), фунгициды (препараты против грибков), родентициды (против грызунов), инсектициды (против насекомых) и др.

Главная особенность химических пестицидов – способность убивать живые клетки паразитического организма. Причем яды проявляют узкую специфичность, действуя на клетки микроба-паразита только определенного вида или очень близких (по родству или способу питания) к нему организмов.

Плюс ко всему, пестициды способны длительное время накапливаться в тканях растений, почве, организме животных и человека. Поэтому после обработки химпрепаратами должно пройти определенное время (период ожидания от последней обработки), прежде чем овощи и фрукты можно будет употреблять в пищу.

Известные пестициды далеко не всегда действуют эффективно, а вот по токсическому эффекту с ними вряд ли что-то сравнится. Другими словами, пестициды отравляют растения. А значит, и тех, кто ими питается, т.е. нас вами.

Каковы преимущества биопрепаратов

Совсем другое дело – препараты природного происхождения (биопестициды). Это продукты жизнедеятельности бактерий, грибков или вирусов. Так же, как и ядовитые пестициды, они делятся на:

биофунгициды – препараты на основе полезных грибков или бактерий, подавляющие патогенные грибки;
биородентициды – средства против грызунов;
биоинсектициды – направлены против насекомых;
биогербициды – средства против растений.

Самое важное отличие этих биопродуктов от ядохимикатов в том, что все они созданы с учетом знания особенностей антибиоза – противостояния полезных (безвредных для человека и растений) и опасных микроорганизмов. Это существующие в экосистеме, подсмотренные у природы механизмы взаимодействия.

В отличие от пестицидов, их антагонисты с приставкой «био-» растения не отравляют, а наоборот, укрепляют их иммунную систему, делают маловосприимчивыми к болезням и вредителям. А значит, косвенно повышают урожайность. Бактерии или микромицеты, являясь основой биопрепаратов, синтезируют множество биологически активных веществ, некоторые из которых оказывают прямое стимулирующее действие на рост и развитие растений. И овощи, и зелень, и плоды с ваших яблонь и груш будут экологически чистыми и абсолютно безопасными.

Как создают биопрепараты для растений

На протяжении многих десятилетий ученые-биологи исследуют разные микроорганизмы. Открывают новые виды вирусов, бактерий, грибков. В XIX веке в Тюрингии, например, выясняя причины смертности тутового шелкопряда на фабрике по производству шелка, обнаружили особую бактерию бациллюс турингиенсис (Bacillus thuringiensis), которая выделяет токсины, убивающие бабочек и жуков, но совершенно безвредные для млекопитающих. А уже в XX веке на основе этих бактерий были разработаны биоинсектициды – препараты против насекомых.

Исследуя почву и анализируя, почему плесневеют шампиньоны, которые выращивают промышленным способом, ученые открыли грибок триходерма (Trichoderma). Со временем выяснили, что это грибок супер-паразит, т.к. он питается другими, опасными для растений, грибками – возбудителями фитофторы, фузариоза, черной ножки, серой и белой гнили, мукоровыми грибками, ботридиями, склеротиниями и др. Еще одно важное достоинство триходермы – она оздоравливает почву, в которую была внесена.

Грибок триходерма входит в состав биопрепарата Трихоплант, разработанного специалистами НПО «Биотехсоюз». Средство предназначено как для обработки семян, рассады овощных, плодовых и цветочных культур, так и почвы, в которую производятся посев или посадка. В земле грибок начинает активно размножаться, и его колония вытесняет все вредоносные микроорганизмы.

Интересно, что противостояние (антибиоз) гриб-бактерия действует в обоих направлениях. В глубинах почвы обитают бациллюс амилоликвефациенс (Bacillus amyloliquefaciens), крахмалоразжижающие бактерии, способные подавлять развитие более чем 15-ти видов патогенных грибков!

Выделенные из природных источников, эти бактерии оказались настоящим кладом – российские ученые доказали, что развиваясь в прикорневом слое почвы (зоне роста корней растений), они не только борются с плесенью, очищая грунт, но также стимулируют рост растений за счет выработки витаминов и полезных веществ – фитогормонов.

Уникальные противогрибковые свойства этих бактерий использованы при создании препарата Экомик Урожайный, применение которого не только способствует оздоровлению почвы, но и пораженных микозами и бактериозами тканей растений. Действие препарата поистине универсально – от обработки посевного и посадочного материалов до обеззараживания грунта и теплиц.

Биопрепараты Трихоплант и Экомик Урожайный отличаются от иных защитных и стимулирующих биопрепаратов тем, что не проявляют такой специфичности по отношению к патогенным грибкам, как многие другие препараты, или, тем более, химические средства защиты растений – пестициды или ядохимикаты. А значит, биопрепараты оказывают комплексное действие – защищают не от одного, а одновременно от целого ряда заболеваний.

Специфичность – это свойство пары биологических веществ к избирательному взаимодействию или только преимущественно между собой.

Недостатки биопрепаратов

У биопрепаратов, как и у всех препаратов на основе живых организмов, есть некоторые недостатки. К счастью, достоинств на порядок больше, чем отрицательных черт. Но было бы несправедливо их скрывать. Даже если они несущественные.

В отличие от ядохимикатов/пестицидов, все существующие на рынке биопрепараты – это средства защиты растений от фитопатогенов. Их назначение – очистка почвы от микроорганизмов-вредителей, и снижение тем самым риска возникновения заболеваний.
Если растения заболели, эти препараты эффективно справятся с болезнями только на ранних стадиях. Чтобы получить существенный эффект, нужно проводить профилактические обработки.
Биопрепараты действуют более медленно и мягче химических аналогов.
Действие этих препаратов недолговечно, и обработки придется повторять с определенной периодичностью.

И все же биопрепараты на основе микробов, проявляющих антибиоз (ученые говорят – антагонизм) по отношению к патогенам – настоящее сокровище для тех, кто желает сберечь здоровье почвы, вырастить здоровый урожай, сохранить здоровье свое и своих близких.

Источник https://www.supersadovnik.ru/text/immunitet-rastenij-suschestvuet-li-on-i-mozhno-li-ego-uluchshit-1007557

Источник https://www.kp.ru/family/sad-i-ogorod/luchshie-sredstva-zashhity-rastenij-ot-boleznej/

Источник https://www.ogorod.ru/ru/now/pests/14000/Zashcitit-rasteniya-ot-boleznej-i-vreditelej-bez-himii-realno.htm