Культурные растения подвергаются атакам множества патогенов – вирусов, грибов и бактерий, которые наносят им значительный ущерб. Результатом становится сильное снижение урожайности, а иногда и полная потеря всего производства. Некоторые абиотические факторы, вызывающие так называемые неинфекционные заболевания, также могут привести к неблагоприятным последствиям.

Абиотические факторы определяются неблагоприятными почвенными условиями, связанными с высокой или низкой влажностью и температурой почвы, дефицитом или избытком питательных веществ, наличием токсичных веществ в почве, передозировкой средств защиты растений и т.д. Эти факторы ухудшают физиологическое состояние растений и могут вызвать их гибель или сделать более восприимчивыми к патогенным микроорганизмам.

Почвенные условия

Физические свойства и pH.

Структура

Она имеет большое значение для развития растений. Она определяет способность почвы удерживать воду и питательные вещества в форме, доступной для растений. Особенно важно, чтобы почва была хорошо аэрирована. В глинистых и уплотненных почвах корни развиты слабо, растения страдают от недостатка кислорода и отстают в росте. В таких почвах вода часто застаивается на поверхности, и растения гибнут от асфиксии.

Кислотность почвы (pH)

Наиболее благоприятная среда для роста и развития растений – от слабокислой до нейтральной, в диапазоне 6–7. Значения за пределами этого диапазона представляют серьезную угрозу, поскольку влияют на растворимость питательных веществ в почве. При pH ниже 5,5 количество доступного кальция, магния и фосфора резко снижается. Растворимость алюминия, железа и бора увеличивается. Повышенный уровень доступных форм этих элементов является причиной токсичности у растений. При высоком pH выше 7–8 количество доступного кальция и магния увеличивается за счет фосфора, бора, железа, марганца, цинка и меди. Растения, выращенные на таких почвах, проявляют симптомы дефицита этих элементов.

Кальций в почве – новый инструмент в борьбе с изменением климата

Коррекция pH почвы проводится путем внесения известняка (карбоната кальция) в кислые почвы или серы в щелочные. Источники азота, используемые для удобрения растений в течение вегетационного периода, также могут влиять на почвенную среду – аммонийная форма понижает, а нитратная – повышает pH. Использование сульфата аммония приводит к подкислению почвенной среды. Изменяя pH почвы, можно также контролировать некоторых почвенных патогенов и виды сорняков. Например, для развития килы капусты требуется кислая среда. Известкование почвы для повышения pH сильно ограничивает развитие этого заболевания. И наоборот, подкисление среды путем удобрения сульфатом аммония ограничивает поражение томатов пробковыми корнями.

Питательные вещества – избыток и дефицит

Избыток питательных веществ

Это происходит в случае чрезмерного, несбалансированного внесения макроэлементов, в основном в течение вегетационного периода. Токсичность азота наблюдается в сухих и жарких условиях. Листья растений темнеют, а иногда на стеблях могут появляться поражения. При избытке азота растения томатов скручиваются и изгибаются, а деформации напоминают симптомы, вызванные вирусами. Токсичность, вызванная избытком микроэлементов, наблюдается при низком pH почвы или когда вода, используемая для орошения культур, содержит повышенное количество этих микроэлементов. Наличие свинца, мышьяка и тяжелых металлов также вызывает токсические проявления у растений.

Дефицит питательных веществ

Чаще всего это связано с отсутствием или недостаточным количеством основных питательных веществ в почве. Иногда дефицит может быть обусловлен неблагоприятными почвенными условиями, которые блокируют определенные элементы, такие как Ca, P и Fe, и делают их недоступными для растений. В этих случаях анализ почвы сообщает о наличии достаточного количества этих элементов, но не дает информации об их доступности. Дефицит питательных веществ часто не связан с типичными симптомами и иногда может быть спутан с повреждениями, вызванными патогенами, чаще всего вирусами. Поэтому дефицит питательных веществ должен быть диагностирован – наиболее точно с помощью анализа растительных тканей. Визуально это также можно сделать на основе внешних симптомов. Подвижные питательные вещества обычно концентрируются в растущей верхушке, и симптомы сначала появляются на самых старых листьях. И наоборот, неподвижные следует искать в меристематических тканях растений.

Азот (N)

Alternaria solani

Азот (N) – важный элемент для роста и развития растений. Он является составной частью белков и хлорофилла. Поэтому в случае дефицита азота растения имеют бледно-зеленый до бледно-желтого цвет. Азот очень подвижен в растениях, поэтому при дефиците симптомы сначала появляются на более старых листьях. Дефицит увеличивает восприимчивость к некоторым листовым патогенам – Alternaria solani. Это может быть связано с инфекцией корней галловыми нематодами (Meloidogyne spp.). И наоборот, избыток этого элемента увеличивает восприимчивость растений к Botrytis cinerea или Rhizoctonia solani.

Фосфор (P)

Фосфор (P) относится к слабоподвижным элементам. В растениях он участвует в фотосинтезе и в передаче энергии в форме АТФ (аденозинтрифосфата). Он является составной частью ДНК и важен для цветения и образования семян. Его дефицит ухудшает рост и развитие растений, и они приобретают фиолетовый цвет. Растения, выращенные на кислых и глинистых почвах, особенно подвержены дефициту фосфора. Низкие температуры и ограниченный доступ кислорода к корням также могут привести к такому дефициту.

Железо (Fe)

Железо (Fe) является ключевым компонентом в производстве хлорофилла в листьях. Его дефицит – серьезная проблема для растений. Он приводит к хлорозу, особенно на карбонатных почвах. Он затрагивает ткань между жилками и появляется на самых молодых листьях. Обычно почва содержит достаточное количество железа, но его доступность зависит от реакции почвы. Поддержание pH < 7 имеет решающее значение для оптимизации его содержания в растениях. На него влияют низкие температуры, низкая интенсивность света и влажность почвы.

Калий (K)

Калий (K) играет ключевую роль в процессах, происходящих в растительных клетках, а также в фотосинтезе. Он имеет большое значение для качества продукции. Симптомы дефицита включают хлороз и некроз на листьях. Растения, развивающиеся в условиях дефицита калия, восприимчивы к повреждениям от мороза и некоторым болезням. Его поглощение зависит от условий окружающей среды.

Физиологические изменения, вызванные дефицитом или избытком кальция

Кальций (Ca)

Вершинная гниль томатов – фото Fitto Terra

Дефицит кальция (Ca) может быть серьезной проблемой в производстве овощей и фруктов. Чаще всего он возникает на кислых почвах. Влажность почвы сильно влияет на его поглощение растениями. Кальций является важным компонентом в построении клеточных стенок. Дефицит кальция является причиной вершинной гнили у овощей и горькой ямчатости у плодов. Он также вызывает повышенную восприимчивость растений к патогенам.

Магний (Mg)

Магний (Mg) – важный компонент молекулы хлорофилла. Его дефицит вызывает хлороз и замедление фотосинтеза. В результате листья преждевременно стареют. Чрезмерное удобрение K или Ca может привести к дефициту Mg. Особенно важно поддерживать определенное соотношение между Ca и Mg в почве.

Вода

Это важное условие для роста и развития растений. Потребности в воде у разных видов растений различаются. Ее дефицит или избыток нарушает физиологию и биохимию растений. Восстановление растений зависит от продолжительности неблагоприятного воздействия. Иногда повреждения могут быть необратимыми. Симптомы часто можно спутать с повреждениями от корневой гнили или увядания, вызванными грибковыми патогенами. При хроническом дефиците воды рост и развитие растений задерживаются. В случае избытка доступ кислорода к корням уменьшается и наблюдается асфиксия. Восприимчивость растений к патогенам, таким как Phytophthora spp. и другие, увеличивается.

Температурные аномалии

Температура воздуха и почвы оказывают значительное влияние на развитие растений. Обычно корневая система и надземные части имеют разные требования и толерантность к температурам. При чрезмерно высоких значениях растения могут остановить свое развитие. Корни отмирают, появляется ожог по краям листьев, и впоследствии листья опадают. Цветки не оплодотворяются и опадают. При низких температурах наблюдается фиолетовое окрашивание листьев и стеблей, а когда они ниже 0 °C, могут произойти повреждения от мороза. Низкие температуры в сочетании с замерзающей влагой приводят к накоплению льда на верхушках деревьев и вызывают морозобоины и механические повреждения. При низких температурах возможно растрескивание стеблей, побегов и т.д. Трещины предрасполагают к атакам патогенов или насекомых. Такие растения восприимчивы к инфекциям, вызываемым бактериальным раком и другими. Повреждения от низких температур можно принять за инфекционные корневые болезни или химическую токсичность.

Химические повреждения