Для каждого вида растений существует оптимум, стрессовые зоны, пределы устойчивости и выносливости по отношению к каждому стрессовому (неблагоприятному) фактору окружающей среды. Это закон «минимума, оптимума и максимума действия факторов жизни». Причина возникновения неинфекционных заболеваний – воздействие на растения неблагоприятных абиотических факторов, интенсивность которых совпадает с зоной угнетения (стрессовой зоной).
Нарушение питания
Нормальное существование растений обусловлено наличием в почве определенного набора минеральных и органических веществ. При этом вещества должны присутствовать в оптимальных для растения количествах и доступной форме. Для растений вреден, как недостаток и избыток питательных веществ, так и их несбалансированность.
Нарушение минерального питания
Недостаток или избыток любого элемента минерального питания вызывает замедление или приостановление роста и развития растений, вызывает снижение урожайности и устойчивости к прочим неблагоприятным факторам окружающей среды. Установлена тесная взаимосвязь элементов питания. Избыток или недостаток одного из них влияет на поступление других.
Симптоматически недостаток минерального питания выражается в изменении цвета растения, деформации и отмирании вегетативных и генеративных органов, уменьшения урожайности и ухудшения товарности.
Дефицит питательных веществ может возникать при определенных погодных условиях. Так, на легких песчаных почвах сильные дожди и талые воды вымывают соли азотных удобрений и на растениях проявляются симптомы недостатка азота.
Замедленная работа корневой системы при низких температурах может проявляться, как дефицит минерального питания. Избыток макроэлементов имикроэлементов минерального питания, выражается в засолении грунта или субстрата. Это проявляется в появлении многочисленных ожогов листьев и цветков, опадении завязей и гибели растения.
С признаками недостатка и избытка различных минеральных веществ можно ознакомиться в соответствующих статьях раздела Питательные элементы.
Нарушение климатических условий выращивания
К климатическим условиям выращивания относятся:
- температура;
- относительная влажность воздуха;
- продолжительность фотопериода и освещенность;
- недостаток или избыток воды в субстрате.
Нарушения климатических условий выращивания вызывают увядания, некрозы, пятнистости, изменения окраски. К гибели растения они приводят только при экстремальных (предельных) значениях.
Нарушение водного режима
Растения по отношению влаге делят на три группы: гигрофиты, мезофиты и ксерофиты. Большинство культурных растений относятся к мезофитам (оптимальные условия развития создаются при средней влажности почвы). Для растений опасен, как избыток, так и недостаток влаги.
Недостаток влаги вызывает целый ряд непаразитарных заболеваний:
- Карликовый рост (обычно у травянистых растений).
- Чрезмерное образование механических тканей в корнях (морковь, свекла).
- Суховершинность древесных пород.
- Запал хлебов – нарушение созревания зерна. В колосьях зерна отсутствуют или формируются мелкие, созревающие раньше времени.
- Череззерница и пустоколосица (или белоколосица) зерновых. В колосе формируется меньше зерновок, чем обычно или они совсем не образуются.
- Бель початков кукурузы – проявляется в форме трещин на зернах с выступающим эндоспермом мучнисто-белого цвета. Пораженные зерна теряют всхожесть.
Избыток влаги вызывает:
- Ослабление роста, изменение окраски листьев, искривление ствола древесных пород (на заболоченных участках).
- Растрескивание плодов (томат, вишня, слива, яблоня).
- Растрескивание корнеплодов (морковь, свекла), клубней картофеля.
- Вымокание озимых хлебов.
- Истекание зерна – формирование щуплых неполновесных зерновок.
Нарушение температурного режима
Неблагоприятные температуры воздуха и почвы отрицательно влияют на жизнедеятельность растений. Часто приводя к их гибели. Внешние симптомы поражения, вызванные низкими и высокими значениями температуры сходны.
Замерзание (влияние на растение минусовых температур) – наиболее вредоносный процесс. Он необратим и приводит к нарушению целостности тканей, поскольку в межклеточных пространствах и самих клетках образуются кристаллы льда. Одновременно происходит обезвоживание клеток. Вода из клеток перемещается в межклеточное пространство, нарушается коллоидное состояние протоплазмы, кристаллы льда в межклеточниках разрастаются и повреждают плазмалемму. Оттаивание замершей ткани приводит к вытеканию клеточного сока. Ткань приобретает прозрачность, затем чернеет и высыхает.
Характерно, что чем богаче растения водой, тем сильнее подвержены воздействию минусовых температур. В связи с этим молодые органы, содержащие больше воды, чем старые, в большей степени подвержены замерзанию и сильно повреждаются в весенний период. Осенью растения меньше страдают от минусовых температур.
Воздушно-сухие семена переносят понижение температуры до минус 140–150°C. При повышении влажности семена замерзают уже при минус 15°C.
Кроме того, низкие температуры, вызывают следующие неинфекционные заболевания:
- Вымерзание озимых культур – происходит при внезапном переходе от осени к зиме и при малоснежных суровых зимах. Особенно страдают озимые на оголяющихся местах, переувлажненных глинистых почвах и при образовании ледяной корки.
- Выпревание – наблюдается при выпадении снега на не промерзшую почву.
- Выпирание – обнажение узла кущения и корней озимых. Причина – образование ледяной корки на почве.
- Морозобоины (морозобойные трещины) – формируются у деревьев в покоящемся состоянии. Имеют вид наружной, идущей вдоль стволы трещины, расширяющейся по краю (снаружи), сужающаяся к середине.
- Отлуп – внутренняя трещина в стволе дерева. Возникает в стволе дерева между годичными слоями древесины. Формируется обычно в нижней части ствола.
- Морозные «ожоги» коры – образуются из-за перепада температур вследствие нагрева солнцем коры и резкого последующего похолодания. Кора темнеет, подсыхает и опадает. Древесина обнажается.
- Раковые опухоли – формируются так же, как и предыдущее поражение, но вокруг пораженного места формируется наплыв.
Высокая температура воздуха и почвы вызывает неинфекционное скручивание листьев томата, солнечные ожоги коры штамбов и скелетных сучьев плодовых деревьев. Для плодовых особенно опасно резкое колебание температур осенью, зимой и ранней весной.
Нарушение световых характеристик
Нормальный рост и развитие растений возможно только при свете. При этом важны все три его характеристики:
- интенсивность освещения;
- длительность светового периода (фотопериод);
- спектральный состав.
Освещенность тесно связана с другими факторами, в первую очередь с температурой. Выращивание овощей в открытом грунте происходит при естественном, природном освещении. В условиях закрытого грунта температурный режим и освещенность регулируются. Правильный подбор температуры и освещенность определяют развитие растений, что хорошо просматривается по величине междоузлий.
При нехватке освещения растения слабеют, поскольку наблюдается недостаточное образование хлорофилла. Стебли таких растений теряют прочность, вытягиваются и полегают. Размер листовых пластинок уменьшается. Цветение растений задерживается, соцветия и цветки формируются редуцированными, формируется стерильная пыльца, завязи опадают.
Загрязнение окружающей среды
Проникающая радиация
Проникающая радиация – это излучение, сопровождающее радиоактивный распад и проникающее через толщу вещества. Проникающая радиация оказывает вредное влияние на живые организмы. К числу вредных излучений относятся рентгеновские, космические, γ-лучи, α- и β-частицы.
Действие такого излучения зависит от дозы. Большинство растений гибнет при размере облучения в 2000–3000 рентген. Продолжительное облучение большими дозами вызывает лучевую болезнь.
Степень поражения растения лучевой болезнью зависит от морфологических и физиологических особенностей вида (сорта), типа излучения, окружающих условий. Доза облучения зависит от способности растения к накапливанию радиоактивных веществ в живых тканях. Наиболее чувствительны к радиоактивному загрязнению хвойные растения.
О поражении лучевой болезнью свидетельствуют следующие симптомы:
- задержка в росте или его ускорение;
- хлорозы – повреждение хлоропластов;
- исчезновение зоны меристемных клеток в корнях растений;
- различные деформации.
Химический токсикоз
Химический токсикоз – действие на растения высоких концентраций различных вредных химических веществ, в том числе пестицидов. Проявляется в виде некрозов, искривления побегов, деформации вегетативных и генеративных органов.
Для предотвращения действия этих факторов необходимо полностью исключить их попадание на чувствительные виды растений.
Не допускается завышение доз пестицидов и отступление от рекомендованных доз по применению химических препаратов.
Загрязнение воздуха
Воздух индустриальных районов часто загрязнен различными веществами, токсичными для растений. В их число входят:
- диоксид серы;
- сероводород;
- хлор;
- цементная пыль;
- смог – главный его фитотоксичный компонент – пероксиацетилнитрат (продукт реакции между озоном и углеводородами, содержащимися в выхлопных газах);
- озон – образуется в результате фотохимического действия ультрафиолета на выхлопные газы, летучие углеводороды.
В результате воздействия загрязнений воздуха растения покрываются множественными некрозами листьев, молодых побегов, цветков. Воздействие озона приводит к появлению водянистых пятен, хлорозов и некрозов.
Подобные нарушения внешне сходны с отравлением растений токсикантами и повреждению пониженными температурами. Все формы токсикоза сопровождаются некрозом листовых пластинок.
Чувствительность растений по отношению к загрязняющим веществам различна. Большинство толерантно и повреждаются только при сильном атмосферном загрязнении. Некоторые виды проявляют повышенную чувствительность к загрязнению воздуха, и симптомы отравления появляются у них при концентрациях слегка превышающие фоновые. Свекла чувствительна к загрязнению диоксидом серы. Картофель, томат, огурец, перец, баклажан – к загрязнению озоном и смогом.