Ржавчина растений. Описание болезни.
Она поражает весьма и весьма многих «подданных богини Флоры»: декоративные одомашненные растения, дикорастущие луговые и полевые травы, лесные деревья и кустарники, технические культуры (каучуконосы, красильные, крахмалоносы, лубяные, масличные, прядильные, сахароносы и др.), хлебные культуры из семейства Злаки (Gramineae), оно же Мятликовые (Poaceae)… Как же при таком обилии «страдающих объектов» эта болезнь может быть квалифицирована одинаково? Объяснение базируется на паре предпосылок:
– во-первых, на универсальном внешнем признаке (о нем см. ниже, в соответствующем разделе);
– во-вторых, на том, что во всех случаях возбуждают ее грибки, отнесенные современной систематикой органического мира к порядку Пукциниевые (Pucciniales), который, пожалуй, лучше известен под названием Ржавчинные (Uredinales, введено в обиход в 1880 году).
Он охватывает чуть ли не 8 тысяч видов, распределенных по 168 родам, а те, в свою очередь, распределены по 14 или 15 семействам. Каждое семейство снабжено оригинальным латинским наименованием (хотя не у каждого есть «узаконенное» русское).
Особый интерес для разговора здесь о ржавчине растений представляют два: Мелампсоровые (Melampsoraceae) и Пукциниевые (Pucciniaceae).
Ржавчинным грибкам, как правило, присуща узкая специализация.
Жизненный цикл у них – самый сложный среди жизненных циклов, наблюдавшихся когда-либо и наблюдаемых учеными теперь у всевозможных представителей царства Грибы (Fungi). У многих Пукциниевых (Pucciniales) он насчитывает аж 5 (пять!) стадий, для различения их применяются символы 0, I, II, III, IV. У некоторых цикл не столь полный (проявление какой-то стадии может быть подавлено внешними факторами, либо просто до сих пор не зафиксировано исследователями, либо она не предусмотрена Матушкой-Природой).
Типичные Ржавчинные грибки – разнохозяинные. Сие означает: некую стадию развития грибок проводит на растении одного вида, а остальные стадии – на растении другого вида. То растение, на котором «непрошеный гость» находится дольше, считается основным «хозяином». Другое – промежуточным.
Пример: грибок Cronartium ribicola, «повинный» в ржавчинном раке Сосны веймутовой (Pinus strobus), ежегодно «перепрыгивает» с нее на близко расположенную Смородину (из рода Ribes) и обратно. Сосна у него – основной «хозяин», а Смородина – промежуточный.Если «хозяев» разнести сколь можно дальше, то такой «прыгун» через 1 год (максимум через 2) погибнет.
Есть и однохозяинные Ржавчинные грибки, изначально не запрограммированные «скакать» по растениям разных видов, то есть не нуждающиеся в промежуточных «хозяевах». Примеры:
– Gymnoconia peckiana, возбуждающий оранжевую ржавчину Малины (род Rubus), широко распространенную в Канаде и США;- Melampsora lini – возбудитель ржавчины Льна обыкновенного (Linum usitatissimum);- Phakopsora sojae – возбудитель ржавчины Сои культурной (Glycine max) в Юго-Восточной Азии;- Phakopsora vitis – возбудитель ржавчины Винограда (род Vitis);- Phragmidium disciflorum, Phragmidium rosae-pimpinellifoliae, Phragmidium tuberculatum, вызывающие ржавчину культурных роз, диких Шиповников (род Rosa) и других растений из семейства Розовые (Rosaceae);- Phragmidium rubiidaei «ударяет» по Малине;- Puccinia asparagi – возбудитель ржавчины Спаржи (всяких видов из рода Asparagus);- Puccinia helianthi – возбудитель ржавчины Подсолнечника однолетнего (Helianthus annuus);- Puccinia malvacearum – возбудитель ржавчины как на дикорастущих, так и на окультуренных видах Мальвы (род Malva);- Puccinia menthae – возбудитель ржавчины оригинальных и гибридных видов Мяты (род Mentha), а также иных растений из семейства Губоцветных (Labiatae);- Puccinia porri – возбудитель ржавчины на листьях и стеблях растений из рода Лук (Allium), в том числе Чеснока (Allium sativum);- Triphragmium ulmariae – возбудитель ржавчины Таволги ясенелистной (Filipendula fraxinifolia) и подобных ей многолетних трав из семейства Розовых;- Uromyces trifolii – возбудитель ржавчины Клевера, преимущественно мясо-красного (Trifolium incarnatum) или розового (Trifolium hybridum)…Для полноты картины пригодится следующая информация.Среди Мелампсоровых неприятную «славу» болезнетворных снискали себе «воспитанники» родов:- Колеоспориум (Coleosporium). Все виды – разнохозяинные. Они «делят свое внимание» между иглами Елей (род Picea) и растениями из семейств Колокольчиковые (Campanulaceae), Лютиковые (Ranunculaceae), Норичниковые (Scrophulariaceae), Сложноцветные (Compositae) либо между иглами Сосен (род Pinus) и листьями Прострелов (род Pulsatilla);- Кронарциум (Cronartium). См. статью «Пузырчатая ржавчина» в нашей «Садовой энциклопедии»;- Мелампсора (Melampsora). Более 80 видов. Могут быть одно- и разнохозяинными. Предпочитают паразитировать на лесных породах деревьев, чаще всего на Ивовых (семейство Salicaceae);- Мелампсоридиум (Melampsoridium). Совсем нередко Melampsoridium betulinum встречается на Березах (род Betula);- Хризомикса (Chrysomyxa). Это, главным образом, разнохозяинные виды. Chrysomyxa abietis «влюбляются» в хвою или шишки Елей, а Chrysomyxa ledi «изменяют» Елям с Багульниками (род Ledum).
Среди Пукциниевых (Pucciniaceae) аналогичная «нездоровая популярность» отмечается у «отпрысков» родов:
– Гимнокония (Gymnoconia). Все – однохозяинные (см. выше);- Гимноспорангиум (Gymnosporangium). Он объединил 4 десятка видов, в большинстве своем разнохозяинных. Gymnosporangium clavariiforme замечается на Боярышниках (род Crataegus) и Можжевельниках (род Juniperus). Gymnosporangium juniperinum – на Рябинах (род Sorbus) и Можжевельниках. Gymnosporangium sabinae – на Грушах (род Pyrus) и Можжевельнике казацком (Juniperus sabina) либо Можжевельнике южном (Juniperus virginiana subsp. silicicola). Gymnosporangium tremelloides – на Яблонях (род Malus) и Можжевельнике обыкновенном (Juniperus communis);- Охропсора (Ochropsora). Тут вид один: Ochropsora sorbi – зато распространен широко. Основными «хозяевами» для него являются Рябины (иногда – Груши), а промежуточными – Ветреницы (род Anemone);- Пукциния (Puccinia). В нем около 1800 одно- и разнохозяинных видов. Паразитируют они на растениях семейств Зонтичные (Apiaceae), Лилейные (Liliaceae), Осоковые (Cyperaceae), Сложноцветные, но хуже всего вредят хлебным зерновым культурам;- Траншелия (Tranzschelia). Все – разнохозяинные. Для Tranzschelia pruni-spinosae, к примеру, основными «хозяевами» могут служить деревья Абрикосов (Prunus armeniaca), Миндаля (Prunus dulcis), Персиков (Prunus persica), Слив домашних (Prunus domestica), промежуточными – опять-таки Ветреницы;- Трифрагмиум (Triphragmium). Все – однохозяинные. Все «охотятся» на представителей семейства Розовых;- Уромицес (Uromyces). К нему отнесены приблизительно 550 видов – одно- и разнохозяинных. Их обычно «ловят» на Бобовых (семейство Fabaceae) и Молочайных (семейство Euphorbiaceae);- Факопсора (Phakopsora). Все – однохозяинные. О нем сказано здесь было уже достаточно;- Фрагмидиум (Phragmidium). Более 70 видов. Все – однохозяинные. О нем тоже хватает подробностей выше;- Хемилейя (Hemileia). Hemileia vastatrix губит Кофейные деревья (род Coffea), в 1970 году добрался с острова Шри Ланка через Западную Африку в Бразилию. До настоящего момента усилия селекционеров по выведению сортов Кофе, которые были бы устойчивы к ржавчине, порождаемой этим микроорганизмом, не увенчались успехом. Единственное «противоядие» – начисто вырубать зараженные плантации;- Эндофиллум (Endophyllum). В Европе чаще остальных попадаются Endophyllum sempervivi, поражающий ржавчиной Молодило (род Sempervivum), и Endophyllum euphorbiae-silvaticae, «заточенный» на всякие виды Молочаев (род Euphorbia).
Причины коррозии сварочных швов
Сварочные швы начинают ржаветь быстрее основного металла. Это можно заметить на следующий день, осмотрев конструкцию, над которой трудились вчера. Коррозия возникает на соединениях, созданных любым методом сварки (MMA, TIG, MIG) и не зависит от аппарата и его цены.
Образование ржавчины на швах обусловлено следующими причинами:
Химические реакции
Толстый слой ржавчины на звеньях цепи возле моста Золотые Ворота в Сан-Франциско. Цепь постоянно подвергается воздействию сырости и солёных брызг, вызывающих разрушение поверхности, растрескивание и шелушение металла.
Причины ржавления
Если железо, содержащее какие-либо добавки и примеси (например, углерод), находится в контакте с водой, кислородом или другим сильным окислителем и/или кислотой, то оно начинает ржаветь. Если при этом присутствует соль, например, имеется контакт с солёной водой, коррозия происходит быстрее в результате электрохимических реакций. Чистое железо относительно устойчиво к воздействию чистой воды и сухого кислорода. Как и у других металлов, например, у алюминия, плотно приставшее оксидное покрытие на железе (слой пассивации) защищает основную массу железа от дальнейшего окисления. Превращение же пассивирующего слоя оксида железа в ржавчину является результатом комбинированного действия двух реагентов, как правило, кислорода и воды. Другими разрушающими факторами являются диоксид серы и углекислый газ в воде. В этих агрессивных условиях образуются различные виды гидроксида железа. В отличие от оксидов железа, гидроксиды не защищают основную массу металла. Поскольку гидроксид формируется и отслаивается от поверхности, воздействию подвергается следующий слой железа, и процесс коррозии продолжается до тех пор, пока всё железо не будет уничтожено, или в системе закончится весь кислород, вода, диоксид углерода или диоксид серы.
Происходящие реакции
Покрытый ржавчиной и грязью болт. Заметна точечная коррозия и постепенная деформация поверхности, вызванная сильным окислением.
Ржавление железа — это электрохимический процесс, который начинается с переноса электронов от железа к кислороду. Скорость коррозии зависит от количества имеющейся воды, и ускоряется электролитами, о чём свидетельствуют последствия применения дорожной соли на коррозию автомобилей. Ключевой реакцией является восстановление кислорода:
O2 + 4 e− + 2 H2O → 4 OH−
Поскольку при этом образуются гидроксид-анионы, этот процесс сильно зависит от присутствия кислоты. Действительно, коррозия большинства металлов кислородом ускоряется при понижении pH. Обеспечение электронов для вышеприведённой реакции происходит при окисления железа, которое может быть описано следующим образом:
Fe → Fe2+ + 2 e−
Следующая окислительно-восстановительная реакция происходит в присутствии воды и имеет решающее значение для формирования ржавчины:
4 Fe2+ + O2 → 4 Fe3+ + 2 O2−
Кроме того, следующие многоступенчатые кислотно-щелочные реакции влияют на ход формирования ржавчины:
Fe2+ + 2 H2O ⇌ Fe(OH)2 + 2 H+Fe3+ + 3 H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3 H+
что приводит к следующим реакциям поддержания баланса дегидратации:
Fe(OH)2 ⇌ FeO + H2OFe(OH)3 ⇌ FeO(OH) + H2O2 FeO(OH) ⇌ Fe2O3 + H2O
Из приведённых выше уравнений видно, что формирование продуктов коррозии обусловлено наличием воды и кислорода. С ограничением растворённого кислорода на передний план выдвигаются железо (II)-содержащие материалы, в том числе FeO и чёрный магнит (Fe3O4). Высокая концентрация кислорода благоприятна для материалов с трёхвалентным железом, с номинальной формулой Fe(OH)3-xOx/2. Характер коррозии меняется со временем, отражая медленные скорости реакций твёрдых тел.
Кроме того, эти сложные процессы зависят от присутствия других ионов, таких как Ca2+, которые служат в качестве электролита, и таким образом, ускоряют образование ржавчины, или в сочетании с гидроксидами и оксидами железа образуют различные осадки вида Ca-Fe-O-OH.
Более того, цвет ржавчины можно использовать для проверки наличия ионов Fe2+, которые меняют цвет ржавчины с жёлтого на синий.
Профилактика фузариоза сои
- правильное соблюдение севооборота,
- подбор устойчивых к заболеванию сортов сои,
- подготовка и протравливание посевного материала,
- оптимальные сроки посева,
- тщательная уборка поля от растительных остатков с последующей зяблевой вспашкой.
Металлы — одна из основ цивилизации на планете Земля. Их широкое внедрение в промышленное строительство и транспорт произошло на рубеже XVIII-XIX веков. В это время появился первый чугунный мост, был спущен на воду первый корабль, его корпус был сделан из стали, построены первые железные дороги. Начало практического использования железа человеком относится к IX веку до н.э. В то время человечество перешло из бронзового века в железнодорожный.
В XXI веке высокие темпы промышленного развития, интенсификация производственных процессов, повышение основных технологических параметров (температуры, давления, концентрации реактивов и т.д.) предъявляют высокие требования к надежной работе технологического оборудования и строительных конструкций. Надежная защита от коррозии и использование высококачественных химически стойких материалов занимают особое место в каталоге мероприятий по обеспечению бесперебойной работы оборудования.
Необходимость проведения антикоррозионных мероприятий обусловлена тем, что потери от коррозии крайне вредны. Сообщается, что около 10 процентов годового объема добычи металла расходуется на покрытие необратимых потерь, вызванных коррозией и последующим распылением. Основной ущерб, вызванный коррозией металла, связан не только с потерей большого количества металла, но и с износом или разрушением самих металлоконструкций, так как коррозия приводит к потере ими необходимой прочности, пластичности, герметичности, тепло- и электропроводности, отражательной способности и других необходимых свойств. Потери, понесенные народным хозяйством в результате коррозии, также должны включать в себя огромные затраты на все виды антикоррозионных мероприятий, ущерб, вызванный ухудшением качества продукции, выходом из строя оборудования, производственными авариями и т.д.
Защита от коррозии является одной из важнейших тем, имеющих большое значение для национальной экономики.
При составлении материала, использовались следующие источники:
