Предмет лесной фитопатологии, ее задачи.

Фитопатология – наука о болезнях растений, их причинах и мерах борьбы с ними. Слово "фитопатология" образовано из 3 греческих слов: phyton – растение, pathos – болезнь, logos – учение, т.е. учение о болезнях растений. Выделяют общую и специальную фитопатологию (сельскохозяйственную, лесную).

Лесная фитопатология – учение о болезнях древесных и кустарниковых пород, о разрушении древесины и изделий из древесины и мерах борьбы с ними. В ее задачу входит изучение болезней, как отдельного растения, так и насаждений, причин возникновения болезни, выяснение роли внешней среды и факторов, стимулирующих или подавляющих заболевание и изучение биологии, экологии возбудителей болезней. Важное место отводится мониторингу и прогнозированию наиболее опасных болезней леса, установлению вреда и потерь, наносимых ими лесному хозяйству, а также разработка систем мероприятий по профилактике и мерам борьбы с заболеваниями.

Особый раздел в лесной фитопатологии составляет изучение процессов биологического разрушения (т.е. гнили) древесины на складах, в сооружениях и постройках, разработка профилактики этих заболеваний и мер борьбы с ними.

Таким образом, основной целью лесной фитопатологии является всестороннее изучение болезней древесных пород, выяснение способов их предупреждения и борьба с ними для снижения потерь древесины.

2. Связь лесной фитопатологии с другими дисциплинами.

При изучении морфологии, физиологии, систематики патогенов, т.е. вредных организмов, лесная фитопатология, как биологическая дисциплина, неразрывно связана с такими науками как микология (наука о грибах), вирусология (наука о вирусах), микробиология (наука, изучающая микроорганизмы – бактерии, микоплазмы, риккетсии, актиномицеты). Жизнедеятельность патогенов и развитие болезни обусловлены физиологическими, биохимическими и анатомическими особенностями пораженного растения, а изучение устойчивости растений (иммунитета) невозможно без знаний молекулярной биологии, цитологии, генетики. Лесная фитопатология изучает болезни не только отдельных растений, но и насаждений, биологическая устойчивость которых зависит от экологических условий местопроизрастания древесных пород. Массовое возникновение болезни на больших площадях (эпифитотии) часто обусловлено как несоответствием экологических условий выращивания древесной породы, так и ошибками при проведении лесохозяйственных мероприятий. Поэтому лесная фитопатология тесно связана с другими лесоводственными дисциплинами, такими как лесоведение, лесоводство, лесные культуры, лесная селекция, почвоведение. При проведении мониторинга (т.е. системы слежения за развитием и распространением болезней) используются методики, применяемые в таксации, лесоустройстве. Знание процессов биологического разрушения древесины необходимо при изучении товароведения и древесиноведения. Лесная фитопатология связана и с такой дисциплиной как лесная энтомология, наукой изучающей насекомых вредителей леса. Как правило, в очагах болезней возникают и очаги стволовых вредителей, например, в очагах рака-серянки, корневой губки увеличивается численность короедов. Многие насекомые являются переносчиками возбудителей болезней, например, заболонники способствуют распространению сосудистых болезней, усачи – усыханию хвойных пород (бурсафеленхозу). Дефолиация древостоев хвое- и листогрызущими насекомыми приводит к их ослаблению и заражению болезнями.

Лесная фитопатология, лесная энтомология и биология лесных зверей и птиц составляют основу лесозащиты – учения о методах, технике и организации борьбы с вредными для леса организмами. Основные задачи лесозащиты и в частности лесной фитопатологии – свести до минимума потери от болезней леса, возбудителей разрушения древесины и способствовать лесному хозяйству в получении высококачественной продукции, повышению продуктивности, улучшению рекреационной, санитарно-гигиенической и охранной роли лесов.

3.Экономическое значение болезней леса.

Экономическое значение болезней растений велико. Из истории известно, что в Ирландии в 1847 году эпифитотия фитофтороза картофеля (так называемая "чума картофеля") повлекла голод и смерть более миллиона жителей и вызвала массовую эмиграцию населения в Северную Америку (США, Канада). Болезни приводят к гибели растений, потере качества продукции и влекут повышение цены на продукцию. Так, фузариоз пшеницы в 90-х годах прошлого века в России привел не только к недобору урожая, но вызвал и увеличение цены на хлеб. Увеличение цены на кофе часто происходит в результате эпифитотии ржавчины кофейного дерева в Юго-Восточной Азии и Бразилии.

В лесном хозяйстве вредоносность болезней наиболее заметна в питомниках при выращивании сеянцев древесных пород. В отдельные годы, благоприятные для развития патогенов, только от обыкновенного шютте сосны погибает 80-90% сеянцев. Молодые культуры хвойных пород подвержены таким болезням как сосновый вертун, побеговый рак, а лиственных пород – мучнистой росе. В средневозрастных и спелых насаждениях хвойных пород наибольший вред приносит такое заболевание как корневая губка, вызывающая усыхание и гибель насаждений. В России в очагах корневой губки ежегодно усыхает 30% ослабленных деревьев сосны в возрасте 25 лет и старше. В Западной Европе ежегодные потери древесины от корневой губки достигают до 3 млн. м³, и оцениваются в 70-80 млн. долларов. В Северных странах (Финляндия, Норвегия, Швеция, Дания) потери древесины ели и пихты от корневой губки ежегодно составляют 40-50 млн. долларов. Большой ущерб причиняют также стволовые гнили хвойных и лиственных пород, зараженность которыми достигает 30-60%. Вредоносность их увеличивается с возрастом насаждений. Например, в осиновых древостоях в 70-80-летнем возрасте, зараженность деревьев осиновым трутовиком, составляет 80-90%. В лесостепной и степной зонах происходит усыхание насаждений дуба и ильмовых пород от сосудистых болезней.

Необходимо отметить, что, несмотря на совершенствование мер борьбы, вредоносность болезней увеличивается. Например, в Японии потери древесины хвойных пород от сосновой древесной нематоды в конце 40-х годов составили 1 млн. м³, а, начиная с 70-х годов прошлого века, составляют ежегодно свыше 2 млн. м³ и на борьбу с этим заболеванием ежегодно выделяется свыше 30 млн. долларов.

Велики потери древесины и от дереворазрушающих и домовых грибов при хранении на складах и эксплуатации зданий и сооружений. Ежегодные потери древесины от этих патогенов составляют около 30 млн. м³, а на восстановительные работы при преждевременном разрушении древесины расходуется свыше 20% деловой древесины, заготовленной в России.

При оценке экономической значимости болезней необходимо различать потери (прямые и косвенные) и ущерб (количественный, качественный, экологический и социальный). Потери обычно оценивают по разнице в стоимости пораженного и непораженного болезнями леса или по падению прироста или урожая семян. Выделяют прямые и косвенные потери. Прямые потери определяются или гибелью растений, семян или снижением качества продукции под влиянием болезни. Косвенные потери выражаются в дополнительных затратах на пересев семян в питомниках, на дополнение при создании лесных культур, при лесовосстановлении в случае гибели сеянцев от болезней, на проведение санитарных рубок, снижении доходности охотничьего хозяйства, побочного пользования.

Ущерб выражается в размерах площади погибших насаждений и количестве потерянной древесины, в площади погибших культур, проценте отпада сеянцев в питомниках, в потере биологической устойчивости насаждений. Выделяют экономический, экологический и социальный ущерб. Экономический ущерб заключается в снижении дохода от лесного хозяйства и увеличении дополнительных расходов на восстановление погибших насаждений. Он состоит из прямых и косвенных потерь, оцененных в денежном выражении. Экологический ущерб заключается в снижении общей продуктивности леса, замедления темпов роста, в нарушении средообразующей и средоохранной функций леса при его дигрессии, необратимых изменениях в биогеоценозах. Социальный ущерб выражается в снижении рекреационных качеств леса, в воздействии на условия жизни людей, в снижении качества городской среды при поражении болезнями зеленых насаждений.

4.Краткая история лесной фитопатологии.

В истории лесной фитопатологии можно выделить несколько периодов.

Первый период – натуралистический – продолжался от древности до середины 19 века. Жизнь человека в древние времена во многом зависела от урожая сельскохозяйственных культур. Известные натурфилософы, такие как Аристотель, Плиний в своих трудах обращали внимание на наиболее распространенные болезни и описывали такие болезни как ржавчина, головня, рак деревьев. Первые описания болезней лесных пород находим у Диоскорида, который указывал на гриб агарикон, растущий на стволах лиственницы. Теофраст описал под общим названием "эризибе" ржавчину и мучнистую росу зерновых, указав, что заболевание возникает при избытке влаги. Римляне считали, что болезни зерновых вызывает бог Рубигос, и для защиты от гнева божества, устраивали праздники – рубигалии.

Второй период – микологический, продолжался от середины и до конца 19 века. Начало научной фитопатологии неразрывно связано с применением микроскопа, возникновением учения о клетке, появлением работ Дарвина и применения метода чистых культур. В этот период происходит изучение биологии возбудителей болезней, установление циклов развития наиболее вредоносных болезней. Известный ученый, немецкий ботаник, миколог Генрих Антон де Бари (1831-1888) подробно изучил такие болезни с/х культур как головня, ржавчина, пероноспороз, фитофтороз. В России в этот период проблемами фитопатологии серьезно занимается Воронин Михаил Степанович (1838-1903), опубликовавший более 100 научных работ. Он впервые изучил биологию и цикл развития экзобазидиальных грибов, килы капусты.

Первую сводку о болезнях лесных пород опубликовал немецкий ботаник Шрегер в 1795 году, где описал такие болезни как гниль сеянцев, пузырчатая ржавчина сосны, красная гниль сосны и др. Но причиной болезней считали физические и химические факторы, а гниль древесины объясняли модной в то время теорией брожения. И только в 1866 году появилась работа Вилькомма "Микроскопические враги леса", где впервые было указано, что многие болезни лесных пород вызывают грибы, и были подробно описаны ржавчина хвои ели и рак лиственницы. Однако основоположником лесной фитопатологии считается ученик А. де Бари – Роберт Гартиг (1839-1901) – немецкий лесовод, ботаник, который во многих своих работах дал подробное и точное описание болезней лесных пород и изучил биологию главнейших возбудителей болезней. В 1874 году он издал учебник "Важнейшие болезни древесных пород", который считается классическим трудом, и был переведен на многие языки. Этот учебник на русском языке появился через 20 лет в 1894 году под названием "Болезни деревьев". В России в это время также изучают болезни древесных пород. В 1875 году в "Лесном журнале" печатается статья Собичевского В.Т. "Современное состояние растительной патологии лесных деревьев и значение растительных паразитов грибов при взвращении леса". В этот же период издается учебник "Лесохранение", автор Шафранов Н.С. Ученые исследуют насаждения и изучают болезни сосны (Конаржевский), осины (Куницкий), гнили древесины в строительстве (Сорокин М.В.). В 1897 г. в Петербурге выходит первое учебное пособие по лесной микологии "Краткий очерк микологии с указанием грибов, наиболее вредных в с/х и лесоводстве", автор Иван Парфеньевич Бородин (1847-1930).

Следующий этап в развитии лесной фитопатологии продолжался до 30-х годов 20 века и характеризовался более подробным изучением патогенов. Наибольший вклад в развитие лесной фитопатологии в этот период внес ученик Воронина М.С. ботаник, миколог и фитопатолог - Артур Артурович Ячевский (1863-1932), опубликовавший более 500 научных работ. Наиболее известные труды – "Определитель грибов" в 2-х томах, "Основы микологии", "Бактериозы растений", "Паразитные и сапрофитные грибы русских лесных пород". Под руководством Ячевского А.А. в 1897 году в Петербурге при Ботаническом саде впервые была создана фитопатологическая лаборатория, преобразованная в 1907 году в Бюро микологии и фитопатологии и позднее вошедшее в состав НИИ защиты растений.

Работу А.А. Ячевского продолжили его ученики Николай Александрович Наумов (1888-1959) и Степан Иванович Ванин (1890-1951). Наумов Н.А. принимал широкое участие в разработке методик исследования возбудителей болезней, им издано свыше 100 работ, из которых наиболее известны труд "Методы микологических и фитопатологических исследований", изучал сапротрофные грибы "Мукоровые грибы".

Ваниным С.И., впервые в 1920 году в Петроградском лесном институте - Лесотехническая академия им. Кирова, была основана кафедра лесной фитопатологии и древесиноведения. Им было опубликовано более 150 работ. Ряд работ посвящен биологии и физиологии дереворазрушающих грибов и методам лесопатологических исследований. Главные труды – "Паразитные и сапрофитные грибы древесных пород", "Методы фитопатологических исследований грибных болезней леса и древесины". Он является автором первого учебника для вузов "Курс лесной фитопатологии", выдержавший 5 изданий и учебника "Древесиноведение".

После создания кафедр лесной фитопатологии в вузах страны (с 30-х годов) и с появлением работ Ванина С.И. и Юницкого начался патолого-экологический этап в развитии лесной фитопатологии. Исследователи изучают не только возбудителей болезней, но и больное растение с учетом факторов внешней среды (типов леса), условий распространения инфекции и т.д. Из последователей Ванина С.И. значительный вклад в развитие лесной фитопатологии внесли Журавлев Иван Иванович, Анкудинов Алексей Михайлович, Соколов Дмитрий Васильевич, Вакин А.Т., Минкевич Игорь Иванович, Шевченко Сергей Васильевич, Яковлев В.Г. и др. Необходимо отметить Аполлинария Семеновича Бондарцева (1877-1965) , опубликовавшего 194 работы и описавшего 130 видов и форм грибов. А также Черемисинова Никифора Андриановича издавшего учебник "Общая патология растений" и "Определитель грибных болезней древесных пород и кустарников".

Начиная с 50-х годов 20 века возникает новое направление – физиолого-биохимическое, изучающее патологическую анатомию и физиологию больного дерева. Этими проблемами занимались Куприевич В.Ф., Сергей Федорович Негруцкий, Николай Иванович Федоров и другие. В настоящее время продолжаются исследования в этом направлении такими учеными как Юрий Вениаминович Синадский, Элла Сергеевна Соколова, Ирина Григорьевна Семенкова, Раиса Александровна Крангауз, Николай Михайлович Ведерников и другие.