اثرات محیط بر تولید و پیشرفت بیماری های عفونی گیاهی

بیماریهای گیاهی در تمام نقاط جهان یعنی هرجا که گیاهی بروید وجود دارند. اما این بیماری ها در نقاط مرطوب و بارانی با دمای سرد، گرم استوایی بیشتر و شدید تر هستند. گیاهان در مناطق خشک، مورد حمله شدید بیماری های ناشی از قارچ ها، باکتری ها و نماتود ها قرار نمی گیرند. ولی معمولا به شدت مورد حمله قارچ های مولد سفیدک پودری، باکتری های سخت کشت مستقر در آوندچوبی، فیتوپلاسماها و باکتری های ساکن در آوند آبکشی و ویروس هایی که با برخی از ناقلان حشره ای انتقال می یابند، قرار می گیرند.

گرچه تمام بیمارگر ها، گیاهان چند ساله و، در شرایط گرم، بسیاری از گیاهان یکساله در طول سال در مزرعه وجود دارند، ولی تقریبا تمام بیماری های گیاهی جز در چند مورد بسیار گرم و خشک، حداکثر فعالیت را در مواقع گرم سال دارند. همچنین، این یک دانش عمومی است که ظهور و توسعه ی بیشتر بیماری ها در شب و روزهای گرم و مرطوب رخ می دهد و گیاهانی که کود های نیتروژنی زیادتری دریافت کرده اند، بیشتر مورد حمله عوامل بیماریزا قرار میگیرند تا آنهایی که کود کمتری دریافت کرده اند.

این مثال های عمومی نشان می دهند که شرایط محیطی موجود در هوا و خاک بعد از تماس بیمارگر با میزبان تاثیر بسیاری بر فرایند تولید بیماری دارند.

در حقیقت، شرایط محیطی مشخص خواهد کرد که ایا بیماری صورت خواهد گرفت یا خیر. عوامل محیطی که در شروع و توسعه بیماری های گیاهی عفونی اثر جدی دارند، دما و رطوبت در سطح گیاه اند. مواد غذایی خاک نیز نقش مهمی در برخی از بیماری ها دارند و ا درجه کمتری نور و PH  خاک. این عوامل از طریق اثری که بر روی رشد و حساسیت گیاه، تکثیر و فعالیت بیمارگر و یا برهمکنش میزبان و بیمارگر در رابطه با شدت نشانه های بیماری دارند، در تولید و توسعه بیماری موثرند. همانطوری که قبلا اشاره شد، برای اینکه یک بیماری ظاهر و به صورت بهینه توسعه یابد، مجموعه ی سه عامل بایستی وجود داشته باشد: گیاه حساس، بیمارگر عفونت زا و محیط مساعد. با وجود این، گرچه حساسیت گیاه و عفونت زایی بیمارگر در گیاه مورد نظر حداقل به مدت چند روز و در برخی مواقع هفته ها و ماه ها اساسا بدون تغییر می ماند، شرایط آب و هوایی ممکن است به طور کم و بیش ناگهانی و درجات مختلف تغییر کند.

چنین تغییراتی ممکن است سریعا روی توسعه ی بیماری در حال پیشرفت یا شروع بیماری های جدید تاثیرگذار باشد.البته، هر تغییری در عوامل محیطی ممکن است به نفع گیاه یا بیمارگر یا هردو بوده یا بر روی یکی از آنها موثرتر از دیگری باشد. در نتیجه، بروز بیماری نیز طبق تغییرات انجام شده تحت تاثیر قرار خواهد گرفت. بیماری های گیاهی در محدوده ی وسیعی از شرایط مختلف محیطی اتفاق می افتند.با وجود این میزان و فراوانی بیماری و هم چنین شدت بیماری بر روی هر گیاه تحت تاثیر فاصله ی شرایط محیطی از نقطه ی بهینه ایجاد بیماری است.

اثر دما:

هم گیاهان و هم بیمارگرها، برای رشد و فعالیت نیاز به یک حداقل دما دارند. در نقاط معتدله، دمای پایین در اواخر پاییز، زمستان و اوایل بهار، زیر دمای حداقل لازم برای غالب بیمارگرها است. بنابراین، در این گونه مواقع قاعدتا بیماری هنوز شروع نشده و اگر هم شروع شده باشد پیشرفت آن متوقف خواهد شد.

با شروع افزایش دما، بیمارگر فعال شده و اگر سایر شرایط مساعد باشد، می تواند موجب آلودگی گیاه شده و تولید بیماری کند.

به طور مثال، در بسیاری از شانکرهای گیاهان چندساله که توسط قارچ هایی مانند Nectria، ( Cytospora) Leucostoma،  ااومیست هایی مانند Phytophthora  یا باکتری هایی مانند Pseudomonas به وجود می آیند، آلودگی و توسعه ی بیماری عمدتا در اوایل بهار یا پاییز صورت می گیرد و دلیل آن دمای مساعد بالا جهت رشد این گونه قارچ ها و پایین بودن آن برای رشد بهینه گیاه در مواقع مزبور است. پیشرفت چنین بیماری هایی در طول زمستان که دما برای گیاه و بیمارگر پایین است،متوقف شده و در فصل تابستان نیز به علت شرایط بهینه رشد گیاه و دفاع آن، کاهش می یابد.

ترجیح بیمارگر ها نسبت به دمای بالا و پایین متفاوت است. برخی قارچ ها در دمای پایین رشد سریع تری از دیگران دارند و ممکن است بین نژاد های یک قارچ نیز اختلاف معنی داری باشد. دما در تولید اسپور در واحد سطح گیاه و هم چنین تعداد اسپورهای رها شده در زمان معین تاثیر دارد.

در نتیجه، بسیاری از بیماری ها در نواحی، فصول و سال هایی که هوا سردتر است، بهترین پیشرفت را دارند. در صورتی که برخی از آنها بهترین رشد را در دمای بالا دارند. بنابراین گونه های قارچ های Typhula و Fusarium  که مولد کپک در برخی غلات و چمن هستند، در فصول و نواحی سرد بهترین رشد را دارند. همچنین، قارچ مولد بادزدگی Phytophthora infestans در عرض های شمالی بیشترین خسارت را دارد و در نواحی نیمه استوایی فقط در زمستان می تواند مهم باشد.

بسیاری از بیماری ها مانند مومیایی درختان میوه هسته دار بر اثر Monilinia fructicola در دمای بالا پیشرفت دارند و لذا محدود به نواحی یا فصولی هستند که دارای چنین دمایی باشند.

تعدادی از بیماری ها از قبیل پژمردگی فوزاریومی، آنتراکنوزها با عامل Colletotrichom و پژمردگی های ناشی از

 Ralstonia solancearum  در گیاهان تیره بادنجان گرما دوست و محدود به نواحی گرم بوده و در نواحی نیمه استوایی و استوایی شدید هستند.

اثر دما بر روی پیشرفت بیماری بعد از آلودگی، بستگی به ترکیب خاص میزبان - بیمارگر دارد. سریع ترین پیشرفت بیماری به طور مثال کوتاه ترین زمان لازم برای تکمیل چرخه ی آلودگی، هنگامی صورت میگیرد که دمای بهینه برای بیمارگر یا بهینه برای رشد میزبان باشد. اگر دمای پایین تر یا بالاتر از دمای بهینه برای بیمارگر یا بهینه برای میزبان باشد، پیشرفت بیماری کندتر خواهد بود.

بنابراین، برای زنگ سیاه گندم بر اثر Puccinia graminis tritici، زمان لازم برای چرخه ی آلودگی( از موقع مایه زنی یوریدیوسپور تا تولید اوریدیوسپور جدید) 22 روز در دمای 5 درجه، 15 روز در دمای 10درجه و 5 تا 6 روز در دمای 23 درجه است. زمان های مشابهی نیز درخصوص سایر بیماری هایی که توسط قارچ ها، باکتری ها و نماتود ها ایجاد می شود، لازم است.

چون مدت زمان چرخه ی آلودگی تعیین کننده تعداد چرخه های آلودگی و به تبع آن تعداد آلودگی های جدید در یک فصل است، اثر دما در شیوع بیماری در هر فصلی بسیار مهم خواهد بود.

اگر دماهای کمینه، بهینه و بیشینه بیمارگر، میزبان و بیماری تقریبا یکسان باشد، اثر دما در پیشرفت بیماری، ظاهرا از طریق تحت تاثیر قرار دادن بیمارگر اعمال خواهد شد. بیمارگر آن قدر فعال خواهد شد که اگر میزبان در شرایط بهینه ی دمایی نیز باشد، حتی در بهینه ی رشد قادر به جلوگیری از آن نخواهد بود.

در بسیاری از بیماری ها، بهینه دما برای پیشرفت بیماری از دمای بهینه برای میزبان و بیمارگر متفاوت است. از این رو، در بیماری پوسیدگی سیاه ریشه ی توتون بر اثر Thielaviopsis basicola دامنه بهینه دما برای بیماری 17 تا 23 و برای رشد توتون 28 تا 29 درجه است.

پس نه بیمارگر و نه میزبان می توانند به خوبی در دماهای 17 تا 23 درجه رشد کنند، اما میزبان آنقدر ضعیف رشد می کند و آنچنان ضعیف تر از بیمارگر است که حتی بیمارگر ضعیف شده نیز می تواند موجب حداکثر پیشرفت بیماری گردد. در زمینه ی پوسیدگی ریشه ی گندم و ذرت بر اثر Gibberella zeae حداکثر پیشرفت بیماری در گندم در دمای بالای بهینه رشد بیمارگر و گندم اما در ذرت در دمای زیر بهینه برای بیمارگر و ذرت است. با در نظر گرفتن اینکه بهترین شرایط رشد برای گندم دمای پایین و برای ذرت دردمای پایین خواهد داشت که به علت ضعیف شدن بیشتر گیاه نسبت به بیمارگر در دمای نامناسب است.

تاثیر دما بر روی بیماری های ویروسی گیاهان کمتر قابل پیش بینی است. در آزمایش های مایه زنی ویروس در گلخانه، دما نه تنها در سهولت آلودگی گیاه به ویروس موثر است بلکه در تکثیر ویروس در گیاه و نوع نشانه ی تولید شده نیز تاثیر دارد. شدت بیماری ممکن است در ترکیب های مختلف ویروس-میزبان با دمای موجود در مراحل مختلف تولید بیماری متغییر باشد. در مزرعه، دما شاید همراه تابش آفتاب، عامل موثر در ظهور نشانه های فصلی در بسیاری از بیماری های ویروسی گیاهان باشد.

ویروس هایی که تولید نشانه های زردی یا پیچیدگی برگ می کنند درتابستان شدیدترند، در صورتی که آنهایی که موزاییک یا لکه حلقوی تولید میکنند، در بهار آشکارتر هستند. رشد های جدید در تابستان در گیاهان مبتلا به موزاییک یا لکه حلقوی، معمولا دارای نشانه های خفیف یا بدون نشانه هستند.

روشن است که دماهای بالا یا پایین بر روی موتور ژنتیکی سلول تاثیرگذار بوده و باعث بروز یا جلوگیری از بیان برخی از ژن ها می شوند که در مقاومت یا حساسیت به بیماری ها مهم اند. به عنوان مثال، سخت شدن براثر سرما، موجب مقاومت غلات و گراس ها به بیماری کپک برقی ناشی از Microdochium nivale  می گردد که بخشی ازآن مربوط به افزایش تولید سوکروزسینتتاز و در صورت آلودگی، تولید سریع تر پروتئین های مربوط به بیماریزایی است. درمعرض قرار دادن برگ های جو به دمای 50 درجه به مدت یک دقیقه، باعث مقاومت القایی برعلیه سفیدک پودری ناشی از Blumeria graminis f. sp. hordei می شود که به علت فعالیت اکسیداتیو در گیاه، تولید پروتئین های متصل به دیواره ی سلولی، و توقف رشد قارچ بعد از تولید چنگک است.