3. Вплив кліматичних чинників на розвиток і поширення шкідників і хвороб рослин.

За різкої зміни метеорологічної ситуації в чисельності популяцій можуть статися істотні зміни, оскільки на різних стадіях розвитку вони по-різному реагують на зовнішні умови. Критичними періодами для комах є стадії розмноження та метаморфозу.

Ступінь шкідливості видів комах із високою репродуктивною здатністю (наприклад, попелиць) залежить від погодних умов поточного року, для більшості видів комах - від минулорічної чисельності популяції і великою мірою визначається погодними умовами попереднього року. Спалахи розмноження комах частіше фіксуються в агробіоценозах, ніж у природних угрупованнях.

Дія погоди на динаміку популяцій шкідників як змінного чинника, що не залежить від їх щільності, може бути компенсувальною або підсилювальною відносно чинників, повʼязаних зі щільністю популяцій (внутрішньовидові зв'язки, поширення патогенів і паразитів комах, харчові ресурси). Якщо популяція знаходиться в депресії, погодні умови впливають більше, якщо вона чисельна – менше.

Кліматичні чинники діють не тільки на характер поведінки, фізіологічні процеси та чисельність шкідників, а й на біотичні зв'язки їх популяцій.

Життєві процеси шкідливих організмів найбільшою мірою залежать від температури. Вона регулює процеси метаболізму, впливає на інтенсивність життєдіяльності - швидкість розвитку, рух, засвоєння їжі, розмноження тощо.

Для більшості комах оптимальним є температурний діапазон +10...+40 °С, якщо температури поминає ці межі, спостерігається зниження активності комах або їх загибель. Деякі комахи витримують зниження температури до -10 °С (гусінь озимої совки) і навіть до -30 °С (гусінь лучного метелика).

Для комах, як і для рослин, характерна залежність тривалості окремих стадій розвитку від середньодобової температури: з її підвищенням розвиток прискорюється:

Середньодобова температура визначає плодючість комах, тобто їх здатність давати за рік кілька поколінь потомства.

Найліпші умови для перезимівлі комах створюються в помірно холодні зими зі стійким і високим сніговим покривом, невеликою амплітудою коливання температур.

Гризуни чутливі до охолодження, що може призводити до їх загибелі за глибокого промерзання ґрунту взимку, повернення весняних холодів.

Вологість середовища. Більшість комах краще розвивається за вологої погоди, однак для деяких, наприклад бурякового довгоносика, висока відносна вологість повітря згубна. У деяких видів комах за високої вологості ослаблюється розмноження внаслідок посилення розвитку патогенних організмів.

Дощова холодна погода восени спричинює масову загибель гризунів. Водночас літні спека і посуха теж несприятливо впливають на їх життєдіяльність.

Тривалість дня і ночі позначається на сезонних біологічних ритмах організмів. Особливо сильно фотоперіодизм впливає на міграцію, розмноження комах і безпосередньо на діапаузу. За температурою повітря і на основі фотоперіодизму можна визначати кількість поколінь комах за рік і прогнозувати їх активність.

Освітленість регулює активність організму протягом дня. Наприклад, у комах їй підпорядковується статева активність. Крім того, освітленість впливає на організми, активність яких пов'язана з температурою середовища (у темних комах - підвищення температури).

Сильні вітри негативно діють на комах, але слабкі можуть сприяти їх перенесенню (наприклад, сарани).

Інтенсивність поширення і розвитку хвороб культурних рослин визначається характером взаємовідносин збудника хвороби, рослини-хазяїна і зовнішнього середовища. Серед комплексу чинників останнього вирішальна роль належить клімату і погоді.

Кліматичні умови впливають у кількох напрямах, зокрема визначають:

1) особливості розвитку фітопатогенних грибів, їх життєздатність, плодючість, агресивність та здатність до зараження рослин;

2) стійкість рослин до зараження фітопатогенними грибами;

3) інтенсивність перебігу хвороби рослин і як наслідок - вплив хвороби на їх продуктивність.

Значення основних кліматичних чинників полягає не тільки в їх необхідності для проходження інфекції, а й у їх просторово-часовій мінливості та пов'язаним з цим зональним і сезонним розвитком хвороб.

Захворювання з коротким інкубаційним періодом і швидким перебігом значною мірою зумовлюються сприятливими погодними умовами, а на патогенів із тривалим інкубаційним періодом погода практично не впливає.

За біологічними особливостями і ступенем впливу на них погодних умов збудників хвороб поділяють на такі групи:

1. ґрунтові патогени, життєвий цикл яких відбувається переважно в ґрунті або на рослинних рештках (коренева гниль, кила капусти та ін.) - визначальний вплив на них чинять вологість і температура ґрунту, його аерація;

2. патогени, які зберігаються на поверхні або всередині насіння сажки зернових, фузаріози, фітофтороз картоплі та ін.); спричинюють хвороби, за яких паразити розвиваються всередині тканин рослини-хазяїна - на них основний вплив мають температура і вологість зовнішнього середовища в період проростання насіння і початку вегетації рослин, та хвороби, збудники яких проникають у тканини рослин протягом їх вегетації, - на них впливають метеорологічні чинники в період росту і розвитку рослин;

3) патогени, які ведуть тільки паразитичний спосіб життя (іржасті та борошнисторосяні гриби) - на них впливають погодні умови в період накопичення, збереження збудника хвороб і зараження рослин (температура і вологість повітря, тривалість рос, частота опадів);

4) патогени, що мають сапротрофну фазу, під час якої вони розвиваються на рослинних рештках (парша яблуні, кокомікоз кісточкових та ін.) - крім поточних умов погоди на них впливають метеологічні чинники під час зимівлі (висота снігового покриву, глибина промерзання ґрунту).

На кожному етапі розвитку хвороби рослини - збереження збудника інфекції, його поширення, зараження і перебіг захворювання - провідними є різні кліматичні чинники, серед яких найважливші температура і вологість навколишнього середовища, опади і роса, менш важливий - світло.

Визначальний вплив на появу, поширення і розвиток хвороб рослин мають температура і вологість середовища, які діють сукупно. Зміна значення одного з чинників зумовлює зміну реакції патогену на значення іншого. Решта чинників (елементів) середовища є другорядними, переважно коригують дію основних і виступають на перший план лише в певні періоди життєдіяльності патогенів.

Температура середовища. Вплив цього чинника позначається на патогенах ще до зараження ними рослин і зумовлює життєзда­тність збудників хвороб до початку вегетаційного періоду. Найменш стійкими до температури середовища в цей час є так звані пропагативні спори. З одного боку, спори здатні проростати в пев­ному інтервалі температур, наприклад конідії збудника борошнистої роси - від 0 до 35 °С, тому вони не зберігаються за таких температур. З іншого боку, спори здебільшого витримують лише короткочасне охолодження, що майже позбавляє їх можливості перезимовувати в природних умовах помірних широт. Стійкішими до тривалих мінусових температур є ґрунтові гриби, які перезимовують на рослинних рештках або в ґрунті, але вони чутливі до різких коливань температури.

Подальший розвиток хвороб теж регулюється температурою середовища, вплив якої виявляється ще до зараження грибами рослин - у період формування спор. Наприклад, найактивніше проро­стають конідії фітофтори картоплі, які формуються за температури 10-15 °С.

Швидкість проростання спор залежить також від температури: найвища вона за оптимального значення останньої і зменшується в міру відхилення її від оптимуму

Температура середовища впливає також на сприйнятливість рослин до хвороби. Підвищена вона в ослаблених рослин внаслідок невідповідності температури середовища вимогам культури та її сорту. Наприклад, насіння теплолюбних рослин і проростки уражуються сильніше за низької температури ґрунту, менш сприятливої для рослин, ніж для патогенів. Менш теплолюбні, навпаки, чутливіші до ґрунтових патогенів за вищої температури.

Значне зниження температури, її різкі коливання погіршують стан рослин та підвищують їх сприйнятливість до хвороб. Особливо чутливими є рослини на початкових етапах розвитку патологічного процесу.

У період розвитку грибів у рослині температура має вирішальне значення, особливо тих, які розвиваються протягом кількох діб (іржа хлібних злаків, борошниста роса, мілдью винограду, фітофтороз картоплі, парша яблуні, різні плямистості та ін.).

Тривалість інкубаційного періоду розвитку патогену з підвищенням температури від мінімальної до оптимальної зменшується, аналогічно як і для комах та рослин:

Тривалість інкубаційного періоду визначається не тільки середнім рівнем температури, а й амплітудою її коливань, що враховують номограмах.

Від температури залежить швидкість розмноження вірусів у рослинах та їхніх переносників. У теплі сухі роки чисельність як вірусоносіїв, так і вірусних хвороб зростає. За помірних зим підвищується ймовірність виживання вірусів в організмах переносників і в ди­ких рослинах - резерваторах.

Волога. Вплив вологості середовища на виникнення і розвиток хвороб виявляється на всіх етапах патологічного процесу, але вирішальне значення має протягом короткого періоду від початку проростання спор до проникнення патогену в рослину. Спори багатьох грибів проростають лише за наявності крапельної вологи (фітофтора картоплі, мілдью винограду, стеблова іржа пшениці, парша яблуні та ін.) за 100%-ї відносної вологості повітря (бура і жовта іржа). Для проростання спор ґрунтових грибів сприятливі умови складаються за неповного насичення ґрунту вологою, але деякі патогени (збудники парші картоплі, кили капусти, снігової плісняви озимих, кореневої гнилі хлібних злаків та ін.) краще розвиваються за підвищеної вологості ґрунту.

Проростання спор деяких грибів (борошнисторосяних) майже не обмежується вологістю середовища, хоча детальним вивченням (П.В. Вольвач) підтверджено, що найінтенсивніше зараження рослин відбувається в нічні години за високої вологості повітря і випа­дання роси.

Важливе значення для зараження рослин має роса, хоча вона і зберігається на рослинах не більш як 5 - 8 год. Сприятливі умови для конденсації вологи складаються в понижених місцях рельєфу і на полях, захищених лісовими смугами, а також у густих, добре розвинених, забур'янених посівах, що посилює зараження рослин хворобами.

Після проникнення збудника хвороб у тканини рослин патогенний процес мало залежить від вологості середовища за невеликими винятками (фузаріозне в'янення). Значення вологи знову зростає при завершенні інкубаційного періоду й на початку утворення спор, яке у більшості грибів відбувається лише за високої вологості середовища. Рівень зволоження визначає і подальшу життєздатність спор.

Вологість середовища впливає і на сприйнятливість рослин до інфекції. Невідповідність вологості вимогам рослин знижує їх стійкість до хвороб, особливо в період появи сходів і висаджування розсади. Деякі гриби сильніше уражують не ослаблені, а добре розвинені рослини (іржа, борошниста роса).

Волога тепла погода сприяє розвитку більшості хвороб рослин. Деякі хвороби (снігова пліснява, коренева гниль) добре розвиваються у прохолодну погоду і за високої вологості ґрунту.

Світло. Проростання спор більшості грибів і проникнення збудника в тканини рослин практично не залежать від рівня освітлення. Сильне освітлення дещо затримує проростання спор деяких видів грибів (лінійна і бура іржа), інших (тверда сажка, борошниста роса пшениці) - стимулює.

Період зараження рослин складається з двох фаз, які різняться за реакцією на світло: перша - проростання спор - здебільшого не залежить від наявності та інтенсивності світла, друга - після проростання спор - краще відбувається за підвищеного освітлення.

Світло поліпшує умови розвитку хвороб за рахунок збільшення утворення продуктів фотосинтезу, які є джерелом живлення грибів.

Плодючість грибів та життєздатність спор зростають за умов інтенсивного освітлення, але деякі хвороби (гнилі) активніше розвиваються за недостатнього освітлення. В подальшому пряма сонячна радіація знижує життєздатність спор багатьох грибів. Більшість патогенів краще розвивається за звичайної тривалості освітлення і гірше - за безперервного освітлення.

Вітер. Вплив цього чинника виявляється переважно у поширенні хвороб шляхом перенесення спор залежно від швидкості і напрям ку вітру та інтенсивності турбулентного перемішування повітря. Чим далі знаходяться посіви від джерела інфекції, тим менші кількість уражених рослин та інтенсивність розвитку хвороби.