Переходя к рассмотрению общих принципов борьбы, нужно иметь в виду, что каждое средство борьбы против поражения растения должно быть не только действительным, но, будучи предназначено для самого широкого пользования, допускать массовый характер применения, отличаться простотой и, что особенно важно, рентабельностью.
Найти средства, отвечающие всем представленным требованиям, крайне затруднительно, и поэтому изыскания мер борьбы принадлежат к числу наиболее трудных и мало разработанных вопросов, хотя за последнее время удалось достигнуть некоторых положительных результатов.
Меры борьбы против бактериозов растений должны основываться как на особенности растения, так и на биологических и морфологических свойствах бактерий-возбудителей, а также зависеть и от условий с.-х. производства. Медицина уже с достаточной убедительностью выяснила, что лучше препятствовать прониканию бактерий в организм, сделать его невосприимчивым против инфекции, чем допустить размножение бактерий внутри организма и тогда бороться с ними. В последнем случае борьба трудна и не всегда обещает успех. Поэтому все усилия современной медицины в борьбе с заразными заболеваниями направлены в первую очередь к предохранению от заболевания, т. е. к профилактике, и затем уже к лечению.
Основная цель профилактики должна заключаться в выращивании здорового, сильного организма, который только в этом случае будет способен успешно противостоять различным заболеваниям, т. е. будет обладать большей невосприимчивостью (иммунитетом).
Одним из могучих средств повысить невосприимчивость является метод активной иммунизации, основанный на введении в организм специфического антигена, под влиянием которого организм образует антитела. Последними и устраняется вредное значение самих бактерий или выделяемых ими токсинов. Современное учение об иммунитете является основой, на которой построены методы предупреждения и лечения заразных болезней животного организма; оно представляет настолько обширную главу медицинской микробиологии, что здесь не представляется возможным сколько-нибудь подробнее остановиться на ней.
Нельзя сказать, что меры борьбы против бактериозов растений принадлежат к вопросам хорошо разработанным. Все мероприятия в этом направлении должны исходить из того же общего положения трудности борьбы с бактериями внутри заболевшего организма. Помимо того, что у растений это особенно трудно, нужно еще иметь в виду массовый характер культур, где индивидуальный подход к каждому пораженному растению часто практически просто невозможен. Поэтому основные меры борьбы против бактериозов растений должны тем более носить преимущественно профилактический характер.
Базисом для изыскания рациональных профилактических мер должно служить знание биологических свойств паразита, путей его распространения и проникания в растение при данных условиях культуры. Основываясь на сведениях в этой области, здесь в общей части мы указали лишь главнейшие пути борьбы с бактериозами.
Многочисленные наблюдения показывают, что состояние растения, подобно тому как и у животного организма, в известных пределах влияет на восприимчивость к инфекции. Растения, выросшие при благоприятных условиях, не только отличаются нормальным видом, но обычно более устойчивы, чем растения угнетенные или слабые, развивавшиеся в несоответствующей обстановке. Поэтому, разрабатывая меры борьбы профилактического характера, следует озаботиться не только предохранением против инфекции, но одновременно стремиться к культивированию нормального, здорового, а следовательно и менее восприимчивого к заболеваниям растения.
Для достижения этих задач необходимо в первую очередь обратить внимание на правильный выбор культур. Последние должны отвечать требованиям полеводства и соответствовать почве и климату. Кроме того обработка почв, известкование, удобрение, плодосмен и все культуртехнические приемы должны производиться соответственно требованиям или задачам сельского хозяйства. Дальнейшим непременным условием является применение исключительно здорового посевного материала. Для этого следует пользоваться семенами, клубнями, корнями, луковицами, отводками, черенками только от непораженных растений и перед посевом или посадкой производить самый тщательный осмотр и строгую браковку. В тех случаях, когда происхождение посевного материала неизвестно, или он внушает подозрение в смысле его зараженности, необходимо применять дезинфекцию, если только природа семян, клубней и пр. допускает это. Особенно это необходимо там, где уже установлено несомненно, что распространение инфекции происходит с посевным мате, риалом, как напр. черная гниль Крестоцветных (Bact. campestre), увядание кукурузы (Bact. stezuarti), пятнистость табака (Bact. angulatum), пятнистость и гниль хлопчатника (Bact. malvacearum) или бактериальный «рак». Одним из наиболее употребительных средств для протравливания при бактериозах служит раствор сулемы (1:1000) или органические соединения ртути, существующие в большинстве случаев в виде различных патентованных препаратов. Такие препараты выпускаются в большом количестве за границей, но необходимо иметь в виду, что не все из них оправдывают свое назначение, и поэтому в выборе их требуется определенная осторожность. Неплохие результаты достигаются иногда и протравливанием раствором формалина, а в некоторых случаях полезно применять прогревание, как напр. против Bact. coronafaciens, Bact. campestre, Bact. phaseoli.
Необходимо еще иметь в виду возможность заноса различных поражений из других стран посредством ввозимого посадочного и посевного материала. Для предохранения от этого существенное значение может иметь государственный контроль над всем импортным и транзитным посевным материалом, введение сертификатов, фитопатологический контроль, карантин и пр. В тех случаях, когда импортный посевной материал предназначен для широкого распространения, его следует предварительно испытать в соответствующих контрольных учреждениях.
Для предохранения почвы от заражения следует также обращать внимание на навозное удобрение. Пораженные растения ни под каким видом нельзя скармливать скоту или выбрасывать в навозные хранилища и компостные кучи. Патогенные для растения бактерии во многих случаях способны даже после прохождения через желудочно-кишечный тракт животного сохранять жизнеспособность и вирулентность. Попадая затем вместе с таким удобрением в поле, они могут служить, как это неоднократно бывало, источником новых заражений.
Зараженность почвы имеет исключительно важное значение в тех случаях, когда поражение передается почвой через повреждение корневой системы, как напр., при сосудистых заболеваниях табака, томата, картофеля и пр. Здесь еще раз следует указать на часто наблюдаемое заражение через ранение и на необходимость защитить растение от всяких повреждений. Культуры, требующие пересадки, у коих поэтому повреждения корневой системы так возможны, нужно разводить на незараженных почвах; пересадку сеянцев следует приурочивать к влажным дням и производить ее своевременно, не задерживая, пока корневая система сеянцев не успела еще сильно развиться. С заражением полевых почв следует бороться там, где это возможно, путем длительного плодосмена.
В тех случаях, когда распространение поражения совершается насекомыми, необходимо принять меры к их истреблению.
Следует широко использовать выведение и применение устойчивых сортов. Растения восприимчивы к поражениям не в одинаковой степени, и различная устойчивость — сортовая и индивидуальная — хорошо известна. Она отмечалась неоднократно у груш и яблонь против ожога, у бобов — против пятнистости, у картофеля — против гнили, у гианцитов — против желтой болезни, у грецкого ореха — против ожога, у табака — против увядания и т. д. Такая устойчивость является естественной, и нужно думать, что путем гибридизации и селекции количество устойчивых сортов может быть еще увеличено. Необходимо обратить внимание на разработку методики испытания сортоустойчивости и в частности на серологический метод (Федотова).
Большого внимания заслуживает вопрос иммунизации растений — метод, так хорошо оправдавший себя в медицине против многих заразных болезней. В фитопатологии иммунизация пока еще не могла получить широкого применения, в виду того, что основы ее, в том числе и образование у растений антител, еще недостаточно изучены. Работы в этом направлении немногочисленны, и результаты их в сравнении с обширными сведениями об антителах в животном организме очень неполны и нередко противоречивы.
Флюгге не удалось найти у растения «антисептических тел, подобных алексинам животного организма», тогда как другие исследователи считают растение способным образовывать антитела. Кричевский установил в соке Cotyledon Scheideckeri присутствие агглютинирующих и преципитирующих веществ, количество которых, однако, после иммунизации Bact. typhi и Vibrio cholerae asiaticae не увеличивалось. Вагнер также придерживается мнения, что здоровое растение содержит:
1) агглютинины, действующие угнетающе на движение бактерий,
2) лизины, растворяющие бактерий и вызывающие набухание их клеточных оболочек,
3) вещества, задерживающие рост бактерий.
Интересны последние работы Бэрридж, указывающие на способность свежего сока картофеля агглютинировать и плазмолизировать некоторых бактерий. Действующее начало может быть осаждено 95° спиртом и, будучи растворенным, действует аналогично свежему соку. Агглютинация наступает у непатогенных для картофеля видов (Bact. coli, Bact. tumefadens, Bact. malvacearum, Bact. fluorescens, Bact. pyocyaneum и др.) и слабо проявляется у патогенных — Bact. solanisaprum и Bact. phytophthorum. Агглютинация может происходить только в определенном пределе кислотности, за которым она прекращается. Агглютинация отсутствует у патогенных для картофеля бактериях при pH 6.2 близком к нормальной кислотности сока картофеля, а у непатогенных при pH 5—5.6 или 6.8—7.8, т. е. выше или ниже этой границы. Опыты Костофа вызвать образование антител у растений путем введения антигена кончились неудачей. Но, применив метод прививок черенками, автор все же считает, что некоторые из исследованных им Пасленовых обычно содержат преципитины и протеолитически действующие вещества. Сардина не нашел ни агглютинов (склеивающих), ни преципитинов (осаждающих); также не могли установить наличие антител Арноди, Коринек и Каппеллетти. По мнению Карбоне приходится допустить местную гуморальную защиту растения, локализованную в пораженной части. В последних работах Карбоне и Александри, применяя метод Фремон, не удалось установить у бобов агглютинины и приципитины против Bact. proteus и Bact. prodigiosum. Риккер также не мог установить присутствие агглютинов или преципитинов ни в самой «раковой» опухоли томата, ни в тканях, окружающих последнюю, и не наблюдал успешного влияния предварительной прививки Bact. tumefaciens на развитие опухоли. По Магру, сок опухоли (1:1000) пеларгонии или сок непораженной части ветви над опухолью агглютинировал водную суспензию Bact. tumefaciens и не агглютинировал другие фитопатогенные бактерии. Наоборот, реакция преципитации наступала от сока опухоли Chrysanthemum frutescens не только у Bact. tumefaciens, но также у Bact. flaccumfaciens, Bact. mori, Bact. malvacearum и Bact. carotovorum. С другой стороны Броун отметила более медленное развитие возбудителя «рака» у растений Bact. tumefaciens, когда к питательным средам был прибавлен сок пятой генерации растения (Chrysanthemum frutescens), подвергнутого предварительной прививке, чем если прибавлялся сок нормального, непривитого растения. Было обнаружено и заметное ослабление развития опухоли, если прививке Bact. tumefaciens предшествовала прививка мертвой культуры Bact. tumefaciens. Опыты Арноди показали, что у растений (герань), болевших «раком», при вторичном их заражении Bact. tumefascens вблизи старой опухоли, новообразования не развиваются, и лишь в редких случаях появляются маленькие желвачки. Некоторую устойчивость сортов Chrysanthemum frutescens и роз удалось получить Броун, хотя она проявлялась довольно слабо и отличалась непродолжительностью. Пассалква установил при прививке убитых культур бактерий группы Bact. barkeri молодым веткам пеларгоний непостоянное приобретение растением некоторого иммунитета. Каляеву, применяя фильтрат культуры грибка Botrytis, удалось получить у фасоли повышенную резистентность к последующей инфекции этим грибком.
О пассивной иммунизации некоторые указания приводит Арноди. Если герани, имеющей «раковую» опухоль, предоставить впитать сыворотку кролика, иммунизированного Bact. tumefaciens, то наступает быстрое уменьшение опухоли; на побегах же, помещенных в упомянутую сыворотку после прививки им Bact. tumefaciens, новообразования совершенно не развиваются. Кроме того Нобекур достигал устойчивости бобов против поражения Bact. carotovorum, применяя до прививки предварительное введение им 0.5—1.0 куб. см фильтрата культуры.
Эти работы обращают на себя серьезное внимание, но их сравнительная малочисленность и отчасти противоречивость полученных результатов, а также отсутствие ясных, исчерпывающих доказательств о способности растения образовывать антитела являются причинами, почему искусственная иммунизация растений не могла быть разработана до сих пор и не нашла себе пока применения в фитопатологии. Тем не менее некоторые исследователи (Вагнер, Арноди, Карбоне, Каляев) считают все же возможной частичную иммунизацию, хотя бы на непродолжительное время.
К числу других мер борьбы следует причислить уничтожение пораженных растений или их частей, причем оно должно производиться радикально, лучше всего сжиганием. Этим достигается не только уничтожение очага инфекции, но, удаляя пораженную часть, нередко удается спасти само растение. Убедительным примером из практики, иллюстрирующим успешность такого способа, может служить обрезка побегов или ветвей груш, пораженных «ожогом» (Bact, amylovorum). Введение Уайтом этого средства борьбы в Северной Америке дало возможность в некоторых штатах буквально спасти плодоводство, в других же свести поражение до незначительных размеров. Другим примером, показавшим благотворное действие уничтожения пораженных органов, может служить выздоровление растения, пораженного опухолью после удаления последней.
Химические средства применяются против бактериозов до сего времени в довольно ограниченных размерах, но в некоторых случаях они дают удовлетворительные результаты. Так, Пирсу опрыскиванием бордоской жидкостью удалось понизить ожог грецкого ореха на 50%, а применение серно-известкового отвара позволило Скотту и Рореру совершенно устранить пятнистость персиков; вполне успешное действие оказало это средство против Bact. mori, поражающего тутовое дерево. В Италии также удавалось путем опрыскивания маслин после града хорошо предохранять их против «туберкулеза». Вполне пригодным средством для предохранения плодов томата против водянистой гнили оказалась бордоская жидкость (Бургвиц или бордоская жидкость с мылом (Вингард и Фромме).
Неплохие результаты давало в некоторых случаях и применение раствора формалина, как, например, на корневищах белокрыльника (Calla) против Bact. aroideae или против гнили молодых почек у пальм.
Остается еще упомянуть о бактериофаге — явлении растворения или лизиса живых бактерий, недавно открытом д’Эреллем. Работая с дизентерией, д’Эррель засевал бульон десятью каплями испражнений тяжело больного дизентерией. Такие посевы, пробывшие затем 12 часов при 37°, фильтровались через свечу Шамберлана, и полученный фильтрат в небольшом количестве прибавлялся к свежим бульонным посевам дизентерийной палочки. Подобные культуры развивались всегда нормально, пока однажды одна из них не осталась стерильной, что совпало с улучшением здоровья больного. При дальнейшем прибавлении в эту культуру новой взвеси дизентерийной палочки, она через 12 часов совершенно просветлилась. Таким образом испражнения, из которых был добыт фильтрат, содержали видимо нечто растворявшее дизентерийные палочки. При прибавлении растворенной культуры к свежим взвесям палочки Шига наступало растворение последних, причем активность прибавляемой жидкости не только не ослабевала, но, наоборот, усиливалась. В дальнейшем на высевах на косом агаре бульонных культур палочки Шига содержащих незначительное количество (около 0.00001 куб. см) растворенной культуры можно было обнаружить небольшие места, свободные от бактериального роста. Таким образом это литическое начало способно по д’Эреллю размножаться, допускать последовательные перевивки и повышать при этом вирулентность, т. е. обладает рядом особенностей, свойственных микроорганизмам. Этот феномен, открытие которого следует отнести к числу выдающихся в современной бактериологии, получил название «бактериофаг» или Bacteriophagum intestinale и служит в настоящее время предметом обширных и разносторонних исследований.
Основными свойствами бактериофага является его способность проходить через фильтры, разрушаться алкоголем, погибать при температуре выше 75°, а также чувствительность к кислотам (развитие процесса происходит наиболее благоприятно при pH 8.5). Что касается природы бактериофага, то она остается еще невыясненной. В отличие от взгляда д’Эрелля, считающего, как уже упоминалось, бактериофаг живым веществом — ультрамикробом внутри бактериальной клетки, существует еще и другое мнение, рассматривающее лизис как явление энзиматического порядка. Неразрешенным остается также и вопрос — имеем ли мы несколько бактериофагов или только один.
Противники живого вируса Бронфенбреннер, Аппельман и др. полагают, что существует не один бактериофаг, а несколько («множественность»), при этом свойства их зависят от бактерий, с помощью которых они получаются. Д’Эрелль, исходя из теории живого вируса, естественно считает, что «существует только один единственный вид бактериофага, обладающий свойствами приобретать вирулентность путем привыкания к различным, вероятно ко всем штаммам бактерий. Бактериофаг может приобретать вирулентность в отношении каждого данного вида бактерий; обратно, все бактерии со своей стороны могут приобрести способность сопротивления бактериофагу. Вирулентность одного и резистентность другого непостоянны и варьируют; эти два феномена являются основой патогенеза и патологии инфекционных болезней, описание которых есть не что иное, как изображение борьбы между бактериофагом и бактериями».
«Наблюдение и опыт показывают единогласно, что бактериофаг является непосредственной причиной антибактерийного иммунитета у восприимчивого животного. Во всех явлениях иммунитета, происходящих в восприимчивом организме, бактериофаг играет выдающуюся роль. Только благодаря его присутствию, животное, подвергшееся инфекции, может остаться здоровым, а в случае уже начавшейся болезни, выздоровеет». Такое значение бактериофага при инфекционных болезнях открывает определенные перспективы в профилактике этих болезней.
Впервые бактериофаг был обнаружен, как уже было указано, при тяжелой форме бациллярной дизентерии (Шига), затем он был найден при культивировании некоторых патогенных бактерий и, наконец, в почве (садовой, пахотной), в речной воде и в зараженных бактериями растительных тканях. Герретсен, Грине, Сак, Зенгек удалось найти бактериофаг в клубеньках Бобовых, Кунс и Котила — при гниении моркови и Израильскому — при бактериальном раке свеклы. Андерсен нашел бактериофаг в почве из под персиковых деревьев, пораженных бактериозом, который давал осветление культуры Bact. pruni в разведении 10-6, а в некоторых случаях и 10-10. Попытки же получить бактериофаг из старых пораженных персиковых листьев остались безуспешными. Мур установил в листьях табака, пораженных ожогом (wildfire), присутствие фактора, подавляющего рост возбудителя болезни (Bact. tabacum). При прибавлении этого фактора к культуре, клетки Bact. tabacum погибают, хотя полного лизиса их и не наступает. Фактор, вызывающий растворение (лизис) бактерий, может передаваться пассажами, становится более вирулентным и специфичен к Bact. tabacum. Что касается специфичности вообще, то, по мнению Кунс и Котила, один и тот же бактериофаг одинаково действует на Bact. tumefadensy Bact. carotovorum, Bact. atrosepticum, хотя в некоторых случаях его влияние бывает различно даже на отдельные расы одной и той же бактерии.
Бельтюкова выделила два бактериофага при бактериальных поражениях картофеля, один — при кольцевой гнили клубней, другой — при «черной ножке». При этом бактериофаг кольцевой гнили оказался строго специфичным, тогда как бактериофаг «черной ножки» лизировал не только соответствующую культуру бактерий, но и биохимически близкие штаммы. Оба бактериофага оказались, кроме того, неодинаково чувствительными к высушиванию.
В пеларгониях и свекле пораженных бактериальным раком, Честером установлено присутствие бактериофага в пораженной ткани, способность его диффундировать из опухоли в окружающую здоровую ткань, а также проникать в растение (свеклу) из почвы через здоровую ткань корня, причем в том и другом случае проникание ограничивается расстоянием в несколько сантиметров.
В последнее время бактериофаг был получен Массей также из почвы участков хлопчатника, пораженного Bact. malvacearum. Этот бактериофаг вызывал осветление бульонных культур R форм Bact. malvacearum, тогда как осветление культур S форм было непостоянно. Томас выделил бактериофаг из сильно пораженных зерен кукурузы, из корней и нижней части стеблей, погибших от Bact. stewarti или после временного несильного поражения кукурузы (Стюартовой болезнью).
По сравнению с значением бактериофага в инфекционных заболеваниях животного организма, его роль при бактериозах растений пока остается еще невыясненной. В этом отношении заслуживают внимания опыты Кунс и Котила, показавшие очень слабое развитие или вернее отсутствие такового у Bact. atrosepticum и Bact. carotovorum на ломтиках картофеля и моркови, предварительно смазанных бактериофагом. Мюнчи и Патель заражали молодые томаты смесью культуры Bact. tumefaciens и фильтрата, содержавшего бактериофаг; при этом в тех случаях, где взаимодействие Bact. tumefaciens и бактериофага длилось девять часов или дольше, заражения оставались безрезультатными. Однако, если растение предварительно подвергалось заражению бактериями при помощи укола, последующее введение бактериофага не оказывало действия.
Немногочисленные работы в этой области являются лишь началом, и дальнейшие исследования должны будут выяснить вопрос, насколько возможно практическое применение бактериофага и фитопатологии.