Симптомы заболевания проявляются в период налива зерна. В завязях вместо зерновок развиваются темные склероции гриба, превышающие их в размерах.
Непораженные завязи также недоразвиваются, что приводит к значительному снижению зерновой продуктивности растений. Примесь склероциев в семенах и муке придает им ядовитые свойства. Мука из зерна с примесью спорыньи более 0,5% считается непригодной для выпечки хлеба или использования на корм скоту.
Распространено заболевание во многих районах страны, особенно в Латвии, Удмуртии, Костромской, Московской и Ленинградской областях. Поражает около 170 видов различных злаков, среди которых рожь, пшеница, ячмень, овес, просо, тимофеевка, лисохвост, ежа сборная, овсяница, мятлик, райграс и др.
Возбудитель — гриб Glaviceps purpurea относится к порядку пиреномицетов, классу аскомицетов. Зимует гриб в виде склероций на семенах и в почве. При температуре 10—14°С на перезимовавших склероциях образуются ножки (до 5 мм) с 5—30 фиолетовыми головками диаметром до 3—4 мм (головчатая строма). По периферии каждой из головок формируется от 200 до 400 плодовых тел — перитеций, в которых созревают сумки с сумкоспорами. Во время цветения ржи, например, созревшие сумкоспоры под силой осмотического давления выбрасываются из сумки и разносятся воздушными течениями. Попав на цветок злаков, сумкоспора прорастает и образует грибницу, которая заражает новые цветки через рыльце и завязь. На грибнице в зараженных растениях образуется конидиальное спороношение, состоящее из одноклеточных цилиндрических конидиеносцев (9—12X2—3 мкм) и одноклеточных эллипсоидальных конидий (4—6×2—3 мкм).
Одновременно с образованием конидиального спороношения гриб выделяет сладковатую липкую жидкость «медвяную росу», привлекающую насекомых, которые распространяют конидии на здоровые цветущие колосья. Кроме того, конидии передаются от растения к растению воздушными течениями и каплями дождя. Попавшие на цветки конидии прорастают, и от них формируется грибница, которая, разрастаясь, превращается в склероций. Затем цикл повторяется.
Наращивание репродуктивного потенциала, а также интенсивность заражения растений-хозяев зависят от ряда факторов, в частности от продолжительности цветения растений-хозяев и гидротермических условий в период цветения.
Чем продолжительнее период цветения, тем выше (при прочих равных условиях) интенсивность заражения растений. Особо восприимчива к спорынье озимая рожь, у которой, как у перекрестноопылителя, цветки остаются открытыми вдвое дольше, чем у пшеницы. Кроме того, у ржи рыльца раскрывшихся цветков восприимчивы к оплодотворению и заражению спорами спорыньи, тогда как у пшеницы ко времени раскрытия цветков оплодотворение бывает уже завершено, а потому заражение их затруднено. Колос ржи отцветает за 3—4 дня, однако на растения, растущие по краю поля с наветренной стороны, попадает очень небольшое количество пыльцы, вследствие, чего опыление задерживается, и колосья здесь дольше, чем в центре поля, бывают доступны для заражения спорами возбудителя. Поэтому на краю поля спорынья обычно интенсивнее заражает растения.
Восприимчивость к спорынье ржи, пшеницы и ячменя примерно одинакова. Разница в пораженности этих культур объясняется преимущественно различиями их биологических особенностей, особенно продолжительности от характера цветения (продолжительность восприимчивого периода должна составлять не менее 14 дней).
Что касается гидротермических условий, необходимых для наращивания репродуктивного потенциала, то относительная влажность воздуха за декаду цветения и две предшествующие декады должна быть не менее 70%, а температура воздуха в начале цветения — не более 15°С.
При заражении цветков в каждом колосе ржи формируется от 3 до 8 склероциев, в колосе тритикале они единичные, но более крупные и массивные, что повышает их выживаемость в природе. В очищенных семенах злаковых трав еще остается от 0,02 до 2,0% склероциев, что обеспечивает передачу возбудителя во времени.
Анализ данных свидетельствует, во-первых, о снижении урожайности ржи по мере увеличения глубины заделки семян; во-вторых, о росте агрессивности возбудителя при ослаблении растений ржи но мере углубления семян; в-третьих, о формировании даже в благоприятных для возбудителя условиях (глубина заделки семян 7,5—10 см) сравнительно небольшой, хотя и надежной по выживаемости, популяции потомков (склероциев).
Антон де Бари (1872) отмечал, что склероциям возбудителя свойствен период покоя. И если даже создать благоприятные условия для их прорастания, все равно этот период сократился бы мало. Склероции способны сохранять жизнеспособность в течение 2—4 лет (соответственно при температуре 20 и 3°С). При наличии 0,3% склероций спорыньи рыночная цена на зерно резко снижается.
Таким образом, спорынья злаков представляет собой паразитарную систему, возбудитель которой обладает всеми тремя эволюционными тактиками P, B и T. В отличие от возбудителей пыльной головни злаков, которые формируют сорус потомков для заражения новых растений-хозяев, у возбудителя спорыньи формируется немного исходных потомков (склероциев), которые дают начало сумчатому, а через него и конидиальному спороношению. Такой несколько громоздкий цикл развития в короткий период восприимчивости растений-хозяев объясняется необходимостью наращивать не столько количественный, сколько качественный потенциал популяции из-за уникальности экологической ниши — генеративных органов растения-хозяина (более того, женских).
Так же, как и у возбудителя пыльной головни, продолжительность восприимчивой фазы для возбудителя спорыньи очень короткая (максимум 2 недели из-за растянутости цветения растений-хозяев). И хотя возбудитель выделяет «медвяную росу» (делает дополнительные затраты) для привлечения насекомых, чтобы попасть быстрее в цветущие растения-хозяева и нарастить необходимый инфекционный потенциал потомков путем бесполого размножения, тем не менее случаи массового заражения растений-хозяев сравнительно редки. Препятствием к этому служит также требовательность возбудителя к гидротермическим условиям среды, поэтому не случайно заболевание более приурочено к умеренно увлажненным районам, чем засушливым.
В отличие от возбудителей пыльной головни, уничтожающих свою старую экологическую нишу, перед тем, как попасть во внешнюю среду для «поиска» новой, в которой они зимуют в состоянии анабиоза, возбудитель спорыньи, уничтожив свою экологическую нишу, в ней же остается зимовать без всякой защиты со стороны растения-хозяина. Поэтому естественный отбор стимулировал тактику В, которая реализована у него склероциями, обладающими достаточным запасом прочности для выживания в природе.
Уязвимость экологической ниши в пределах органов растений-хозяев компенсируется также значительным расширением круга растений-хозяев, которые позволяют возбудителю распространяться в фитоценозах, повышая надежность тактик Р и В.
Интегрированная защита растений от болезни должна предусматривать разрыв механизма передачи возбудителя во времени из года в год (семена, склероции на поверхности почвы) и в течение сезона воздушно-капельным путем.
Рекомендуемые меры борьбы предусматривают: соблюдение севооборота с возвратом злаков на прежнее место через 2—3 года, так как склероции в течение этого периода могут сохраняться в почве; очистку зерна от склероциев; уничтожение дикорастущих злаков — источников возбудителя инфекции; обкашивание полей и отдельную уборку краевых полос; запахивание склероциев, особенно по краям полей, на 15—20 см (на глубине 15 см они погибают через 30—32 недели, в то время как на глубине 1—3 см хорошо сохраняются). Высокоэффективным приемом является протравливание семян ТМТД или фундазолом, а также опрыскивание посевов тилтом.