Фитосанитарная обстановка на посевах пшеницы в последние годы существенно изменилась, о чем свидетельствуют результаты многолетнего мониторинга болезней
Фитосанитарная обстановка на посевах пшеницы в последние годы существенно изменилась, о чем свидетельствуют результаты многолетнего мониторинга болезней. Значительно участилось поражение наиболее вредоносными заболеваниями (бурой ржавчиной, мучнистой росой, вирусными заболеваниями злаков), иногда достигающее уровня эпифитотий. Возросла вирулентность ранее слабопатогенных возбудителей, например пятнистостей листьев пшеницы, вызываемых многими несовершенными грибами из родов Septoria, Helminthosporium и др. Прогрессирует поражение пшеницы фузариозом. В результате наблюдается повышение уровня биотического стресса в агроценозе пшеницы, чему способствуют как климатические изменения в природе, так и антропогенное воздействие на биоценозы.
В связи с этим возникает необходимость в проведении контроля за распространением наиболее вредоносных заболеваний пшеницы, который позволит учитывать повышение их агрессивности, вирулентности и ареала распространения для создания адаптивной системы защиты агроценозов.
Появление и развитие инфекционных болезней объясняется несколькими причинами: экономическими трудностями в большинстве хозяйств, не позволяющими в полной мере проводить химические меры защиты – обработку полей фунгицидами в период вегетации растений; внедрением севооборотов с короткой ротацией, приемов нулевой или минимальной обработки почвы; возделыванием восприимчивых, генетически однородных сортов, а также погодными условиями последних лет (повышенная атмосферная влажность, оптимальный температурный режим, осадки и др.).
Влияние погодных условий на степень поражения пшеницы болезнями наглядно демонстрируется на примере бурой ржавчины. Анализ многолетних данных лаборатории иммунитета показывает, что частота возникновения эпифитотий в нашей зоне в последнее время заметно возрастает. Если в 80-х годах п.в. эпифитотии наблюдались в 3-4-х годах из десяти, то в 90-х – в 5-7 годах из десяти. С 2000 по 2012 годы эпифитотии бурой ржавчины были зафиксированы 7 раз. При этом потери урожая могли составлять 40%.
Заболевания, менее требовательные к погодным условиям, такие как мучнистая роса, септориоз, пиренофороз, практически ежегодно проявляют относительную стабильность. Развитие их, как правило, колеблется от средней до сильной степени, достигая 50%.
Помимо заболеваний зерновых культур грибной этиологии большой ущерб злакам наносят вирусные и микоплазменные болезни. Наиболее распространенным и вредоносным вирусным заболеванием пшеницы в Нижнем Поволжье является мозаика озимой пшеницы. На листьях пораженных растений появляются светло-зеленые или желтоватые полосы, расположенные вдоль жилок. Больные растения отстают в росте, превращаясь в карлики, а чрезмерное кущение приводит к образованию розеток. Розетковидные растения, как правило, не образуют продуктивных стеблей и засыхают. У больных растений часто задерживается выколашивание, колосья деформированы, со стерильными цветками, а иногда с израстанием завязи. Распространение вирусов осуществляется насекомыми, в основном цикадками полосатой (Psammotettix striatus L.) и шеститочечной (Macrosfeles laevis L.) Оба вида зимуют в стадии яйца на посевах озимой пшеницы. Личинки отрождаются в мае и питаются на стеблях и листьях в нижней части травостоя. Они получают вирус от самок через яйца трансовариально (с яйцами насекомых) или от растений, пораженных ВМОП с осени. Трансовариальная передача вируса мозаики озимой пшеницы цикадкой Psammotettix striatus составляет около 76% .
Степень развития и распространения наиболее вредоносных грибных заболеваний злаковых культур, таких как бурая ржавчина, мучнистая роса, септориоз, желтая пятнистость листьев (пиренофороз), зависит, главным образом, от благоприятных условий перезимовки инфекции.
Возбудитель бурой ржавчины зимует в виде мицелия в листьях молодых растений озимой пшеницы, зараженных осенью. Весной заболевание продолжает развиваться на озимой пшенице в виде урединиопустул с урединиоспорами. Поэтому озимая пшеница является основным источником инфекции бурой ржавчины весной. Урединиоспоры, давая до 6 поколений за вегетационный период, быстро распространяются на другие злаковые культуры, в основном поражая яровую пшеницу.
Возбудитель мучнистой росы остается жизнеспособным от уборки урожая до появления молодых растений злаков в виде плодовых тел на остатках соломы и пожнивных остатках. Зимует гриб в виде мицелия и конидий на всходах озимой пшеницы и клейстотециями на растительных остатках. Весной и летом возбудитель развивается в конидиальной стадии вначале на озимой пшенице, а затем переходит на яровую. С середины вегетационного периода при благоприятных условиях (повышенная влажность, оптимальная температура воздуха) гриб формирует сумчатую стадию. С августа по октябрь происходит созревание аскоспор, которые разносятся воздушными течениями и становятся источником инфекции заражения молодые растений озимой пшеницы и падалицы. Нарастает заболевание очень быстро, поражая близко расположенные посевы других злаковых культур.
Источниками инфекции септориоза, пиренофороза и других пятнистостей листьев являются пораженные растения, семена, дикорастущие злаки, пожнивные остатки.
Симптомы болезни проявляются через 5-7 суток после заражения и сильно варьируют в зависимости от фазы развития растений и сорта. Возбудитель болезни способен образовывать сильные токсины, вызывающие хлоротичность листьев, схожие с недостатком или избытком азотных удобрений. Таким образом, в течение вегетационного периода заболевание распространяется при помощи конидий, нередко достигая размеров эпифитотий.
Возрастание частоты встречаемости пятнистостей находится в прямой зависимости не только от благоприятно складывающихся погодных условий, но и от перехода на щадящую систему обработки почвы, при которой на ее поверхности остается большое количество растительных остатков – среды для зимующих псевдотециев гриба.
Учеты развития и распространенности болезней проводятся, как правило, один раз в две недели от схода снега до фазы восковой спелости по общепринятым методикам. Каждое поле проходят по диагонали и в 10-15 местах учитывают степень поражения 10-15 растений.
Мониторинг фитопатогенного комплекса, особенно наиболее вредоносных заболеваний в зоне Поволжья, начиная с 2001 года, показал, что в 2006-2008, в 2011 и в 2012 гг. поражение посевов пшеницы бурой ржавчиной возросло в среднем на 20%, по сравнению с 2001-2005 гг. (Рис. 1).
2009-2010 годы были неблагоприятными для развития ржавчины, заболевание находилось в депрессии, что является нормальным явлением для ржавчинного гриба, очень требовательного к условиям развития. Однако, неблагоприятные условия – это еще не панацея в борьбе с данным заболеванием. Ржавчинные грибы очень пластичны. Этим объясняется появление вирулентных патотипов в популяции в ответ на внедрение в производство сорта с комплементарным геном устойчивости, а также выживание отдельных патотипов в экстремальных условиях температуры и влажности воздуха. Еще в 1964 году Э.Э. Гешеле писал «… нет ничего удивительного, что в пределах установленной расы имеются биотипы паразита, неодинаково реагирующие на метеорологические факторы. Так, в пределах расы 20 Puccinia striiformis встречались наряду с холодолюбивыми биотипами и более теплолюбивые».
В наших исследованиях популяции бурой ржавчины ген Lr23 реагирует на повышенные температуры, при которых вирулентность его возрастает. Вегетационный период 2010 года характеризовался рекордно высокими температурами и отсутствием осадков. Однако в июле-августе весенние просевы озимой пшеницы были поражены бурой ржавчиной до 100%.
Возбудитель мучнистой росы гриб Erysiphe graminis DC. менее прихотлив и требователен к условиям развития. Поэтому поражение пшеницы мучнистой росой наблюдается практически ежегодно и остается на одном уровне, не зависимо от складывающихся погодных условий (от 38% в 2001-2008 до 44% в 2009-2010 гг.). В 2011 году поражение мучнистой росой возросло до 80%. Такие вспышки заболевания наблюдались и ранее. В 2012 году развитие мучнистой росы на пшенице составляло 40-45%.
В последние годы в Поволжье на посевах пшеницы получили массовое распространение заболевания пятнистостей листьев, в частности желтая пятнистость (Pyrenophora tritici-repentis) и септориозная (Septoria nodorum). Пораженность пшеницы пятнистостями возрастает от 38% в 2001-2008 гг. до 45 % в 2009-2010 гг. В 2011-2012 гг. развитие данного заболевания составило около 50%.
Значительно возрастает степень поражения злаковых культур вирусными заболеваниями, которые характеризуются исключительной вредоносностью, особенно в годы эпифитотий.
Степень поражения пшеницы вирусными заболеваниями в период с 2001 по 2008 годы не превышала 5%. В 2009-2010 гг. обследуемые посевы озимой и яровой пшеницы были поражены вирусными болезнями до 30 % и выше. В 2011 году пораженность озимой пшеницы вирусом мозаики озимой пшеницы (ВМОП) в среднем составила 25 %, а яровой пшеницы – 15%. Исследуя динамику численности полосатой цикадки – основного переносчика ВМОП, можно предположить, что значительное уменьшение численности переносчика в 2011 году в сравнении с 2010 годом, привело к снижению пораженности и яровой, и озимой пшеницы вирусными болезнями в 2011 году. В 2012 году наблюдалось сильное поражение злаков мозаикой озимой пшеницы, достигающее 50%.
Результаты проведенного фитосанитарного мониторинга указывают на разнообразие и усиление воздействия биотических стрессоров на окружающую среду и, в частности, на производство зерна в Нижнем Поволжье. Поэтому адаптивно-интегрированная система защиты агроценозов от вредных видов флоры и фауны должна включать различные подходы с применением агротехнических, химических, биологических и других методов, среди которых селекция на иммунитет является наиболее актуальным направлением.
Основываясь на многолетних результатах работы лаборатории иммунитета в области селекции на устойчивость пшеницы к патогенам, можно выделить основные, наиболее перспективные направления на продолжительную устойчивость:
- осуществление постоянного контроля за составом и степенью вирулентности популяции патогенов;
- регламентирование использования доноров с идентичными генами устойчивости по регионам;
- проведение постоянного поиска новых источников устойчивости, как среди коллекционных образцов различного происхождения, так и среди диких форм пшеницы и ее сородичей;
- включение в селекционный процесс высокоэффективных генов расоспецифической устойчивости в сочетании с неспецифической защитой против патогенов;
- непрерывность процесса селекции на устойчивость с использованием ускоряющих его современных методов биотехнологии, опережающего «селекцию» патогенов.
Т.С. Маркелова, Е.А. Нарышкина, Э.А. Баукенова, О.В. Иванова, М.Ф. Салмова,
Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Юго-Востока, Саратов.