В последние годы в России происходит нарастание зараженности посевного материала основных сельхозкультур возбудителями грибных и бактериальных болезней растений. Причины этого явления — в изменении климатических условий, нарушениях технологии выращивания, уборки и хранения собранных семян, а также в недостатке своевременной и достоверной диагностики фитопатогенов в посевном материале и в поле. Во многих случаях посев зараженными семенами приводит к развитию болезней растений в поле, особенно если неправильно подобран протравитель.
Кроме объективных факторов — климатических и экономических, важную роль в нарастании проблемы бактериозов в РФ играет недостаток профессиональной подготовки специалистов по защите растений, особенно в области диагностики болезней и технологий защитных мероприятий. Многие «защитники» не способны провести объективный анализ количественного заражения и определить видовой состав бактериальных и вирусных фитопатогенов.
В газете «Защита растений» прошла серия публикаций, посвященных фитопатогенной бактерии Pseudomonas syringae — возбудителю базального бактериоза зерновых (см. №2—5 за 2012 г.). В этом обзоре обобщена информация по встречаемости бактериозов растений в РФ в последние годы и видовом составе бактериальных патогенов главных сельхозкультур.
Вред огромен
Вредоносносность бактерозов в РФ изучена только на некоторых культурах. Однако результаты даже этих исследований показывают, что ущерб от заболевания может быть очень существенным. По данным С.В. Панчука, опубликованным в книге «Современные тенденции в селекции и семеноводстве овощных культур. Традиции и перспективы», на рапсе ущерб от сосудистого бактериоза при невыраженных симптомах болезни и благоприятных условиях может превышать уровень потерь от фузариоза и серой гнили.
Климат усугубляет
Климатические изменения в РФ способствуют как распространению бактериозов, так и усилению их вредоносности. Особенно важную роль в этом процессе играет увеличение длины безморозного периода. Поражение бактериозами усиливается весной и осенью. Кроме того, происходит переход бактерий с озимых на яровые культуры и наоборот.
Увеличение частоты экстремальных погодных условий также помогает бактериям распространяться на большие расстояния и заражать поврежденные заморозками и засухами растения.
Существенный вклад в распространение бактериозов вносят насекомые-переносчики патогенов. Их степень зараженности в летних поколениях увеличивается в несколько раз, а частота заражения растений бактериями возрастает от 1—8%, типичных для перезимовавших вредителей, до 30% и более.
Бороться нечем
Меры борьбы с бактериозами включают комплекс агротехнических мероприятий, в т.ч. соблюдение севооборота, правильное внесение минеральных удобрений (с преобладанием калийных), обработку семян перед посевом, обработку растений во время вегетации пестицидами и комплексом микроэлементов, тщательное уничтожение растительных остатков, подбор устойчивых сортов.
В настоящее время химические вещества с эффективным бактерицидным действием практически исключены из Списка пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории РФ, из-за их высокой токсичности и дешевизны. Только тирам-содержащие препараты и ряд биологических средств защиты растений обладают достаточной эффективностью против возбудителей бактериозов. Они рекомендованы для обработки семян, рассады и молодых растений. На поздних стадиях развития агрокультур меры борьбы с бактериозами не эффективны.
Эпифитотия повторяется
По распространенности и вредоносности на первом месте находятся возбудители листовой пятнистости/базального бактериоза и бактериальной корневой гнили — Pseudomonas syringae pv. syringae/atrofaciens и P. marginalis соответственно. Первые два патогена объединены, потому что они не различаются по микробиологическим и генетическим признакам.
В естественных условиях возбудители бактериозов поражают пшеницу, рожь, ячмень и овес. В 2010—2012 гг. эти возбудители выделялись из семян зерновых с частотой от 0,5 до 10%, а в среднем 1—3% в зависимости от культуры. Это совпадает с данными, полученными американскими учеными во время эпифитотии базального бактериоза в 1968—1974 гг. в США и Канаде. Примерно в то же время усиление поражения базальным бактериозом и корневыми гнилями было описано и в СССР.
Степень поражения растений в зависимости от фазы развития, восприимчивости сорта и погодных условий изменяется от 3 до 20%. Каждый процент поражения флагового листа бактериальной листовой пятнистостью приводит к потере 0,5% урожая.
В областях Европейской части РФ распространенность базального бактериоза и бактериальной корневой гнили колеблется от 1% до 40%, и только у отдельных сортов пшеницы и ячменя могут быть поражены до 70% растений.
Симптомы обманчивы
Бактерии Pseudomonas syringae и P. marginalis заражают многие сельхозкультуры и дикорастущие растения. Но они не сохраняются в почве после полного разложения инфицированных растительных остатков. Кроме патогенных видов, в почве, на корнях, стеблях и листьях растений встречаются непатогенные псевдомонады, например P. fluorescens, часто обладающие антогонистичными по отношению к фитопатогенам, и стимулирующими растение свойствами. Утверждать, что почва и растения поражены фитопатогенными бактериями на основании одних лишь симптомов на растениях или внешнего вида бактерий на питательной среде нельзя. Не пригодны также и косвенные методы оценки зараженности зерна фитопатогенными бактериями по ухудшению физически свойств муки или по визуальной оценке доли ослизненных при проращивании семян. Такие симптомы вызывают сапрофитные бактерии.
Например, в мае 2012 г. во ВНИИФ были изучены образцы озимой пшеницы из Московской, Рязанской и Липецкой областей. Только 1/4 из них была достоверно поражена фитопатогенными бактериями, несмотря на наличие на всех растениях симптомов заболевания, сходного с бактериозом. Потенциальный экономический ущерб от такого заражения может быть определен только в полевых опытах с искусственным заражением растений.
Другие бактерии
Второй по вредоносности — черный бактериоз зерновых, вызываемый возбудителями Xanthomonas translucens, X. arboricola, X. hortorum. Это заболевание наиболее вредоносно в Центрально-Черноземном и Северокавказском регионах РФ. В условиях Воронежской, Липецкой, Тамбовской областей распространенность черного бактериоза на разных сортах яровой пшеницы колеблется от 1 до 50% при развитии от 0,1 до 40%. Потенциальный ущерб от заболевания в РФ не определен.
Распространный в Южном Федеральном округе вид Erwinia rhapontici вызывает порозовение зерна злаков, бобобых культур и масличного рапса, которое часто путают с фузариозным поражением. Очевидно, что при этом зерно будет выбраковано.
Примеры потерь
В норме потери от бактериозов зерновых составляют от 1 до 10% от совокупного ущерба, наносимого всеми возбудителями болезней растений. Есть примеры потерь до 40% урожая и более при развитии эпифитотии в экстремальных погодных условиях.
В последние годы присутствие Pseudomonas syringae на зерновых культурах было отмечено в ряде новых стран, например Иране и Испании. Но описанные в предыдущих публикациях «эпифитотии базального бактериоза в Аргентине и Сербии» нигде и никем больше не упоминаются.
Овощные и картофель
Черная бактериальная пятнистость томата и перца в РФ распространена повсеместно в открытом и защищенном грунте, и вызывается пятью видами бактерий рода Xanthomonas — euvesicatoria, gardneri, vesicatoria, arboricola, campestris pv. raphani. Частота встречаемости болезни на рассаде в открытом грунте доходит до 50%, могут быть сильно поражены также растения в теплицах.
Бактериальный рак томатов, вызываемый Clavibacter michiganensis ssp. michiganensis, наиболее опасен в условиях защищенного грунта, так же как возбудитель серцевинного некроза Pseudomonas corrugata. Эти возбудители передаются через семена при частоте заражения, доходящей до 1%. В закрытом грунте патогены сохраняются в течение многих лет, вызывая вспышки заболеваний почти в каждом обороте, часто при совместном заражении одних и тех же растений. При раннем заражении растений, они, как правило, гибнут до созревания плодов.
Растения картофеля в последнее время сильно поражаются целым комплексом бактериальных патогенов, в состав которого входят Clavibacter michiganensis ssp. sepedonicus (кольцевая гниль), Pectobacterium carotovorum, P. atrosepticum (черная ножка и мокрая гниль), Pseudomonas marginalis и другие бактерии. Ранее отмечалось, что незначительное поражение растений кольцевой и бурой гнилью ведет к усилению развития черной ножки, мокрой гнили, альтернариоза, белой и серой гнили.
В 2010—2011 гг. зараженность возбудителями бактериозов некоторых партий картофеля, использующихся для посадки, доходила до 40—60%, а каждая третья партия сертифицированного семенного картофеля несла скрытую инфекцию кольцевой гнили. При этом возбудитель кольцевой гнили может быть скоро объявлен карантинным организмом с ограниченным распространением в РФ. Хозяйства-производители семенного картофеля в этом случае могут столкнуться с массовыми санкциями по наложению карантина на зараженные поля и уничтожению зараженных семян даже при минимальных уровнях инфекции — до 1,5% зараженных клубней.
Новые патогены
В 2001—20011 гг. были определены новые виды и группы бактерий, вызывающие поражение картофеля и других пасленовых культур в РФ. В 2004 г. сотрудники ВНИИФ впервые в мире обнаружили новую картофельную расу (раса P) бактерии Clavibacter michiganensis ssp. michiganensis. По сравнению с типичным возбудителем кольцевой гнили картофеля — С. michiganensis ssp. sepedonicus, этот патоген обладает более высокой инфекционностью и агрессивностью при поражении растений в поле и, наоборот, латентной фазой в период хранения. Сейчас он встречается повсеместно в Европейской части РФ.
Специалисты ВНИИФ, Центра «Биоинженерия» РАН и Станции защиты растений РГАУ-МСХА в 2010 г. впервые в России обнаружили новых возбудителей черной ножки картофеля — Dickeya dianthicola и D. solani (Е. chrysanthemi). Они поражают широкий круг растений, в том числе сорных, и могут сохраняться в поле даже при соблюдении севооборота. С 2004 г. в странах ЕС этот патоген стал причиной 70% потерь урожая картофеля, связанных с симптомами черной ножки и мокрой гнили. Этот патоген также может быть скоро включен в список карантинных объектов РФ.
В 2011 г. карантинная бактерия Ralstonia solanacearum (бурая гниль) была обнаружена специалистами ФГУ «Центр карантина растений» в репродукции импортного семенного картофеля, завезенного в Московскую область, а также в продовольственном картофеле, импортированном из Египта и Китая.
Всего в течение последних 7 лет в России были обнаружены 4 новых возбудителя бактериозов картофеля, для которых пока нет рекомендованных мер борьбы и диагностики, как в поле, так и в посадочном материале. Результатом этого стала массовая гниль картофеля в период хранения, наблюдаемая в 2011—2012 гг. во всех регионах РФ.
Капуста и масличные
Наиболее вредоносным бактериальным заболеванием капустных овощных культур в РФ считается сосудистый бактериоз, вызываемый Xanthomonas campestris и X. arboricola. Патогены распространяются семенами и в течение последних лет вызывают эпифитотии во всех основных зонах выращивания капусты, приводя к потере от 10% до 100% товарной продукции.
Те же виды поражают масличный рапс, вызывая гибель растений озимых сортов во время перезимовки, и симптомы листовой пятнистости и ожога во время вегетации. Перезимовка бактерий на озимом рапсе приводит к раннему поражению соседних посадок яровых капустных культур. По этой причине, во многих регионах начало заболевания в поле сдвинулось с августа на июнь-июль, соответственно приводя к усилению распространения болезни и большим потерям урожая.
Развитие слизистого бактериоза, вызываемого Pectobacterium/Erwinia carotovorum, усиливается в несколько раз даже при начальной стадии поражения сосудитым бактерозом, особенно в хранилище. При передаче семенами, наличие даже 1 зараженного семени на 10 тысяч способно привести к развитию сосудистого бактериоза в поле.
Другие бактерозы капустых культур: листовая пятнистость цветной капусты, возбудитель — Pseudomonas syringae pv. maculicola и рак корней, вызываемый Agrobacterium tumefaciens, распространены значительно меньше.
Тыквенные культуры
Pseudomonas syringae pv. lachrymans вызывает угловатую пятнистость огурца, кабачка и тыкв. На листьях болезнь проявляется в виде угловатых маслянистых коричневых пятен. Затем больная ткань выкрошивается. Патоген паразитирует только на растениях семейства тыквенных. Потери урожая зависят от культивируемого сорта и условий выращивания. Во всех регионах РФ частота встречаемости составляет от 25 до 100% в зависимости от сорта и погоды.
Xanthomonas campestris pv. cucurbitae вызывает бактериальную листовую пятнистость тыквенных культур. Заболевание отмечено на территории РФ от Московской области до Краснодарского края, а также в соседних странах.
Оба патогена передаются семенами и резко снижают урожайность тыквенных культур, а также лежкость тыквы.
Бактериозы бобовых
Возбудители бактериального ожога, угловатой пятнистости сои и фасоли — Pseudomonas syringae pv. pisi, Pseudomonas syringae pv. glycinea, Pseudomonas syringae pv. phaseolicola. Кроме, того бобовые культуры поражаются возбудителем обыкновенной пятнистости фасоли — Xanthomonas phaseoli. Все патогены встречаются повсеместно в РФ, передаются семенами и при поражении 10—50% растений могут уменьшить урожайность на 5—40%.
Рак плодовых
Бактериальный рак косточковых плодовых деревьев, который в последние годы привел к массовой гибели восприимчивых деревьев вишни и сливы в Европейской части РФ, вызывается патогеном Pseudomonas syringae pv. morsprunorum.
Возбудитель корневого рака плодовых Agrobacterium tumefaciens резко снижает зимостойкость молодых деревьев. В южных областях родственные бактерии используются для стимулирования образования корневой системы у черенков плодовых культур, но, как правило, такие растения погибают в течение первых 3—4 лет.
Александр Игнатов, Центр «Биоинженерия» РАН, ВНИИФ, РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева
