CC BY
149
УДК 634.1.054:632
Савин Е.З.1, Немцева Н.В.2, Горбунова О.С.3, Сухова Е.А.1
1Оренбургский государственный университет 2Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН 3Оренбургский государственный педагогический университет E-mail: nemtsevanv@rambler.ru
ЭКОЛОГИЯ ЧЕРНОЙ СМОРОДИНЫ В ЗАВОЛЖСКО-УРАЛЬСКОМ РЕГИОНЕ
Изучен комплекс данных климатических, почвенных, растительных условий для произрастания и распространения черной смородины в пределах Оренбургского Предуралья. По предварительным данным была установлена причина гибели черной смородины в Оренбургской области. Описаны попытки, предпринятые по сохранению насаждений черной смородины.
Ключевые слова: черная смородина, увядание, почва, устойчивость к болезни, микроорганизмы, грибы, споры
Смородина черная (Ribes nigrum L.) одна из ведущих ягодных культур России, в том числе и в Оренбуржье [4]. В диком состоянии смородина представлена более 110 видами. В коллекционных насаждениях научных учреждений культивируется около 1000 сортов. Произрастает эта культура в основном в Северном полушарии - умеренная зона Европы, Азии, Северной Америки, Северной Африки [1, 3]. Смородина ценится ежегодной урожайностью до 40-45 ц/га, скороплодностью, товарное плодоношение наступает на 3-й 4-й год, отличается высокой зимостойкостью до - 40 ... - 46 оС. Эта культура имеет не только экологическое, но и социальное значение.
Использование плодов в рационе человека - обязательное условие для решения проблемы сбалансированного питания. Черная смородина является сырьем в кондитерской и консервной промышленности. Сухое вещество ягод составляет от 12,8 до 23,5 %. Сахара представлены в основном глюкозой, фруктозой и сахарозой. Смородина содержит значительное количество пектина, антоциана, дубильных веществ от 0,33 до 0,43 %. В ягодах находится значительное количество аскорбиновой кислоты (витамин С) до 400 мг на 100 г, а также витамины А, В1, P [1]. Высокая потенциальная продуктивность черной смородины до 200-250 ц/га, а также высокий уровень механизации создают экономически выгодные условия для её возделывания [6, 8].
В последнее десятилетие наблюдается массовое увядание растений этой культуры. Некоторые исследователи связывают это явление с вилтом. Эта болезнь охватила регионы от Вос-
точной Украины (Харьковская, Донецская области) [8], включая Ростовскую, Воронежскую области, Нижнее и Среднее Поволжье, СевероЗападный Казахстан. В более северных областях (Брянская, Орловская, Тамбовская, Республика Башкортостан) эта болезнь не отмечена. Некоторые исследователи относят данное заболевание к вилту [7].
Однако, ареал распространения культуры черной смородины, а также ее экологическим особенностям на территории Оренбургской области в последнее десятилетие уделено мало внимания. Это является побудительным мотивом проводимых исследований.
Материалы и методы исследования
В работе изучен комплекс данных климатических, почвенных, растительных условий для произрастания и распространения черной смородины в пределах Оренбургского Предуралья. Исследования проводились в течение 8 лет, начиная с 2007 года. При проведении экспедиционных обследований учитывали внешнее состояние растений - степень увядания, наличие желтизны, гибель растений. В качестве исходного материала использовались черенки саженцы 70-90 см. Опыты закладывались по «Программе и методике сортоизучения плодовых, ягодных, орехоплодных культур», Орел 1999 г.
Растения (корень, стебель), а также почва подвергались бактериологическому обследованию, для чего одинаковые навески органов (1 г) растирали в ступках с добавлением физиологического раствора (1 мл). Аликвоты исследуемого материала (по 0,1 мл) рассевали по
поверхности питательной среды в чашки Петри по-Дригальскому. Культивировали при 37 °С в течение 24—48 ч (или при 22 °С 72 ч). Общее микробное число (ОМЧ) рассчитывали по количеству выросших колоний. Для учета ге-теротрофов использовали мясопептонный питательный агар (МПА), рост олиготрофов учитывали на голодном агаре, мезотрофов - на питательной среде (МПА и голодный агар в соотношении 1:9). Контаминацию микроскопическими грибами учитывали на среде Сабуро. Полученные результаты пересчитывали на 1 г исследуемого материала.
Результаты исследования
В полевых исследованиях во время экспедиционных поездок за период 2010-2014 года выявлено, что на территории южной и средней части Оренбургской области в хозяйствах СПК «Саракташский плодопитомник», ФГУСХП им. С.А. Попова (с. Нижний Гумбет, Октябрьского района), в агрофирме «Краснохолмская», КХ «Сакмарское» (п. Сакмара), садово-дачные
Таблица 1. Гибель черной смородины
Год Прижилось, % Погибло, % Угнетено, %
1 2 1 2 1 2
2007 48,0 45,0 4,5 0,0 17,0 0,0
2008 45,0 70,0 5,5 0,0 19,7 0,0
2009 55,0 55,0 14,5 0,0 22,3 0,0
2010 55,8 30,0 44,7 0,0 1,1 0,0
2011 44,3 36,0 76,8 0,0 16,1 0,0
2012 40,9 40,9, 85,5 14,5 12,0 6,2
2013 29,0 52,0 94,4 0,0 9,4 23,8
2014 13,0 30,0 76,9 0,0 15,4 26,7
1 - г. Оренбург, сорт Селеченская
2 - г. Бузулук, сорт Вологда
участки г. Оренбурга, Уральска, Актобе было потеряно до 75-80 % насаждений черной смородины. В тоже время, сохранилась красная и белая смородина, не пострадала золотистая смородина.
По нашим наблюдениям в г. Оренбурге эта болезнь была обнаружена в 2007 г. на участке питомника. В июле-августе полностью погибших растений было в пределах 4-4,5 %, а ослабленных 15-17 % (таблица 1).
Болезнь прогрессировала в 2012-2014 годах, полная гибель от числа прижившихся составила 77-94 %, число ослабленных составило в пределах 15-20 % и только единичные растения остались не поврежденными.
В Бузулукском бору первые признаки болезни появились в 2012 году. В этих условиях ее развитие было замедленное. В более прохладное и влажное лето 2013-2014 году мы наблюдали только ослабление растений в виде отставания в росте и пожелтение листьев в пределах 24-27 %. Следовательно, болезнь черной смородины в последние три года продвигалась на север, но в этих условиях она менее агрессивна.
Мы попытались проанализировать погодные условия двух регионов - г. Оренбурга и г. Бузулука (таблица 2).
В районе г. Оренбурга средняя и максимальная температура воздуха за период апрель-сентябрь на 1-2 % выше, чем в г. Бузулуке. Осадки в Бузулукском бору на 40-60 мм. превышали г. Оренбурга. Относительная влажность воздуха в Бузулуском бору выше на 4-5 %, а число дней с относительной влажностью воздуха 30 % и ниже в Оренбурге превышало на 5-6 дней, а в отдельные годы разница достигала
Таблица 2. Метеоусловия с апреля по сентябрь
Год Температура Осадки Относительная влажность воздуха Число дней с относительной влаж. воздуха ниже 30% Средняя температура в июле, оС
средняя максимальная
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
2007 17,2 16,6 37 38 292 238 57,8 62,8 69 47 22,3 20,9
2008 17,2 16,5 37 36 247 241 55,0 61,8 86 46 23,7 22,0
2009 16,8 16,2 37 37 170 184 55,2 57,7 93 78 22,3 21,4
2010 19,7 18,9 39 40 59 111 43,4 48,0 131 118 26,3 26,4
2011 17,0 15,8 40 38 231 405 59,0 65,6 70 39 25,8 24,4
2012 20,3 18,9 40 37 167 207 52,8 57,4 101 83 25,0 23,0
2013 17,9 17,1 37 37 276 201 56,7 61,4 81 78 22,5 21,5
2014 17,6 16,0 41 40 84 143 50,6 54,7 105 103 19,9 19,3
1 - г. Оренбург, сорт Селеченская
2 - г. Бузулук, сорт Вологда
10-12 дней. Исходя из представленных нами данных, сдерживающее влияние на развитие болезни оказывали умеренные температуры, осадки и Бузулуский бор.
По результатам бактериологического анализа микробная обсемененность стеблей больных растений черной смородины в 20 раз превышала аналогичные показатели у здоровых растений. Что касается ризосферы исследованных растений, то уровень ее микробной обсеме-ненности во всех случаях был приблизительно одинаковым. Однако количество грибов, выделенных на среде Сабуро, преобладало в ризосфере больных растений по сравнению со здоровыми. Отмечена значительная обсемененность грибами не только ризосферы, но стеблей больных растений Ribes nigrum L. (рисунок 1). Среди микроскопических грибов выявлены акти-номицеты, аскомицеты (Fusarium spp., Verticil-lium spp.), дейтеромицеты (Alternarla spp.). Обращает на себя внимание факт выявления фи-топатогенных грибов альтернарии и вертицил-лума не только из ризосферы больных растений, но также и из стеблей.
Далее нами предпринята попытка в период размножения черной смородины обработать черенки антибиотиками: пенициллин, стрептомицин, фитоспорин с добавлением гуминовых
кислот и стимуляторов роста: циркон, эмист-рим (продукты метаболизма симбионтного Acremonium lichenicola (таблица 3).
В 2013 году стрептомицин, усиленный гу-миновыми кислотами и стимуляторами роста, по г. Оренбургу незначительно сдерживал развитие болезни - приживаемость увеличилась на 2-3 %, уменьшилась гибель на 10-15 % , в Бузулукском бору уменьшилось число угнетенных растений на 5-9 %.
В 2014 году результаты несколько иные. Осень 2013 года была влажная и затяжная. Черенки, обработанные препаратами, оказались в более активном состоянии. В результате приживаемость в контроле снизилась более чем в два раза. Особенно пострадали опытные растения. В Оренбурге приживаемость растений снизилась до 4-6 %, в Бузулуском бору до 9-18 %.
Необходимо отметить, что угнетенные растения 2013 года были высажены в питомник. В Оренбурге гибель была незначительна в пределах 10 %, угнетенных в пределах 32 %. В Бузу-лукском бору приживаемость снизилась незначительно, а гибель и угнетение не наблюдалось. Следовательно, антибиотики и фитоспорин незначительно сдерживают развитие болезни. Растения, сохранившиеся в инфекционных условиях, лучше противостоят болезни.
Рисунок 1. Сравнительный анализ микробной обсемененности смородины черной (I), красной и белой (II). Общее микробной число выражено в К0Ех106 на 1 г органа растения.
Таблица 3. Влияние антибиотиков, фитоспорина на сохранность саженцев смородины
Варианты опыта Прижилось,% Погибло, % Угнетено,%
1 2 1 2 1 2
контроль 29,0 52,0 94,4 0,0 0 23,8
стрептомицин 32,2 59,0 80,0 0,0 15,0 18,6
стрептомицин + идел 30,8 50,0 80,0 0,0 15,0 14,0
стрептомицин + идеал + циркон 31,7 62,0 78,9 0,0 17,0 17,7
контроль 13,0 30,0 70,0 0,0 23,3 28,0
фитоспорин 6,0 18,0 75,0 0,0 20,0 23,0
фитоспорин + 4,0 19,0 70,0 0,0 20,0 28,0
Фитоспорин + пенициллин. + эмистрим. Р 4,0 9,0 75,0 0,0 10,0 27,0
степень повреждения растений сохранившихся в 2013 г. 100 91,2 10,5 0,0 31,8 0,0
1 - г. Оренбург, сорт Селеченская
2 - г. Бузулук, сорт Вологда
Болезнь проявлялась в июле-августе, прежде всего в питомнике, проявляясь массовым увяданием и гибелью растений. Одной из наиболее вероятных причин увядания могут являться несовершенные грибы родов Verticillium и Fusarium. Сама болезнь названа вилт (от английского слова wilt - вянуть). Фузариозный вилт поражает около 350 видов растений, включая деревья, кустарники и травянистые многолетники [8]. Вертицилезный вилт представлен 2 видами: Verticillium albo-atrum и Verticillium dahliae. Первый был описан в 1879 г. исследователями Рейнке и Бертольдом. Второй вид выделен в 1913 г. исследователем Клебаном из больных растений георгины. Verticillium albo-atrum предпочитает пониженные температуры и имеет более северный ареал. Это типичный орга-низм-почвообитатель, который развивается на мертвых остатках растений. Размножение происходит с помощью разветвленной грибницы, на которой образуются конидиальное спороно-шение и микросклероции [9].
Минимальная температура для развития гриба 5-7 оС, оптимальная - 23-26 оС, максимальная - 31-32 оС. Микросклероции выдерживают температуру в почве от +30 до -30 . Он начинает развиваться при влажности почвы 20 %, оптимальная 60-70 % от полной полевой влагоемкости. Для него более благоприятны почвы с нейтральной или слабощелочной реакцией (pH около 7) [10]. Из почвы в растение вегетативная грибница проникает через корневую систему, разрушая компоненты оболочки в местах ранения корня.
Гриб развивается в сосудах, паренхимных клетках и серцевине. В пораженной серцевине
и за отмершей корой больных растений размножаются микросклероции. В почве они могут сохраняться до 10 лет.
Многие исследователи [11] рассматривают Вертицилиум как типичный сапрофит. Он проникает в растение, выделяет ядовитые соединения, гифами закупоривает сосудистую систему. Это сопровождается снижением осмотического давления и тургора клеток, усиливается транс-пирация, замедляется поступление воды и минеральных веществ в корни и надземные органы растения, отмирают паренхимные клетки древесины и, как следствие, увядание листьев и гибель растения.
Особое значение для развития фитопато-генных грибов имеет симбионтная микрофлора. В ряде случаев бактериальные или грибковые симбионты могут способствовать проникновению патогенов в растения. Особую роль здесь играют непосредственно не только симбионты, но и факторы среды [2]. В литературе отмечены относительно устойчивые виды смородины - золотистая, красная, белая смородина, северо-американская, западно-европейская, скандинавская, альпийская черная смородина и в основном сорта западно-европейской селекции - Титания, Оджебин, Тиссель, Тибан, Рубен, Орес и другие [12].
Вывод
Подводя итоги, можно констатировать, что за последнее десятилетие резко активизировалось грибковое заболевание, приводящее к гибели (увяданию) черной смородины. Сложившаяся ситуация в последующем может привести к сокращению ареала обитания данной куль-
туры, имеющей важное народохозяйственное значение. Причина активизации грибка к настоящему времени окончательно не установлена. Следуя предположению ряда исследователей, из наиболее вероятных причин можно указать мутационный процесс, а также усиление
фитопатогенности микробами - симбионтами. Учитывая, что это заболевание поражает, прежде всего, влаголюбивые растения черной смородины, ослабленные высокими температурами при ограниченном количестве осадков.
4.11.2014
Список литературы:
1. Бахтеев, Ф. Х. Важнейште плодовые растения / М. 1970. - 350 с.
2. Бухарин О.В., Лобакова Е.С., Немцева Н.В., С.В. Черкасов Ассоциа-тивный симбиоз, Екатеринбург: УрО РАН, 2007, 264 с.
3. Витковский, В. А. Плодовые растения мира / Санкт-Перебург - Мо-сква - Краснодар, Лань. 2003. - 596 с.
4. Дурынина Е.П., Великанов Л.Л. Почвенные фитопатогенные грибы. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1984. - 107 с
5. Дядченко, Д. Г. Товарное садоводство в России: состояние, условие и переспективы развития // Труды ВНИИС им. И. В. Мичурина. «Научные основы эффективного садоводства» - Мичуринск. 2006. 545 - 549 с.
6. Иванова, Е. А. Биологические особенности Ribes nigrum L. При ин-тродукции в условиях Оренбургского Приуралья. Автореф. дис... канд. биол. наук. - Оренбург. 2008. - 21 с.
7. Обоянский, А. Я. «Чума черной смородины»/А.Я. Обоянский// Все о ягодных культурах. - 2013.
8. Шагина, Т.В. Современное состояние культуры смородины чёрной в России / Сб. н. работ т. XXVIII, часть II «Садоводство и ягодоводство России» - Москва. 2011. - С. 318 - 328.
9. Исследовано в России [ Электронный ресурс] : науч. журн. / Моск. - Электрон. журнал .- Хозяйство : МФТИ, 1998. -режим доступа к журн. : www.hozvo.ru/news/garden/CHumasmorodinyi/ (дата обращения 20.07.14)
10. Исследовано в России [ Электронный ресурс] : науч. журн. / Моск. - Электрон. журнал .- Дар инноваций:- режим доступа к журн. : http://anig.kz/ru/bolesnklybnika3.php (дата обращения 20.07.14)
11. Исследовано в России [ Электронный ресурс] : науч. журн. / Моск. - Электрон. журнал .- Вырастим своё : МФТИ, 1996. - режим доступа к журн. : http://ogorodstvo.com/bolezni-rasteniy/72/verticilleznoe-uvyadanie-ili-verticilleznyj-vilt-xlopchatnika.html (дата обращения 10.07.14)
12. «Программа и методика сортоизучения плодовых, ягодных, оре-хоплодных культур» , Орел 1999 г
Сведения об авторах:
Савин Е.З., научный консультант ботанического сада Оренбургского государственного университета,
доктор сельскохозяйственных наук, профессор Немцева Н.В., заведующий лабораторией водной микробиологии Института клеточного и
внутриклеточного симбиоза УрО РАН, доктор медицинских наук, профессор Горбунова О.С., аспирант Оренбургского государственного педагогического университета Сухова Е.А., аспирант Оренбургского государственного университета e-mail: nemtsevanv@rambler.ru
