CC BY
166
АСТРАХАНСКИЙ ВЕСТНИК ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ
№ 2 (24) 2013. с. 137-141. Научные сообщения ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ФИТОФТОРЫ ЗАКРЫТОГО ГРУНТА В МИРОВОЙ
ПРАКТИКЕ И РОССИИ В.И. Закутнова Доктор биологических наук, профессор Астраханский государственный университет Н.В. Пилипенко
Ассистент кафедры ботаники, почвоведения и биологии экосистем Астраханский государственный университет Е.Б. Закутнова МБОУ города Астрахани «Средняя общеобразовательная школа №58»
теплица, парник, защищенный грунт, фитофтора, фузариоз, вертициллез, макроспориоз.
Представленный материал является первой попыткой изучения истории фитофторы закрытого грунта в мировой практике и России, исследования направления с целью изучения фузариозов в закрытом грунте Астраханской области, что будет способствовать развитию современного научного овощеводства.
HISTORY OF PHYTOPHTHORA EXAMINE CLOSED GROUND IN WORLD
PRACTICE AND RUSSIA V.I. Zakutnova Astrakhan State University N.V. Pilipenko Astrakhan State University E.B. Zakutnova MBOW of Astrakhan "secondary school No. 58”
greenhouse, protected ground, late blight, Fusarium wilt disease, verticillez, makrosporioz.
the presented material is the first attempt to study the history of Phytophthora closed ground in world practice, research direction and Russia in order to study fuzarioz in protected ground of Astrakhan region t will contribute to the development of the modern scientific horticulture.
В историческом аспекте можно проследить создание сооружений, защищенного грунта в России. Ранние инженерно-конструкторские технологии разрабатывали различные сооружения для выращивания культурных растений, утепляли грунт для создания микроклимата в агробиоценозе. Парники из пенопласта (В.В. Чуев, Мурманск), торфяные парники (А.Г. Клепач, Ухта), теплицы в «северном» исполнении (А.Г. Клепач, Ухта; А.И. Чувствин, Норильск; И.В. Щербина, Воркута; Н.Г. Гутидзе, Мяунжа) [4]
Второй этап развития защищенного грунта связан со строительством крупногабаритных зимних и весенних пленочных теплиц по типовым проектам, а с 1975 года - с промышленной сборкой культивационных сооружений из конструкций заводского изготовления. Закрытым грунтом называют различные сооружения на специально отведенных земельных участках для создания оптимальных условий (температуры воздуха, освещенности и влажности) для выращивания рассады различных сельскохозяйственных культур и цветов [7].
Все сооружения закрытого грунта можно классифицировать по их назначению на теплицы, парники и на простейшие сооружения - укрытия.
Теплица - это сооружения защищенного грунта, выполненное в виде помещения со светопрозрачными боковыми ограждениями и кровлей, в котором может находиться человек, выполняющий все работы по посеву (посадке) и уходу за растениями.
Парник - это сооружения защищенного грунта, представляющее собой короб или котлован с обвязкой, выполненной из дерева, железобетона, кирпича или другого строительного материала, укрытое застекленными рамами или рамами, обтянутыми светопрозрачной пленкой [9].
В теплицах более благоприятные условия создания микроклимата для растений. Кроме того, в теплицах лучше и удобнее расположить технологическое оборудование и создать условие человеку для более производительного труда всех агротехнических мероприятий и широкого применения всего спектра механизма для ухода за растениями
[9].
Особый интерес вызывает факт исчезновения сезонного характера сельскохозяйственных работ, что дает возможность непрерывной технологии выращивания рассады и получения продукции овощных и цветочных культур в течение всего года.
Теплицы по своему назначению можно классифицировать на:
теплицы для производства рассады для открытого грунта, теплицы овощные, теплицы цветочные [8].
По инженерной конструкции теплицы можно классифицировать на: остекленные, пленочные, теплицы из жестких полимеров.
Можно классифицировать по типу материала для каркаса при сборке теплиц на: пластиковые, металлические, деревянные.
По конструктивно-планировочным решениям теплицы можно разделить на арочные или ангарные, скатные (одно- или двухскатные), также они могут быть пристенными или автономными. Конструкция может быть разборной (передвижной) или стационарной [8].
Необходимо учитывать ряд факторов: дополнительную защиту от холода,
достаточную освещенность, местные климатические условия и, конечно, удобство доступа к растениям.
В настоящее время появились новые технологии выращивания растений в закрытом грунте, что дает возможность избежать заражения вредителями и обеспечения пофазового развития растения.
Отдельные технологические процессы на современном уровне контролирует специальная система автоматического регулирования для поддержания оптимального режима работы теплиц. Эти процессы постоянно совершенствуются на базе компьютерных программ.
В Астраханской области в основном при выращивании растений в теплицах применяют метод грунтовых культур. При переходе выращивания сельскохозяйственных культур на промышленную основу приобретает значение селекция на устойчивость к болезням и вредителям. С особой остротой возникает необходимость решения вопроса о защите растений. Концентрация производства на больших площадях неизбежно приводит к созданию севооборотов с короткой ротацией, что усугубляет опасность большой потери урожая от различных патогенов [1].
В открытом грунте, например, томаты поражаются вирусом табачной мозаики, фитофторой, фузариозом, вертициллезом, макроспориозом, бактериальной пятнистостью, бактериальным раком, паутинным клещом, заразихой [1].
В защищенный грунт различные болезни и вредители могут быть занесены через семенной посадочный материал, через удобрения и через грунт.
В Астраханской области в защищенном грунте было отмечено поражение пасленовых кладоспорозом, фитофоторой, вершинной гнилью (ВГТ), появлением пятнистости и очень редко отмечена золотистая крапчатость плодов.
Фитофтороз особенно сильно поражает растения семейства Пасленовых (Solanaceae) - картофель, томат, баклажан. Возбудитель - оомицеты вида Phytophtora infestans (Mont.) de Bary, рода Phytophtora, относящегося к порядку Peronosporales.
До 70-х годов ХХ века в Великобритании был известен один штамм (А1), неспособный к образованию спор, которые могут пережить зиму. Сейчас встречаются 2 типа (А1 и А2), которые могут скрещиваться и давать споры с повышенной устойчивостью. Скрещивание может произойти только между оомицетами различных штаммов, приводя к образованию резистентных спор [10].
Фитофтороз картофеля (картофельная гниль) - самое вредоносное заболевание картофеля в большинстве стран мира (возможен недобор урожая до 70%), вызывает поражение листьев, клубней. Главная опасность болезни - это огромная скорость ее развития. При благоприятных погодных условиях численность популяции патогена растет экспоненционально, а нарастание болезни в необработанных фунгицидом посадках восприимчивых сортов настолько стремительное, что от единичных больных кустов через 10-15 дней может заразиться все поле, а за 2 -3 недели растения могут быть полностью уничтожены. В России ежегодные потери от этого заболевания в среднем составляют около 4 млн. т. В годы эпифитотий продуктивность восприимчивых к болезни сортов без применения специальных различных средств может снижаться в 1,5-2 раза, а потери урожая достигать 50-60 %.
Серьезные изменения в биологии возбудителя заболевания, произошедшие в конце ХХ века, привели к повышению его экологической пластичности, адаптивности и агрессивных свойств. «Новая» популяция P. infestans включает оба типа половой совместимости - А1 и А2. Ранее А2 тип обнаруживали только в Центральной Мексике, которая считается центром происхождения P.iInfestans. «Новые» популяции приобрели способность к половому размножению. В результате увеличилась частота рекомбинации P. infestans, и стало возможным образование половых покоящихся спор - ооспор, способных перезимовывать в почве на растительных остатках. Современная популяция отличается от «старой» более высоким генетическим разнообразием и представлена, в основном, сложными расами [10].
Клубни, зараженные фитофторой, малолежкие в зимний период, на таких клубнях быстро развивается сухая гниль и фитофторная гниль становится мало заметной.
Возбудитель болезни - Phytophtora infenstans D.B. - гриб из класса фикомицетов. Этот паразит развивается в конидиальной стадии. Его спороношение - конидиеносцы и конидии - образуются на пораженных листьях и других надземных частях в виде белого налета. В течение вегетации образуется несколько генераций конидий, поэтому накапливается большое количество инфекции, в результате чего происходит массовое заражение посадок картофеля. Главным источником фитофторы являются зараженные клубни, используемые в качестве посадочного материала, и больные клубни, в поле после уборки.
В 1995 г. в столице Ирландии Дублине проходила большая международная научная конференция «Фитофтора-150». И место проведения конференции, и ее название не случайны. Наверное, среди болезней растений нет другой столь трагически известной, как фитофтора картофеля - она оказала роковое влияние на судьбу целой нации. Недаром великий немецкий ботаник Антон де Бари, описавший возбудителя болезни, дал ему имя Phytophtora infestans-инфекционный пожиратель растений.
Картофельная болезнь появилась в США и в Европе почти одновременно, в начале 40-х годов XIX века. Впервые ее зарегистрировали в 1844 г.
Род Phytophtora «славен» не только «картофельным грибом»: P. dnnamomi уничтожила половину эвкалиптовых лесов в Австралии; P. palmivora - опаснейший паразит пальм и гевей; P.cactorum вызывает наиболее распространенные заболевания яблонь, перечень этот можно продолжать долго.
На территории Астраханской области выявлено 59 видов ксилотрофных базидиомицетов. К грибам-паразитам относятся 8 видов, особенно опасными являются корневая губка (Heterobasidion annosum (Fr.) Bref.) и опёнок осенний (Armillaria mellea (Vahl)P.Kumm.), вызывающие коррозионный тип гнили древесных пород. [4]
Фитофторы относятся к классу оомицетов. Во второй половине прошлого века накопились данные о том, что оомицеты больше похожи на водоросли, чем на грибы. У них сходный с водорослями половой процесс; имеются разножгутиковые зооспоры, трубчатые кристы митохондриев, как у водорослей, а не лентовидные, как у грибов; в клеточной стенке нет хитина, но есть целлюлоза, биогенез лизина сходен с водорослевым. Эти данные полностью подтвердились при изучении геномов оомицетов, которые сейчас изъяты из царства грибов и перенесены в царство хромистов или гетероконтных водорослей (вместе с диатомовыми, бурыми, золотистыми водорослями). Значит, называть фитофтору грибом можно лишь метафорически, но не филогенетически.
Массовые поражения томатов фитофторозом были зафиксированы значительно позже, чем на картофеле. Томаты - близкие родственники картофеля, относятся они к тому же роду Solanum, в его широком толковании, но к разным подродам. Для сильного поражения томата была необходима адаптация паразита к его обмену, отличающемуся от обмена первичного хозяина - картофеля. Однако, сейчас имеются внутривидовые формы фитофторы, поражающие томаты сильнее, чем картофель, и вызывающие гниение плодов [2].
Родиной картофельной фитофторы считают долины в горах Мексики, где растет много диких видов пасленовых (в том числе и клубнеобразующих) и летом выпадают сильные дожди.
В истории фитофтороза были две волны миграции из Мексики в другие районы. Первая, в XIX в., - случайный занос одного (или нескольких штаммов), вызвавшего эпидемии 40-хх годов в Европе. Один из занесенных клонов (US-1) распространился по всему миру. Фактически все штаммы фитофторы на гигантских территориях - потомки одного клона, а их генетические изменения - результат точковых мутаций. Вторая волна относится к 80-м годам XX века. Благодаря работам Нидерхаузера по созданию устойчивых сортов картофеля и применению новых фунгицидов Мексика из импортера картофеля превратилась в его экспортера [6].
Россия - крупнейший производитель картофеля в Европе. На ее долю приходится около 20% посевных площадей в мире и примерно 15% мировой продукции. За годы перестройки производство картофеля не уменьшилось, но резко изменилась структура посевных площадей. Изменение структуры посевных площадей вызвало ряд серьезных проблем. В колхозах и совхозах агрономы следили за технологией выращивания культур получением чистосортного и здорового от вирусов посадочного материала, руководили мероприятиями по защите картофеля от вредителей и болезней. На огородах же производством картофеля занимаются люди, не имеющие сельскохозяйственного образования, а часто (городские жители) без практических навыков [5].
Голландские компании организовывали на территории России в нескольких хозяйствах демонстрационное выращивание картофеля по голландской технологии и, что очень важно, в настоящее время финансируют программы обучения фермеров и огородников, привлекая прекрасных специалистов из институтов фитопатологии и картофельного хозяйства. Сейчас изучение популяции фитофторы и устойчивости картофеля поддерживается грантом MNTC. Несколько лет назад по инициативе ученых Корнеллского университета была создана Международная программа по изучению фитофтороза картофеля, в которой, в частности, активно участвуют сотрудники ВИРа, институтов картофельного хозяйства, фитопатологии МГУ. Показателем обеспокоенности положением с картофелем в России стала недавняя беседа с исполнительным директором программы CEEM К. Раманом в «Nature» [11].
В Астраханской области имеются тепличные хозяйства для разведения, в основном, местных сортов сельскохозяйственных продуктов. Цель разведения и изучения -выведение хозяйственно-ценных образцов, носителей отдельных биологически-ценных признаков. Селекционеры подбирают и используют для гибридизации образцы по свойствам, приближенным к местным условиям среды. Затем, проводят сравнительный анализ с районированными сортами, выведенными ранее. Все питомники по организации селекционного процесса имеют инфекционный питомник для изучения устойчивости сельскохозяйственных продуктов к болезням и вредителям.
К грибным болезням открытого и закрытого грунта можно отнести фитофтороз, который вызывается грибом-паразитом - Phytophtora infestans (Mont.) de Bary. Фитофтороз отмечен в различных областях России, в том числе и в Астраханской области. Болезнь поражает листья растений в виде бурых пятен и стебли в виде ярко-коричневых сплошных полос.
Особенное поражение проявляется двумя расами возбудителя фитофтороза - Т0 и Ti. Однако, Gallegly (1960) предлагает сельскохозяйственные культуры (например, томаты) с доминантным геном Ph, благодаря которому обеспечивается заметная устойчивость к расе Т0. L. Turkenstern (1974) считает, что обеспечить полную защиту стеблей растений и частичную защиту листьев можно благодаря контролю геном Ph2. Sayed (1977) представляет данные по искусственному получению мутантов, которые будут обладать более высокой фитофторо-устойчивостью [12,13].
Предлагаются необходимые меры борьбы с заболеванием:
• Применение устойчивых к фитофторозу сортов и гибридов.
• Обработка посевного материала фунгицидами.
• Правильный севооборот в закрытом и открытом грунте.
• Уменьшение повышенной влажности воздуха в закрытом грунте.
• Не допускать перекорма растений удобрениями [5].
• Не допускать загущенных посадок, застоя воздуха и недостатка света, которые способствуют заболеваниям.
• Проводить периодическую профилактическую обработку рассады фунгицидами (бордоская жидкость и т. п.).
• Нежелательна уборка не полностью спелых плодов с последующим дозреванием.
• Периодическое удаление нижних, касающихся земли, листьев.
• Сильно зараженные растения и поврежденные плоды удалять и сжигать.
• Отбирать следует только здоровый посевной материал.
Литература
1. Авдеев Ю.И. Селекция томатов. Изд-во «Штиинца», Кишинев.1982. с.131
2. Дьяков Ю.Т,, Долгова А.В., Рыбакова И.Н. //Журнал общ.биологии.1994. Т.55. С.179-188.
3. Закутнова В.И., Левченко А.В. Приуроченность ксилотрофных базидиомицетов к древесным породам и типы вызываемой ими гнили исследуемого региона долины Нижней Волги. //Вестник развития науки и образования, № 3, 2010 г. М., ЗАО «АЛКОР». С. 23-26.
4. «Фундаментальные исследования» Журнал №6, 2004 . С.25-26.
5. Dyakov Yu.T., Derevjagina M.K. //Pesticide Outlook. 2000.V.11.P.230-232.
6. Niederchauser J.S. // Annu.Rev.Phytopathol. 1993.V.31.P.1-21.
7. http://varez-kniga. ru/ - Типы сооружений защищенного грунта, описание их конструкции (заявка от 16.04.2013 г. яз. рус)..
8. www.sezon.ru/naznachenie i klassifikatsiya teplits.html - Назначение и классификация теплиц (заявка от 16.04.2013 г. яз. рус).
9. http://produktivno.ru/greenhouse/ greenhouse1.html - Типы теплиц и парников.
10. www.selhozrabota.ru (заявка от 9.04.2013 г. яз. рус).
11. Schiermeier Q. // Nature. 2001. V.410. P.10-11.
12. Gallegly M.E. - Proc. Plant Sci. Seminar, 1960
13. Turkensteen L. - The late Blight Fungus, 1974
