CC BY
136
УДК 632.3:633.1
Вирусные болезни зерновых культур в Краснодарском крае
Проблема, на которую на Кубани должны обратить особое внимание
И.Б. АБЛОВА, Л.А. БЕСПАЛОВА, В.В. МОКРОУСОВ, О.С. АБЛОВА, А.П. БОЙКО [email protected]
В последние годы в Краснодарском крае и других регионах России, а также в ряде других стран СНГ, Европы, Ближнего Востока, на территории США, Мексики все более вредоносными становятся вирусные болезни озимой пшеницы.
В настоящее время в мире известно 90 вирусов злаковых культур, в том числе около 60 - в Европе, которые принадлежат к 8 разным семействам и 23 родам.Наиболее часто встречаются 10 вирусов, 6 из них имеют экономическое значение [7].
Во всех регионах России, по данным К.А. Можаевой и др. [5], выявлены ВЖКЯ (вирус желтой карликовости ячменя) и ВЖКЗ (вирус желтой карликовости злаков), которые преобладают в вирусном фитопатоген-ном комплексе, паразитирующем на озимой пшенице. С несколько меньшей частотой ежегодно обнаруживаются ВМК (вирус мозаики костра), ВШМЯ (вирус штриховатой мозаики ячменя) и ВПМП (вирус полосатой мозаики пшеницы). Передающиеся почвенным грибом Ро1утуха дгат1-п1в вирусы выявлены в некоторых образцах из европейской части страны, но для подтверждения полученных данных необходимы дополнительные исследования. Точная идентификация вирусов стала возможной при использовании современных иммунологических и моле-кулярно-генетических методов диагностики.
О вирусных болезнях злаковых культур на Северном Кавказе упоми-
налось еще в отчетах Краснодарской государственной селекционной станции за 1939 г., где сообщалось, что на селекционных посевах были отмечены растения с признаками поражения вирусом мозаики озимой пшеницы. Началом изучения вирусных болезней пшеницы в Краснодарском крае следует считать 1961 г., когда разразилась их эпифи-тотия [6]. За последние 50 лет в развитии этих болезней наблюдались подъемы и спады. Наиболее сильное развитие зафиксировано в 1961, 1965, 2005, 2006, 2009 гг., умеренное - в 1962-1964, 1971-1973, 1994-1996 гг. В другие годы отмечалась депрессия.
Эпифитотия 1961 г началась весной после возобновления весенней вегетации озимой пшеницы. Погибшие и сильно пораженные посевы составляли свыше 50 тыс. га, посевы со средним и слабым поражением - около 100 тыс. га. Основные площади, пораженные вирусами, находились в северной зоне края, еще в 15 районах различных агроклиматических зон края отмечали существенное поражение, симптомы вирусной болезни наблюдали повсеместно. На сильно пораженных полях, если их не перепахивали, урожай зерна составлял 3-4 ц/га при среднекраевой урожайности 19,5 ц/га. Общие потери зерна в крае достигли 97,5 тыс. т.
Эпифитотия 1965 г. была менее масштабна, охватила около 15 тыс. га во всех зонах края с преобладанием на севере.
Вспышки вирусных болезней в 1994-1996 гг. наблюдались в южнопредгорной зоне, особенно в Отрад-ненском районе. Сотни гектаров
пришлось пересевать поздними пропашными культурами.
Погодные условия 2005, 2006 и 2009 гг. были благоприятны для инфицирования озимой пшеницы вирусами из-за массового размножения насекомых-переносчиков. Во многих районах края широко распространились такие вирусные болезни, как ВЖКЯ, ВМК, ВМОП (вирус мозаики озимой пшеницы). В 2006 г в некоторых хозяйствах потери урожая зерна пшеницы достигали 50 %. Диагностика и идентификация вирусов проводились в лаборатории вирусных, микоплазменных и нематодных болезней ВИЗР (Санкт-Петербург), лаборатории вирусологии ВНИИФ (Москва), в Институте биоорганической химии (Москва). Наличие вирусов в образцах было подтверждено комплексным вирусологическим анализом, ИФА и ПЦР.
При поражении растений вирусами проявляются такие симптомы, как хлороз листьев, некроз, карликовость, розеткообразование, стерильность и др. [8]. Некоторые из симптомов, особенно изменение цвета листьев, легко можно спутать с последствиями недостаточного питания или воздействия абиотических стрессоров. Н.Н. Мак-Кинни [4] считает, что часто симптомы заражения вирусными болезнями трудно отличить от признаков генетической недостаточности хлорофилла, а также голодания или влияния неблагоприятных погодных условий. Основными различиями в подобных случаях является способность вирусных болезней передаваться от больного растения к здоровому, а также то, что симптомы вирусного происхождения всегда четко проявляются на самых молодых листьях, симптомы же другой этиологии наблюдаются на листьях нижнего яруса [3].
Научный опыт и производственная практика показали, что вирусные болезни зерновых колосовых культур являются спутниками интенсивного сельскохозяйственного производства, и поэтому их вредонос-
ность растет с повышением уровня земледелия. Распространению и усилению вредоносности этих болезней способствуют глобальные изменения климата, выражающиеся в удлинении периода появления всходов - ухода в зиму (из-за продолжительной теплой осени) с одной стороны и в длительном лёте переносчиков - с другой. Рост площадей под озимой пшеницей в Северо-Кавказском регионе, да и на всей территории России, повсеместно активно внедряющиеся ресур-со- и энергосберегающие технологии, укороченные севообороты существенно дестабилизируют и осложняют фитосанитарную обстановку в ценозах, увеличивают инфекционный потенциал различной этиологии, в том числе численность насекомых - переносчиков вирусных болезней.
Защита зерновых культур от вирусных болезней базируется на профилактических мероприятиях, исключающих контакт растения с возбудителем заболевания. Достичь этого можно с помощью агротехнических приемов.
Отдельные элементы технологии увеличивают или сдерживают распространенность болезней. Одними из радикальных способов борьбы с вирусными болезнями являются выбор сроков сева и получение дружных всходов. На наш взгляд, из-за потепления климата степень поражения вирусными болезнями определяет не только срок сева, но и продолжительность периода от появления всходов до наступления устойчивого похолодания и ухода растений в зиму, прекращения жизнедеятельности переносчиков.
Экспериментальные данные, полученные в опытах по сортовой агротехнике на Северо-Кубанской сельскохозяйственной опытной станции (ст. Ленинградская) в 2009 г, свидетельствуют, что максимальное поражение озимой пшеницы вирусными болезнями наблюдалось при первом сроке сева (25 сентября). Оно несколько снизилось при
втором (1 октября), а при третьем сроке (10 октября) было минимальным. На естественном фоне плодородия ^0Р0К0) по предшественнику горчица средняя урожайность 24 сортов при посеве 25 сентября составила 23,5 ц/га, 1 октября - 25,9, 10 октября - 35,5 ц/га. По предшественнику подсолнечник - соответственно 24,5; 29,1; 34,7 ц/га. По мере улучшения фона минерального питания урожайность повышалась, но негативное влияние более раннего срока сева сохранялось. Так, при внесении удобрений в дозе ^0Р60К60 по горчице в первый срок сева средняя урожайность 24 сортов составила 44,1 ц/га, во второй -51,8, в третий - 57,5 ц/га, а по предшественнику подсолнечник - соответственно 44,8; 49,7; 55 ц/га. Недобор урожая зерна от поражения вирусными болезнями при посеве в первый срок варьировал в зависимости от фона минерального питания от 10,2 до 16,3 ц/га, во второй -от 5,3 до 10,7 ц/га.
Т.С. Дубоносов и И.В. Панарин [2] сообщали об отсутствии строгой зависимости степени поражения растений вирусными болезнями от предшественника. В нашем полевом опыте степень поражения и урожайность зависели и от предшественника: по горчице распространение и развитие вирусных болезней было более интенсивным, чем по подсолнечнику. По горчице как по полупаровому предшественнику всходы появились раньше, они дольше посещались переносчиками, при этом численность и активность насекомых была максимальной. Для вирусов же, передающихся через почву, предшественник является определяющим фактором в поражении растений.
Изреженные и широкорядные, с пониженной нормой высева (50100 кг/га) посевы (как правило, это участки размножения семян новых сортов) сильнее поражаются многими вирусными болезнями. Такие участки осенью и рано весной лучше прогреваются, привлекая насе-
комых-переносчиков. Численность цикадок и тлей увеличивается при этом в 10 раз. Возрастает инфекционная нагрузка на одно растение.
Экономически и экологически выгодным мероприятием в борьбе с болезнями является возделывание устойчивых сортов, но в настоящее время основные распространенные сорта пшеницы и ячменя восприимчивы к вирусным болезням, так как создавались без учета устойчивости к вирусам, а давление вирусов на селекционный процесс гораздо слабее, чем таких фитопатогенов, как ржавчина, мучнистая роса и др.
Сложность селекции на устойчивость к вирусам заключается в многообразии типов и механизмов резистентности, объединить которые в одном генотипе не представляется возможным, а также и в том, что устойчивость к одномувирусу не обеспечивает устойчивость к другим. Так, например, сорт Восторг в условиях 2005 г. показал высокую устойчивость к ВМК, но в 2006 г. поразился ВЖКЯ.
В мире поиск сортов пшеницы, устойчивых к ВЖКЯ, оказался безуспешным. Идентификация устойчивых и толерантных сортов пшеницы к ВЖКЯ и другим вирусам проводится в Краснодарском НИИСХ и на Се-веро-Кубанской СХОС. Нами установлено, что устойчивостью и высокой толерантностью к комплексу вирусных болезней обладает сорт Фишт, созданный на основе диких родичей пшеницы. Его меньшая по-ражаемость вирусами и высокая толерантность, в сравнении с другими сортами озимой пшеницы, были установлены в проводящихся ежегодно в Краснодарском НИИСХ опытах по сверхранним и ранним срокам сева. В ранних сентябрьских посевах средняя урожайность сорта Фишт за 4 года (1999-2002 гг.) составила 61,6 ц/га, превысив стандарт (сорт Соратница) на 12,5 ц/га. Хорошие результаты при посеве в сентябре показывает высокопродуктивный сорт Краснодарская 99. Его средняя урожайность за 3 года
изучения (2006-2008 гг.) составила 65,8 ц/га, что выше, чем у Фишта, на 4,9 ц/га. В опытах по сверхранним и ранним срокам сева высокую устойчивость к вирусам проявляют практически все сорта озимой тритикале, которые рекомендуются для посева в начале оптимальных сроков по колосовому предшественнику. Так, например, средняя урожайность сорта Союз при посеве 20 сентября за 1999-2002 гг. составила 73,8 ц/га при варьировании от 64,7 до 92,5 ц/га. Прибавка урожая по сравнению со стандартным сортом Соратница составила 24,8 ц/га. Сорт озимой тритикале Лидер при средней урожайности 69,9 ц/га за период 2006-2008 гг. превзошел стандарт Краснодарскую 99 на 4,1 ц/га.
Оценка степени поражения 24 сортов в опытах по сортовой агротехнике на СКСХОС в 2009 и 2010 гг. позволила выявить полиморфизм генотипов по данному признаку. Лучшими, практически не имеющими признаков поражения во всех вариантах опыта признаны новые сорта Лебедь, Вершина, Калым, Сила, Дмитрий. В максимальной степени при посеве 25 сентября поражались Нота, Память, Зимница, Краля. Поэтому их следует сеять в конце оптимальных сроков и за их пределами.
В сезоне 2010/2011 гг. в полевых условиях на усиленном естественном инфекционном фоне провели скрининг 1663 сортов и линий пшеницы озимой мягкой, твердой, ша-розерной и озимой тритикале селекции Краснодарского НИИСХ и коллекционных образцов инорайонной и иностранной селекции. В полевом инфекционном питомнике изучаемый материал высевали в ранние сроки (30 сентября) селекционной кассетной сеялкой на трехрядковых делянках. В качестве накопителя вирусной инфекции различной этиологии и индикатора восприимчивости использовали сильнопоражающие-ся формы пшеницы мягкой. Учеты степени поражения растений вирусными болезнями проводили в динамике в конце трубкования - начале
молочно-восковой спелости зерна. Пораженность растений определяли по 9-балльной шкале [1].
При оценке степени поражения вирусами было установлено, что пшеница мягкая является наиболее восприимчивой - 15,5 % образцов относятся к восприимчивым, 13,9 % -к устойчивым, 31,8 % - к умеренно устойчивым, 38,7 % - к умеренно восприимчивым. Значительно меньше восприимчивых форм обнаружено у шарозерной пшеницы - 1,6 %; доля устойчивых и умеренно устойчивых превышает 70 %. У пшеницы твердой и тритикале восприимчивые сорта и линии отсутствовали, а количество устойчивых достигало 80 % и более.
По предварительным данным, продолжительность вегетационного периода на степень поражения вирусами существенного влияния не оказывает, поскольку множество как скороспелых, так и позднеспелых образцов проявляют одинаково восприимчивую реакцию. Большое влияние на заражение оказывает тип развития растений пшеницы. Так, в результате тестирования установлено, что частота встречаемости восприимчивых форм среди сортов и линий альтернативного образа жизни, или двуручек, составляет 33,1 %, умеренно восприимчивых - 50,4 %. Мы полагали, что генотипы, интенсивно растущие в начальные фазы онтогенеза, формирующие большую биомассу с осени и рано весной, являются наиболее привлекательными для насекомых - переносчиков вирусных болезней и, как следствие, заражаются в максимальной степени. В то же время установлено, что сугубо озимые высокоморозостойкие формы, уходящие в глубокий зимний покой, формирующие умеренную биомассу, также способны сильно поражаться. Селекционный материал, обладающий высокой и повышенной морозостойкостью, по степени поражения вирусами распределился следующим образом: устойчивые - 8,4 %, умеренно устойчивые - 26,8 %, умерен-
но восприимчивые - 52,4 %, восприимчивые - 12,4 %. Такая ситуация значительно осложняет селекцию на устойчивость к вирусным болезням.
Приоритет в борьбе с вирусами селекционно-генетическим методом должен принадлежать сортам, стабильно толерантным к комплексу вирусных болезней. Исследованиями 2011 г. подтверждено слабое поражение сортов Краснодарская 99, Лебедь, Вершина. Ряд сортов, которые не имели признаков поражения ранее, в условиях этого года проявляли умеренно восприимчивую и восприимчивую реакцию и наоборот.
В заключение необходимо отметить, что, несмотря на широкое распространение и вредоносность вирусных болезней озимой пшеницы на территории Краснодарского края, некоторые ученые и специалисты по защите растений не признают эту проблему, замалчивают ее, убеждая агрономов хозяйств, что это неинфекционное физиологическое заболевание. При таком подходе к данной проблеме потери урожая зерна озимой пшеницы от комплекса вирусныхболезней будут неуклонно возрастать. Следует возобновить инвентаризацию и идентификацию вирусных и вирусоподобных болезней на озимой пшенице и других зерновых культурах. Проблема заключается в том, что в Краснодарском крае отсутствует собственная диагностика вирусных болезней. Отобранные образцы приходится отправлять в Москву или Санкт-Петербург. Но и там, в крупных научных центрах, состав идентифицируемых видов весьма ограничен из-за отсутствия необходимых диагностику-мов. В массовом количестве возможна идентификация только ВЖКЯ. Выявление других широко распространенных и особо вредоносных вирусов, таких как почвенные, проводится в небольшом объеме. Как правило, это поисковые работы, которые финансово поддерживаются грантами РФФИ и МНТЦ. Производству и практической се-
лекции нужны новые диагностические экспресс-методы, которые можно применять с минимумом лабораторного оборудования для скрининга большого количества материала. Без этого невозможно построить научно обоснованную систему защитных мероприятий, создать устойчивые сорта.
Проблема вирусных болезней зерновых культур в Краснодарском крае очень важна и решать ее нужно незамедлительно.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бабаянц Л.Т., Мештерхази А., Вех-тер Ф. и др. Методы селекции и оценки устойчивости пшеницы и ячменя к болезням в странах - членах СЭВ. - Прага, 1988, 321 с.
2. Дубоносов Т.С., ПанаринИ.В. Биологические основы профилактики вирусных болезней злаковых культур. // Сб. науч. трудов КНИИСХ, 1974, вып. 7, с. 65-77.
3. Дубоносов Т.С., Панарин И.В., Ка-невчева И.С. Вирусные болезни злаков. - М.: «Колос», 1975, 120 с.
4. Мак-Кинни Г.Г. Вирусные болезни пшеницы - М.: Колос, 1970, 570 с.
5. Можаева К.А., Кастальева Т.Б., Пир-сова Н.В. Вирус желтой карликовости ячменя и другие вирусы зерновых культур на территории Российской Федерации - М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2007, 32 с.
6. Панарин И.В. Результаты изучения вирусных болезней зерновых культур. // Сб. науч. трудов КНИИСХ, 1983, вып. 26, с. 3-17.
7. Шпаар Д., Хут Д., Рабенштейн Ф. Проблема вирусных болезней зерновых культур в Европе. // Вестник защиты растений, 2002, № 1, с. 8-14.
8. Henry M., Plamb R. A virus from orchard grass that infects oft // Plant. Dis. Reptr., 1970, № 40, р. 524-526.
Аннотация. Проведен ретроспективный анализ эпифитотийного распространения вирусных болезней озимой пшеницы в Краснодарском крае, обсуждены причины их массовых вспышек в настоящее время, освещены отдельные элементы технологии, которые увеличивают или сдерживают их распространение. Представлены преимущества некоторых сортов озимой пшеницы и культуры тритикале по устойчивости и толерантности к вирусным болезням в ранних сентябрьских посевах. Проведен скрининг раз-
личных зерновых культур по степени поражения вирусными болезнями в полевых условиях на усиленном естественном инфекционном фоне.
Ключевые слова. Пшеница, тритикале, вирусные болезни, эпифитотия, срок сева, норма высева, предшественник, фон минерального питания, сорт, устойчивость, толерантность.
Abstract. The paper presents retrospective analysis of epiphytotic spread of virus diseases of winter wheat in Krasnodar region. The causes of their current severe outbreaks are discussed. Some tips are given which agricultural practices may favour or stop the outbreaks. Advantages of several winter wheat and triticale varieties in respect of resistance and tolerance to virus diseases when sown early in September are listed. The paper also gives results of screening 1663 wheat and triticale accessions of different genetic types and origin in field and under enhanced natural infection conditions.
Keywords. Wheat, triticale, virus diseases, epiphytoty, sowing date, sowing rate, forecrop, nutrient input level, variety, resistance, tolerance.
Краснодарский НИИ сельского хозяйства имени П.П. Лукьяненко, Северо-Кубанская сельскохозяйственная опытная станция
Национальная академия микологии приглашает
10-12 октября 2012 г. состоится ТРЕТИЙ СЪЕЗД МИКОЛОГОВ РОССИИ, созываемый Национальной академией микологии.
Основные программные вопросы: систематика и эволюция грибов; морфология и онтогенез грибов; физиология и биохимия грибов; биология дрожжей; экология грибов; грибы экстремальных местообитаний; коллекции и гербарии грибов; флора и охрана грибов; грибы и экология человека; симбиоз грибов с растениями; лихенизированные и лихенофильные грибы; фитопатогенные грибы; грибные биотехнологии; культивирование макромицетов; лекарства из грибов; мико-токсикозы; фунгициды и биопестициды; ветеринарная микология; грибковые инфекции человека; грибы — агенты биоповреждений.
Запланированы пленарные и секционные заседания, симпозиумы, круглые столы и мастер-классы, школы для молодых специалистов, заседания проблемных комиссий, мемориальный Вавиловский симпозиум. Будет работать специализированная выставка, состоится церемония награждения медалью А.А. Ячевского. Планируется обсудить вопросы развития и поддержки отечественных исследований, публикаций и преподавания микологии на 2013—2016 гг.
Место проведения: ЦДУ РАН, Москва, ул. Пречистенка, 16.
Регистрация, подача тезисов и участие в работе Съезда бесплатные. Материалы Съезда будут опубликованы в периодическом сборнике Академии «Современная микология в России», т. 3.
Дополнительную информацию можно получить на сайте Съезда (http://www.mycology.ru/congress) или в оргкомитете (тел. 8-499-685-11-67).
ОРГКОМИТЕТ
