CC BY
146
УДК 632.91
Защита растений от болезней при глобальном потеплении
М.М.ЛЕВИТИН,
главный научный сотрудник ВИЗР, академик РАСХН
Климат нашей планеты стремительно меняется. По оценке Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, в последние десятилетия региональные изменения климата в России более существенны, чем в других регионах мира. Среднее потепление за последнее тридцатилетие составило 1,33 °С. К середине века прогнозируется потепление почти на 2 °С. При этом в разных регионах страны повышение среднегодовой температуры воздуха будет различным, например, в Западной Сибири на 3-4 °С, на севере европейской части России на 23 °С. При потеплении климата может произойти расширение ареала теплолюбивых видов фито-патогенных грибов. Неизбежно распространение на север заболеваний, свойственных югу. Примеры тому уже сейчас имеются.
Возбудитель фузариоза колоса - гриб Fusarium graminearum, исторически был распространен на Северном Кавказе и Дальнем Востоке, с низкой частотой проявлялся на зерновых культурах в ЦЧО и центре России. Однако начиная с 2003 г. он появился в комплексе патогенов, вызывающих фузариоз зерновых культур на Северо-Западе России. Первоначально он был выявлен в Ленинградской, в 2007 г. - в Вологодской, Кировской и Новгородской, в 2008 г. - в Калининградской и Псковской областях.
В 1985 г. в Краснодарском крае сотрудниками Северо-Кавказско-
го НИИ фитопатологии было выявлено новое заболевание- желтая пятнистость листьев пшеницы, которое в северных широтах не встречалось. Но уже в 20052006 гг. желтая пятнистость была обнаружена на производственных посевах пшеницы в Ленинградской, Псковской и Новгородской областях. На некоторых сортах яровой и озимой пшеницы развитие болезни достигало 70 %.
На юге доминирующим видом, вызывающим септориоз пшеницы, является гриб Septroia Ша. В 2003-2005 гг. он стал основным возбудителем болезни на Северо-Западе. Пораженность яровой пшеницы в фазе молочно-воско-вой спелости составляла в зависимости от сорта 51-100 %, а степень развития болезни - 8-30 %.
Приведенные примеры указывают на то, что потепление климата действительно может привести к расширению ареала теплолюбивых видов фитопатогенных грибов и продвижению их в северные зоны. Этот процесс может ускориться, если в связи с потеплением в северных районах начнут возделывать южные виды растений, поэтому следует заранее продумать новые мероприятия по защите их от болезней.
Прежде всего, следует изменить подход к прогнозированию фито-санитарных ситуаций. Необходимы исследования по моделированию риска появления новых заболеваний или развития присущих данной зоне болезней, основанному на знании реакций патогенов и растений-хозяев на основные факторы внешней среды. Среди которых наиболее важным становится температура. Обычно опти-
мальная температура для роста большинства грибов находится в пределах 24-28 °С, минимальная -4-8, максимальная - 30-35 °С. Однако у некоторых видов максимум превышает 40 °С, например, для спор Ustilago avenae он находится в пределах 50-53 °С. Видимо,при прогнозировании фитосанитар-ной ситуации на термоустойчивые виды следует обратить особое внимание. Необходимо также учитывать, что у разных стадий гриба, таких как конидиальное споро-ношение, рост мицелия, формирование зимующих структур, могут быть разные требования к температуре.
Ожидаются разные сценарии потепления климата. Одни специалисты считают, что более теплыми будут зимы,другие -летние периоды. Умеренно теплые зимы могут способствовать выживанию грибов из родов Alternaria, Cerco-spora, Colletotrichum, Phomopsis, Septoria, Venturia, очень теплые -сохранению возбудителя стеблевой ржавчины пшеницы Puccinia graminis.
Если более теплым будет летний период, это будет благоприятствовать развитию видов рр. Podosphaera, Sphaerotheca, Uncinula и Ustilago [1], распространению на Северо-Западе России вида Fusarium graminearum, продуцирующего микотоксины,опас-ные для человека и животных. В то же время снизится вредоносность таких видов, как F. culmorum и Microdochium nivale, требующих для своего развития прохладной погоды. На ячмене и ржи, вероятно, усилится развитие ринхоспо-риоза, который более интенсивно развивается при высоких температурах и засушливых условиях, увеличится вредоносность мучнистой росы на серых хлебах, на овсе - распространенность и вредоносность красно-бурой пятнис-
тости (в 2003-2005 гг. ее развитие достигало 70 %). Вероятно, при потеплении снизится вредоносность фитофтороза картофеля, поскольку его возбудитель для своего развития требует прохладной и сырой погоды.
Несомненно, изменения климата коснутся не только возбудителей болезней, но и растений-хозяев. Под воздействием высоких температур растения могут менять свой иммунный статус. После стресса они часто становятся более восприимчивыми к болезням, что, несомненно, скажется на их поражении патогенами и развитии инфекции. Исследования показывают, что такие растений, как пшеница и овес, с увеличением температуры становятся более восприимчивыми к патогенам,некоторые же разновидности зерновых, наоборот, более устойчивыми. Под действием повышенной температуры у возбудителей, находящихся в живых растениях, могут измениться продолжительность инкубационного периода и интенсивность заражения, что описано, например, для возбудителя септори-оза пшеницы Б. Ша.
Температура может серьезно повлиять на эффективность генов устойчивости. Например, температура выше 20 °С может лишить устойчивости к стеблевой ржавчине овес с генами Рд3 и Рд4. При более высоких температурах лиг-нификация клеточных стенок увеличивается, тем самым повышается сопротивление к грибным патогенам.
Разумеется, изменения климата скажутся и на эффективности защитных мероприятий. Экстремальные температура, ветер, осадки и другие факторы окружающей среды могут влиять на эффективность фунгицидов и их фи-тотоксичность, изменять динамику фунгицидов в почве, осаждае-мость на листья, поглощение лис-
тьями и деградацию препарата. Споры грибов чаще прорастают и заражают растения при 100 % влажности. Такие условия возникают в основном в ночной период. Оптимизация времени применения фунгицидов - один из способов повышения их эффективности. Это тоже важно предусмотреть при глобальном потеплении.
В том, что климатические и погодные условия существенно влияют на эффективность пестицидов, подтверждают и наши исследования в разных зонах страны [2]. Наибольшая прибавка урожая пшеницы при применении пестицидов в Нечерноземной зоне была при оптимальной обеспеченности влагой. В зонах с недостаточной или избыточной влажностью наблюдали отрицательное воздействие пестицидов на пшеницу. Многолетние опыты, проведенные в Северной Осетии, показали, что в обычный по погодным условиям год обработка пестицидами повышала урожай пшеницы сорта Партизанка на 4,35 %, а при избытке влаги во второй половине вегетации урожай после обработки пестицидами снижался на 8,5-13,7 %.
В последнее десятилетие в системы защиты от болезней активно включают микробиологические препараты, многие из которых созданы на основе бактерий и грибов. При повышенных температурах они могут терять активность. Например, грибной препарат бо-верин. Изменение климата потребует создания микробиологических препаратов, эффективных при повышенных температурах.
Особое внимание должно быть уделено и селекции болезнеустойчивых сортов, в частности, созданию сортов с более широкими адаптационными возможностями. Следует больше уделять внимания объединению в новых сортах малых генов устойчивости и генов, контролирующих расонеспецифи-
ческую устойчивость, что обеспечит длительную болезнеустойчивость сорта в меняющихся условиях среды. Для этого нужно шире использовать новые подходы - маркер-вспомогательную и трансгенную селекцию. Использование гетерогенных популяций, содержащих сорта, устойчивые и толерантные к абиотическим и биотическим факторам, уменьшит риск развития эпифитотий в агроценозах.
Таковы некоторые возможные проблемы защиты растений при глобальном потеплении. При этом нужно понимать, что любой сценарий является звеном общей биологической системы со множеством отдельных компонентов, каждый из которых будет по-своему влиять на патосистемы в каждой конкретной агроклиматической зоне страны.
ЛИТЕРАТУРА
1. Agrios G.N. Plant Pathology. - Elseiver Acad. Press, 2005, 952 p.
2. Танский В.И., Ишкова Т.И., Левитин М.М., Соколов И.М. Влияние удобрений на биологическую эффективность пестицидов // Агрохимия, 1995, № 10, с. 82-88.
Аннотация. Климат нашей планеты стремительно меняется. Наблюдается глобальное потепление. что приводит к изменению географического распространения фитопатогенных грибов. Необходимо более внимательно отнестись к биологии и экологии возбудителей болезней и их взаимоотношениям с растениями-хозяевами. Прогноз развития болезней при глобальном потеплении обсуждается.
Ключевые слова. Фитопатогенные грибы, изменение климата.
Abstract. Climate of our planet changes very rapidly. The temperature increases that lead to the change of geographical distribution of phytopathogenic fungi species. In this connection the attention to biology and ecology of plant pathogens and to interaction between plant and pathogen is paid. The forecast of diseases development is discussed.
Keywords. Phytopathogenic fungi, climate change.
