Основные элементы интегрированной защиты растений от болезней

Среди основных элементов интегрированной защиты растений первостепенное значение имеют мониторинг за биоразнообразием и структурой популяций возбудителей болезней, представления об основных приемах защиты растений (агротехнические, биологические, химические и селекционные методы), умение оценивать экономические результаты внедрения той или иной системы интегрированной защиты растений. Многие из этих проблем рассматриваются в учебнике Ю. Т. Дьякова «Общая фитопатология». Мы остановимся на обсуждении только двух проблем, с которыми автор данного учебника сталкивался в своей практической работе.

Мониторинг за видовым разнообразием патогенов и изменениями в структуре популяций

По мнению многих систематиков, в мире должно существовать более 1,5 млн видов грибов. В настоящее время известно только 5% видов, т. е. 69 тыс. грибов. Сведения о видовом составе патогенов на посевах сельскохозяйственных культур, структурах популяций наиболее агрессивных видов, их изменчивости крайне необходимы для последующего использования в практике защиты растений от болезней. Для разных видов фитопатогенных грибов характерен и разный тип распределения группировок в пространстве. Он зависит от биологических особенностей вида, радиуса его индивидуальной активности, адаптационных возможностей и наличия физико-географических и биологических барьеров. Естественный отбор способствует адаптации к местным условиям, а это приводит к генетической дифференциации между географически разделенными популяциями. Приведем несколько примеров.

Возбудитель бурой ржавчины пшеницы — гриб Puccinia triticina — на территории России имеет несколько отличающихся друг от друга популяций. На европейской территории существует популяция, отличающаяся по составу фенотипов от азиатской. Существует ряд локальных популяций, например популяция, адаптированная к условиям Дальнего Востока. Изолирующими факторами являются естественные преграды в виде гор и направления господствующих ветров.

Популяции возбудителя желтой пятнистости пшеницы — гриба Pyrenophora tritici-repentis — на Северо-Западе отличаются по частоте встречаемости рас от популяций, выделенных в Кавказском регионе. Это указывает на изолированность популяций Юга и Севера России. Южные популяции оказались более разнообразны по расовому составу, что также отличает их от северных популяций. Высокая степень различий по фенотипам вирулентности и ДНК-маркерам свидетельствует о малой вероятности обмена мигрантами между этими популяциями. Пространственная структура популяций этого возбудителя будет в большей степени зависеть от внешних условий. Биологически гриб приспособлен к более теплому климату. Температурные потребности гриба, видимо, будут служить биологическим барьером для возникновения различий между отдельными популяциями.

В отличие от этих возбудителей гриб Pyrenophora teres, вызывающий сетчатую пятнистость ячменя, характеризуется узколокальными, очаговыми популяциями. Например, на посевах ячменя в Ленинградской области выявлено множество локальных популяций, различающихся по фенотипическому составу. Это связано со слабыми миграционными возможностями патогена.

У гриба Fusarium graminearum — возбудителя фузариоза колоса — существуют две изолированные популяции: одна на Дальнем Востоке, другая в европейской части России (Северный Кавказ). Дальневосточная популяция гриба географически изолирована от европейской популяции территориями западной Сибири, Урала и Центрального региона, где этот патоген не регистрируется. При сравнении этих популяций наблюдаются явные отличия по агрессивности и резистентности к фунгицидам.

Вид F. avenaceum занимает большое пространство, но в пределах вида имеются отдельные группы особей, или экотипы, каждый из которых может формировать свою изолированную популяцию в экологически благоприятных для него условиях.

Какой практический вывод можно сделать из анализа структуры и локализации популяций? В зависимости от степени локализации популяций должна строиться стратегия размещения сортов с определенными генами устойчивости. Как известно, в популяциях многих фитопатогенных грибов накапливаются резистентные к фунгицидам изоляты. Мониторинг резистентности популяции должен также основываться на знании ареала популяции патогена. Знание ареала популяции и миграционных возможностей патогена позволит ставить научно обоснованный прогноз распространения и локализации опасных заболеваний растений. Сведения о структуре популяции, ее ареале можно получить, анализируя выборки клонов из различных мест обитания, но морфологическим, физиологическим, биохимическим, генетическим и молекулярным маркерам.

В нынешнее время особое внимание при мониторинге видового состава патогенов следует уделить изменению климата¹.

К середине века прогнозируется потепление почти на 2 °C. При потеплении климата может произойти расширение ареала теплолюбивых видов фитопатогенных грибов. Неизбежно распространение на север южных заболеваний. Примеры тому имеются уже сейчас.

Возбудитель фузариоза колоса исторически находится в двух зонах: на Северном Кавказе и Дальнем Востоке (об этом сказано выше). С низкой частотой он проявлялся на зерновых культурах в Центрально-Черноземном регионе и центре России. Однако начиная с 2003 г. F. gramineamm появился в комплексе патогенов, вызывающих фузариоз зерновых культур, возделываемых на территории северо-запада России. Первоначально он был выявлен в Ленинградской области, в 2007 г. — в Вологодской, Кировской и Новгородской, в 2008 г. — в Калининградской и Псковской областях^[1][2].

На юге России доминирующим видом, вызывающим септориоз пшеницы, является гриб Septoria tritici. Однако в 2003—2005 гг. он стал основным возбудителем болезни па Северо-Западе. Пораженносгь яровой пшеницы в фазу молочно-восковой спелости составляла в зависимости от сорта 51 — 100%, а степень развития болезни — 8—30%^[3].

В 1985 г. в Краснодарском крае было выявлено новое заболевание — желтая пятнистость листьев пшеницы^[4]. В 1992—1993 гг. заболевание было обнаружено в Ставропольском крае. В северных широтах оно не встречалось. Однако в 2005—2006 гг. желтая пятнистость была обнаружена на производственных посевах пшеницы в Ленинградской, Псковской и Новгородской областях¹. На некоторых сортах яровой и озимой пшеницы развитие болезни достигало 70% .

В этой ситуации следует заранее продумать новые подходы к мероприятиям по защите растений от болезней. Прежде всего, следует изменить подход к прогнозированию фитосанитарных ситуаций. Необходима постановка исследований прогностического плана, в которых моделирование риска появления новых заболеваний или развития присущих данной зоне болезней основывалось бы на знании реакций патогенов и растений-хозяев на основные факторы внешней среды. Среди факторов внешней среды наиболее важным становится температура.

Несомненно, изменения климата коснутся не только возбудителей болезней, но и растений-хозяев. Под воздействием высоких температур растения могут менять свой габитус. После стресса они часто становятся более восприимчивыми к болезням. Это, несомненно, скажется на поражении их паразитами и развитии болезни. Исследования показывают, что такие растения, как пшеница и овес, с увеличением температуры становятся более восприимчивыми к патогенам, но некоторые разновидности зерновых с увеличением температуры становятся более устойчивыми. Под действием повышенной температуры у возбудителей, находящихся в живых растениях, может измениться продолжительность инкубационного периода и интенсивность заражения, что описано, например, для возбудителя септориоза пшеницы S. tritici^[5][6].

Естественно, изменения климата скажутся на эффективности защитных мероприятий. Экстремальные температуры, ветры, ливни и другие факторы окружающей среды могут влиять на эффективность фунгицидов и их фитотоксичность, изменять динамику фунгицидов в почве, оеаждаемость на листья, поглощение листьями и деградацию препарата. Споры грибов чаще прорастают и заражают растение при 100% влажности. Такие условия возникают в основном в ночной период. Оптимизация времени применения фунгицидов — один из способов повышения их эффективности. Это особенно важно предусмотреть при глобальном потеплении.

• [1] Левитин М. М. Изменение климата и прогноз развития болезней растений //Микология и фитопатология. 2012. Т. 46. № 1. С. 14—19.
• [2] Гаврилова О. П., Гагкаева Т. 10. Фузариоз зерна на севере Нечерноземья и вКал и нинградской области в 2007—2008 гг. С. 23—25.
• [3] Фитосанитарная ситуация па посевах зерновых культур в Северо-Западномрегионе / Е. И. Гультясва [и др.] // Защита и карантин растений. 2008. № 5. С. 50—51.
• [4] Пиренофороз озимой пшеницы па Северном Кавказе / Е. Ф. Гранин [идр.] // Защита и карантин растений. 1989. № 12. С. 21.
• [5] Фитосанитарная ситуация на посевах зерновых культур в Северо-Западномрегионе / Е. И. Гультяева [и др.J. С. 15—16.
• [6] Shaw М. W. Effects of Temperature, Leaf Wetness and Cultivar on the LatentPeriod of Myc. osphaerella Graminicola on Winter Wheat // Plant Pathology. 1990.V. 39. № 2. P. 255−268.