Начался этот процесс недавно – если в 1998 году микробиологи могли его наблюдать у себя в лабораториях,то уже к 2005 году агрономы отметили проявление заболевания на полях зерновых в форме пожелтения растений и усыхания краев листьев. Заболевание проявлялось локально в виде пятен от полуметра в диаметре и полос неправильной формы от десятка до сотен метров длины. Симптоматика бактериозов зерновых вообще сходна с симптомами нехватки питательных элементов фосфора, азота, магния и некоторых микроэлементов, хотя реально проявление желтизны на растениях связано с разрушением хлорофилла под действием токсинов фитопатогенных бактерий. (Опубликовано в № 05.2010 г.)Старый английский анекдот:
Взволнованный слуга врывается в кабинет лорда: «Наводнение, сэр! Спасайтесь! Темза вышла из берегов и сейчас будет здесь!»
Лорд: «Выйди вон и доложи, как положено!»
Слуга (через некоторое время) торжественно открывает двери: «Темза, сэр!»
Бактериозы как наводнение затапливают наши поля и могут уничтожить наш урожай. Как случилось, что малоизвестные и довольно безобидные, уносившие еще несколько лет назад 2-5% урожая заболевания становятся бичом наших полей?
Кто-то будет спорить: «Какие бактериозы? У нас проблема грибных болезней. Мы несем большие потери от фузариозов на зерновых, фитофторы на картофеле, томатах и на других пасленовых и так далее».
Действительно, еще несколько лет назад Fusarium graminearum – возбудитель фузариозных корневых гнилей и фузариоза колоса зерновых, забирал у нас от 20% урожая в обычные годы до 50% в годы эпифитотий. Но в природе существуют законы саморегуляции, и против сильно размножившегося паразита появляется гиперпаразит, который уничтожает первого. Этим гипер паразитом оказалась эпифитная бактерия Pseudomonas syringae, которая научилась питаться Fusarium graminearum и к настоящему времени его практически уничтожила. Заняв его нишу, она размножилась. Бактерия смогла «договориться» с малозначимыми до последнего времени другими грибами рода Fusarium, вследствие чего состав корневых гнилей в последнее время полностью изменился.
Начался этот процесс недавно – если в 1998 году микробиологи могли его наблюдать у себя в лабораториях,то уже к 2005 году агрономы отметили проявление заболевания на полях зерновых в форме пожелтения растений и усыхания краев листьев. Заболевание проявлялось локально в виде пятен от полуметра в диаметре и полос неправильной формы от десятка до сотен метров длины. Симптоматика бактериозов зерновых вообще сходна с симптомами нехватки питательных элементов фосфора, азота, магния и некоторых микроэлементов, хотя реально проявление желтизны на растениях связано с разрушением хлорофилла под действием токсинов фитопатогенных бактерий. Некоторые ученые все это стараются объяснить неравномерным внесением минеральных удобрений, что дезориентирует агрономов-технологов в принятии решений. Внесение минеральных удобрений не дает ожидаемого результата. Мы проверяли потребность растений в элементах питания с помощью методики функциональной диагностики питания растений, разработанной в России во ВНИИ агрохимии им. Д. Н. Прянишникова Усковым Е. И., на полях хозяйства, расположенного в Ростовской области. Растения всем своим видом «кричали» о нехватке азота, но анализ по активности хлоро-пластов свидетельствовал о полной обеспеченности растений этим элементом питания. Кстати, это хозяйство в 2009 году имело падение урожайности с 44 до 12 ц/га.
НЕ ПЛОХАЯ ПЕРЕЗИМОВКА, А ТЯЖЕЛАЯ БОЛЕЗНЬ
Последние 2-3 года бактериальные болезни вышли на уровень эпифитотии, вызывая потери урожая, которые ошибочно приписываются плохой перезимовке растений, засухе, нехватке минеральных удобрений, плохой защите от заболеваний растений грибной природы и т.д. Практики лишены возможности проведения точной диагностики в связи с отсутствием на станциях защиты как компетентных специалистов по бактериальным болезням растеням, так и методик их определения. Все это только обостряет проблему.
Нами были проверены семена озимой пшеницы на степень поражения возбудителями базального (Pseudomonas syringae) и черного бактериозов (Xanthomonas translucens) по методике, разработанной проф. Котляровым (ФКубГАУ, г. Краснодар). Степень заражения семян озимой пшеницы, посеянной под урожай 2010 года, была от 25 до 85% у тех образцов, которые были получены от хозяйств, расположенных в полосе Харьков – юг Ставропольского края. Наиболее были поражены семена интенсивных сортов пшеницы иностранного происхождения Ларс и Эвклид. Проявление болезни весной 2010 года было следующее: неплохо перезимовавшие посевы гибли весной 2010 года после схода снега и установившейся среднесуточной температуры выше +2 °С от небольших ночных заморозков. Дело в том, что фитопатогенные бактерии в составе сложных корневых гнилей начинают развиваться раньше грибов при температуре +2°С. Они синтезируют белок, который является центром льдообразования при пониженной температуре. Вследствие этого стойкость растений к отрицательным температурам обнуляется и растения гибнут при незначительных ночных заморозках, хотя должны выдерживать -9°С и ниже. Этим можно объяснить в большой степени весеннюю гибель озимого рапса на значительных площадях. Причем характерной являлась картина, когда вымерзала центральная часть поля, а на краях поля, где снег сошел позже, растения прекрасно сохранились. Последствия от заморозков в апреле-мае для посевов, пораженных бактериозом, могут быть катастрофическими.
ПРИЗНАКИ И ПОВЕДЕНИЕ ВРАГА
Может иметь место как самостоятельное развитие бактериозов, так и совместное (смешанная бактериально-грибная инфекция, бактериально-микоплазматические инфекции), последовательная смена бактериальных болезней грибными.
Популяции фитопатогенных бактерий на территории Украины и России имеют характерные признаки как по видовому составу бактерий, так и по генетическому разнообразию внутри видов. Ряд видов (Cmm, X. arboricola) перешел к паразитизму на новых растениях-хозяевах. Новые виды фитопатогенов (Dickeya sp.) проникают в Украину и Россию с посевным и посадочным материалом и переходят к эпифитотийному развитию.
Косвенные признаки заражения бактериальной инфекцией злаковых культур в последние 2-3 года:
- Мозаичность полей, как при недостатке и неравномерном внесении элементов минерального питания.
- Плохая морозостойкость растений. Без явных причин гибель растений в осенне-весенний период. (Особо подвержены этому посевы озимого ячменя).
- Сильное ослабление растений при весенних заморозках.
- Щуплое зерно, иногда с черным зародышем (очень похоже на поражение грибом Alternaria alternatа – но при дифференциальной диагностике это может быть Pseudomonas syringae pv. Atrofaciens).
- Плохое развитие вторичной корневой системы, что делает растения крайне уязвимыми к засухе и недостатку питания.
- Засыхание кончиков листьев зерновых на стадии кущения. Это может проявляться и осенью и весной.
- Разноярусность посевов кукурузы. При проверке у отстающих в росте растений наблюдается гибель зародышевого корешка.
- При засухе лист кукурузы начинает засыхать не от краев к середине листа, а с центральных жилок (сходство с симптоматикой, связанной с нехваткой цинка).
- Специфическая желтизна посевов, связанная с разрушением хлорофилла.
- Синдром желтого флагового листа при зеленых листьях нижних ярусов.
- Слабое действие фунгицидных препаратов, – иногда после временного улучшения вида растений после обработки происходит ухудшение (когда системный препарат уничтожает грибной компонент инфекции, который заменяется бактериальным, на последний фунгицид не действует).
- Понижение, а не повышение качества зерна при хранении (падение содержания клейковины).
- Снижение хлебопекарных качеств муки, изготовленной из зараженного зерна.
- Снижение расчетной динамики получения прибавки веса птицы, поросят и телят.
КТО И ГДЕ НАХОДИТСЯ В КУРСЕ СОБЫТИЙ
В Украине лидером по изучению и разработке методов борьбы с бактериозами культурных растений является Институт вирусологии и микробиологии УАН, в частности, отдел фитопатогенных бактерий, возглавляемый доктором биологических наук, академиком В. Ф. Патыкой.
В институте в последние годы защищены несколько кандидатских и докторских диссертаций по этому направлению, где подтверждена актуальность темы борьбы с развитием и распространением бактериозов сельскохозяйственных растений. Готовится к изданию книга-справочник по возбудителям бактериальных болезней.
В России бактериозами занимается ВНИИ фитопатологии, Центр «Биоинженерия» РАН, проф. В.В. Котляров (КубГАУ) и ряд других исследователей. Проф. В.В. Котляров является автором учебника для вузов «Бактериальные болезни культурных растений», который вышел маленьким тиражом в 2009 году, и признан лучшим учебником года.
В Украине проблемы эпифитотии бактериозов активно обсуждаются в узком кругу специалистов, и кому посчастливится достать вышедшие тиражом 500 экземпляров «Тези доповщей» XII съезда общества микробиологов Украины им. С. М. Виноградского (проходил 25-30 мая 2009 года в Ужгороде), тот может почерпнуть для себя много интересного и полезного по этой теме.
В целом позиция Россельхозакадемии и Национальной аграрной академии Украины в отношении проблемы эпифи-тотии бактериозов напоминает поведение «подзалетевшей» девушки, которая мечтает, что все, может быть, «рассосется» само собой. Они провозглашают проблему бактериозов несуществующей и вводят в заблуждение руководителей Министерства аграрной политики Украины и Министерства сельского хозяйства РФ, которые искренне хотят разобраться в проблеме снижения урожайности и получения низкосортного зерна в последние годы. Эта политика ведет к потере времени для разработки национальной программы противодействия эпифитотии и снижения потерь на национальном уровне, а также имеет место активное противостояние обсуждению проблемы. Так или иначе, обе национальные сельхозакадемии проигнорировали участие в Международной конференции по бактериозам, которая проходила 15-17 сентября 2009 г. в г. Краснодаре на базе КубГАУ, где были представители «большой» академии, вузов и других организаций.
ВОПРОС БИОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
США практически завершили переход к созданию государственных систем химической и биологической безопасности, которые являются составными элементами общей системы безопасности. В 2001 году Пентагон выделил большие деньги, часть из них в виде двух грантов по линии Международного научно-технического центра и при поддержке USDA (проекты 1771 (2001-2005) и 3431 (2006-2012).
Соисполнители:
- ВНИИ фитопатологии РАСХН
- Центр «Биоинженерия» РАН
- N.W. Schaad (USDA, Fort Detrick, MD)
- Проф. Э.С. Пирузян (ИОГЕН,РАН)
- Проф. Ф.С. Джалилов (РГАУ-МСХА).
Ученые сделали колоссальный вклад в изучение развития эпифитотии бактериозов и разработку экспресс-методов их диагностики. Некоторые результаты исследований докладывались на конференции по бактериозам и изложены в работе «Генетическое разнообразие бактерий рода Pseudomonas, поражающих злаки» (авторы Е. В Матвеева., В. В. Котляров, В. А. Политыко, А. Н Игнатов, В. К. Боброва, И. А. Милютина, А. В. Троицкий, Н. В. Шаад).
Норманн Винер Шаад – специалист по бактериозам с мировым именем, сотрудник Министерства сельского хозяйства США. Его справочник по бактериальным болезням был издан в Китае миллионным тиражом и был роздан бесплатно сельхозпроизводителям, потому что бактериоз поражает рис – основной продовольственный злак страны.
Основной проблемой сегодняшнего дня является не столько распространение бактериозов, сколько фактическое отсутствие средств борьбы с ними.
Всех расслабило то, что XX век был относительно благополучен к массовому проявлению бактериозов. Бактериозы распространялись в последней трети XIX века. В XX веке было несколько волн болезней грибного происхождения, против которых были созданы эффективные синтетические фунгициды, однако сегодня практически отсутствуют высокоэффективные препараты бактерицидного действия.
Кроме того, в настоящее время корневые гнили – бактериально-грибного происхождения, где бактериальный компонент представлен бактериями-аэробами, которые хорошо развиваются в верхнем слое почвы на растительных остатках, что может быть серьезным препятствием для внедрения систем нулевой и минимальной обработки. Основные потери начнутся на полях с минимальной обработкой.
МЕЧ ПРОТИВ БИЧА
Предложено системное решение этой проблемы. Оно подразумевает применение двух фунгицидов для протравливания семян, один из которых имеет бактерицидное действие, а также антибиотика на основе продуцентов актиномицетов с дальнейшим использованием микробных препаратов на основе эндо-фитных и экзофитных штаммов микробов-заместителей. Предусматривается обработка пожнивных остатков сложными микробными препаратами. Из существующих сегодня микробных препаратов, несмотря на заверение продающих их организаций, нет ни одного, способного решать задачу борьбы с корневыми гнилями и другими болезнями бактериального происхождения.
Есть наблюдения, что в некоторых случаях препараты для разложения пожнивных остатков с выраженным антигрибным действием могут спровоцировать активное развитие бактериального компонента корневых гнилей. (Например: в одном из хозяйств Ростовской области применение осенью 2008 г. российского препарата Биофит-2 для разложения пожнивных остатков в условиях эпифитотии в 2009 г. вызвало падение урожайности озимой пшеницы с 44 ц/га (2008 г.) до 12 ц/ га (2009 г.). Поэтому в 2010 году будет предложено не менее трех новых препаратов для работы с растительными остатками, имеющими, кроме антигрибной, антибактериальную (против возбудителей бактериозов) активность. Активные компоненты разработаны во ВНИИ сельхозмикробиологии (С.-Петербург) и Институте вирусологии и микробиологии НАН Украины (Киев). Значительное увеличение урожайности делает эту систему экономически привлекательной.
Выше мы говорили в основном об эпифитотийном распространении Pseudomonas syringae на зерновых культурах. На самом деле имеет место активизация подвидов этого микроорганизма практически на всех сельскохозяйственных культурах: сое, горохе, люпине, фасоли, картофеле и др. Обычно к причине массового распространения, – естественной смене в звене паразит/гиперпаразит, прибавляют потепление климата.
Кроме Pseudomonas syringae, активизировались Xanthomonas translucens, Erwinia carotovora, Xanthomonas arboricola, Clavibacter michiganensis subsp. Michiganensis, Pseudomonas corrugate, Ralstonia solanacearum, Xanthomonas campestis и ряд других фитопатогенных бактерий. Смена патогенов – возбудителей бактериозов пасленовых – томата, картофеля, баклажанов и перцев произошла три года назад. Сегодня отмечается сильное поражение картофеля в Ростовской области, всей Восточной Украине, Волгоградской области и вообще во всем Южном Федеральном округе Российской Федерации. В данном случае наблюдается одновременное поражение 3-4 видами возбудителей бактериальных болезней и микоплазматической инфекцией. Симптоматика имеет сходство с поражением фитофторой и другими возбудителями грибных болезней. Существует необходимость дифференциальной диагностики для принятия эффективных решений. Применение фунгицидов в данном случае неэффективно. Если кто-то из фитопатологов сомневается в существовании эпифитотии бактериозов на пасленовых, рекомендую посетить теплицы в знаменитой Кривянке под Новочеркасском, которые поставляют ранние огурцы и томаты. Там давно используют разрешенные и неразрешенные антибиотики, трихопол в том числе, причем успешно. То же самое с успехом применяют и в Украине. Я всегда восхищаюсь народной сообразительностью.
Патогены – возбудители бактериозов на посевах рапса, капусты и других культур из семейства крестоцветных: Xanthomonas campestris pv. campestris штаммы NCPPB528T, LMG8004, B100, PHW231, pv. armoraciae (756C), pv. raphani (NCPPB1946T), X. arboricola (новый пато-вариант из капустных), Pseudomonas syringae pv. Maculicola DC3000 и др.
Бактериоз подсолнечника в первую очередь, проявляется в уменьшении густоты стояния растений, несмотря на полную норму высева семян. Отмечается значительная гибель молодых растений в фазе прорастания семян. Если в 2009 г., степень заражения семян в ЮФО России была в пределах 40%, то семена, которые пойдут на посев в 2010 г. инфицированы до 80%.(Частное сообщение проф. В. В. Котлярова.)
В последние 2-3 года наблюдается угнетение и частичные выпады в посевах озимой пшеницы, посеянной по подсолнечнику. Причина – токсическое действие выделений возбудителя бактериоза подсолнечника, которым зерновые колосовые не болеют.
Бактериозы крестоцветных отличаются не только возбудителями, но и обилием рас патогенов (например, X. Campestris), которые были завезены на семенах рапса из Германии, Франции и других европейских, азиатских и африканских стран, где зарубежные фирмы имеют семеноводство. Импортные семена обычно протравлены фунгицидами и это создает иллюзию защищенности. Фунгициды не контролируют бактериальную инфекцию, поэтому перепротравливание семян рапса, кукурузы, подсолнечника и других культур, поставляемых зарубежными и отечественными организациями, тирамсодержащим препаратом (не менее 400 г д.в. на тонну семян) плюс инсектицид должно стать обязательным приемом, если мы хотим избежать больших потерь. И вообще, контроль семян на наличие возбудителей бактериальных болезней как функция госсеминспекций должен быть восстановлен в качестве обязательной меры защиты.
ГЛАВНЫЕ ВЫВОДЫ:
- Наблюдается эпифитотийное распространение бактериальных болезней на посевах зерновых колосовых культур на Юге России (до 70-100%). В Украине в 2009 году поражение отмечено повсеместно на отдельных полях. Особенно были повреждены посевы на полях, прихваченных весенними заморозками.
- Выявлено эпифитотийное распространение бактериальных болезней на картофеле, томатах, кукурузе, рапсе, подсолнечнике, сое и других культурных растениях.
- В Украине, Краснодарском, Ставропольском крае, Ростовской области РФ наиболее распространены и вредоносны фитопатогенные бактерии Pseudomonas syringae spp.
- Определено, что бактериозы снижают урожайность в два и более раз за счет уменьшения кустистости, длины колоса и его озерненности, массы 1000 семян, содержания хлорофилла. При этом снижается качество зерна пшеницы.
- Применение различных бактерицидных средств для протравливания семян с использованием обработки вегетирующих посевов антибиотиками-продуцентами стрептомицетов с внесением микробиологических средств в рекомендуемых дозах обеспечивает защиту посевов от бактериозов, а также сохранность урожая и его качества.
- Применение инфицированного зерна в выпечке хлеба может привести к проблеме ухудшения здоровья человека.
- Использование инфицированного зерна на корм скоту приведет к падению продуктивности животноводства.
При написании данной статьи использованы материалы Международной конференции по бактериозам, а также материалы автора, его друзей и партнеров.
Александр Харченко, агроном-технолог ООО АПК «Новый стиль», Харьковская обл
Источник http://www.zerno-ua.com
|