Бактериозы: незримый враг атакует


Озимая пшеница с признаками заболевания

Последние годы агрономы сталкиваются на полях с малообъяснимыми явлениями: слабое кущение зерновых и признаки нехватки минерального питания; неразвитая корневая система и неустойчивость растений к засухе; плохая перезимовка растений и массовое полегание зерновых; существенное снижение урожайности. Для растениеводства это означает снижение рентабельности при растущих затратах. Основная причина — смешанные бактериально – грибные инфекции. Традиционные методы защиты растений здесь бессильны, а неосведомленность аграриев об этих болезнетворных инфекциях усугубляет ситуацию.

Новые и старые болезни

Новые формы бактериальных поражений культурных растений появились в России еще в середине девяностых годов прошлого века и первыми жертвами стали томаты, выращиваемые в промышленных теплицах. После развала СССР на рынок России вышли зарубежные фирмы, которые с семенами ввезли вредоносные микробы-бактерии. В считанные годы болезни дошли до уровня эпифитотии (эпидемии) и потери в теплицах достигали половины урожая.
Тепличное овощеводство оказалось в тяжелейшем положении и лишь благодаря усилиям группы сельскохозяйственной экологии микроорганизмов ВНИИ Фитопатологии к концу девяностых удалось эти инфекции приструнить. Теперь большинство промышленных теплиц напоминает лабораторию: пол застелен белой пленкой, растения выращивают на искусственных субстратах и каждый год субстраты обновляют. Когда происходит смена культур, все конструкции теплиц обрабатывают дезинфицирующими растворами, при малейшем подозрении на бактериальную инфекцию применяют специальный антибиотик фитолавин (действующее вещество фитобактериомицин).

Действие средств защиты против возбудителей бактериальных болезней Слева-результат обработки семян пшеницы антибиотиком

Фитолавин родственник тетрациклина, а это значит, что растения поражаются болезнями, весьма схожими с болезнями человека и неизвестно, как потребление таких растений отразится на его здоровье.
На данный момент эту проблему удалось обуздать лишь в теплицах, а на открытом грунте промышленных полей, огородов дачников, куда перекочевала болезнь, из-за нее продолжают болеть и гибнуть томаты, картофель, перец, баклажаны. Аграрии, не имея понятия об истинных причинах, боролись с напастью с помощью фунгицидов, которые практически не затрагивали источник инфекции и на следующий год она возвращалась на поля.

В 2010 году, специалисты проанализировали массовое поражение и гибель картофеля на полях Азовского района Ростовской области и пришли к выводу, что вызвала массовую гибель картофеля бактерия Сlavibacter michiganensis pv. michiganensis, а гриб Fusarium oxysporum это воздействие усилил. Оперативно локализировать и подавить заражение не удалось и бактериальная инфекция из южных районов просочилась далеко на север.

В прошлом году власти напугало появление новой карантинной инфекции. Занесенная с выращенным в Египте ранним картофелем, бактерия Ralstonia solanacerum с прилавков магазинов разбежалась по всей Ленинградской области и с семенным картофелем стала развозиться по всей стране. Из других сельхозкультур за последние десять лет серьезно пострадали капуста и кочанные салаты, которые сейчас поражаются сосудистым бактериозом — возбудителем его стала бактерия – Xantomonas campestris. Украинские фермеры по этой же причине потеряли большую часть урожая рапса. Пораженный «невидимой» бактерией озимый рапс плохо перезимовывал, а по весне просто сгнивал на полях.

Корневая гниль, вызванная бактериозом

У новых болезней пшеницы и других злаковых культур сходная предыстория. В конце девяностых годов, преподаватель КубГАУ, профессор Владимир Котляров обратил внимание на то, что выращенные в лабораторных условиях колонии возбудителя фузариозных болезней пшеницы – Fusarium graminearum, стали необъяснимым образом угнетаться. Ученый определил причину этого феномена, которая крылась в бактерии Pseudomonas syringae – эпифитной бактерии, живущей на растительных остатках. За несколько лет эта бактерия вытеснила Fusarium graminearum с полей основных земледельческих районов России, география распространения которого к настоящему времени переместилась с юга России в Ленинградскую область и Финляндию, а через десять лет Pseudomonas syringae перешла к активному паразитизму на растениях. Вызванная ею болезнь (базальный бактериоз) достигла эпифитотийной (эпидемической) стадии развития. Из злаков больше всего пострадал озимый и яровой ячмень. Летом 2011 года, в Украине обсуждался вопрос о замене ячменя как кормовой культуры на кукурузу, так как несколько лет по загадочной причине он «не задавался» вне зависимости от погодных условий и соблюдения предписанных агротехнологий.

От чего лечить?

Особенность проявления воздействия микроорганизмов заключается в том, что при поражении растений бактериозами, часто возникают симптомы азотного и магниевого голодания, нехватки железа и других микроэлементов, а в фазе кущения зерновых колосовых появляются признаки фосфорного голодания – сохнут части листовой пластинки и сами растения желтеют.

Такая картина подчас дезориентирует специалистов – технологов и они спешат внести на поле минеральные удобрения, проводят минеральные подкормки по листу. Но при бактериозах внесение удобрений неэффективно, ведь причины симптомов совершенно иные и рассмотреть их можно разве что под микроскопом. Еще один немаловажный момент, мозаичность развития растений на полях бывает связана с возникновением бактериально – грибных корневых гнилей и агрономы обычно объясняют это неравномерным внесением удобрений. Причины плохого кущения зерновых и отставание развития вторичной корневой системы, также подчас списываются на неблагоприятные природные (абиотические) факторы.

В ряде областей увеличивается количество щуплого зерна и зерна с черным зародышем, напоминающим альтернариозное поражение. Наблюдается существенное снижение всхожести семян зерновых при хранении. Последние годы зерновики начали сталкиваться со следующим малообъяснимым явлением: падение классности зерна, уменьшение клейковины при хранении – это ещё один косвенный показатель заражения зерна болезнетворными бактериями.

Может ли быть иначе, если в новых условиях истинные причины тревожной симптоматики «на глазок» уже не определишь – для этого нужны лабораторные исследования, проведенные специалистами по определенным методикам, поэтому одна из наиболее болезненных проблем – отсутствие доступной для аграриев системы лабораторной диагностики бактериозов.
Как уже упоминалось, в полевых условиях внешние признаки бактериозов могут маскироваться либо проявлением голодания растений (из-за дефицита какого-то минерального элемента), либо симптомами вирусных или более «представительных» возбудителей микозов. На международной конференции по фитопатологии в Минске летом 2011 года президент ВПРС МОББ профессор д-р Данута Сосновска из Института защиты растений в Познани (Польша) назвала новые болезни «бессимптомными», ведь из-за более здоровых почв страны Восточной и Западной Европы столкнулись с бактериальными болезнями сельхозкультур гораздо позже, чем Россия или Украина. Тем не менее, «незримый враг» продолжает свой поход на запад, с каждым годом «осваивая» все новые и новые территории.

В бывших республиках СССР и ряде стран Восточной Европы из-за нарушений правил землепользования почвы в значительной степени потеряли супрессивность, и здесь потери от новых болезней значительно выше, чем в странах с более здоровыми почвами. Из-за того, что новые патогены стали проявлять универсализм и перешли к развитию на многих культурах, севооборот также перестал быть фактором, который разрывает цепочку передачи инфекции.

В тройке лидеров

В 2009 году профессор Владимир Котляров выделил три главные наиболее вредоносные бактерии-возбудители бактериозов поражающих полевые культуры: Pseudomonas syringae; Xanthomonas translucens; Xanthomonas arboricola.

Pseudomonas syringae поражает различные виды растений

Последний «персонаж» из этого списка еще недавно был совершенно неизвестной бактерией, а теперь это главный виновник низкого урожая подсолнечника в Ростовской области. Из-за Xanthomonas arboricola средняя урожайность подсолнечника в 2011 году здесь составила 8-9 ц/га. Для сравнения: на полях, где проводилась защита от этой бактерии, урожайность составила 24-28 центнеров.

Неприятной неожиданностью оказалось то, что переносчиками возбудителей бактериозов оказались насекомые – листососущие и листогрызущие, личинки некоторых насекомых, обитающих в почве, а также насекомые-опылители, включая пчел. Кстати, одной из гипотез массовой гибели пчел, зафиксированной в последние годы по всему миру, является их отравление токсинами фитопатогенных бактерий, невольными носителями которых они стали.

Особенностью развития новых болезней старший научный сотрудник микробиологической лаборатории по защите растений ВНИИ защиты растений, кандидат биологических наук, фитобактериолог Александр Лазарев назвал их способность накапливаться в почве, растительных остатках, семенах, сорняках до некоего критического уровня, чтобы затем при сложении ряда обстоятельств вызвать резкое падение урожайности.

Для базального бактериоза (возбудитель — Pseudomonas syringae) – это летние засухи, даже кратковременные – сказывается слабое развитие вторичной корневой системы злаков или даже ее отсутствие, наблюдаемое в последние годы, а также холодные зимы и весенние возвратные заморозки. Pseudomonas syringae также выделяет особый белок – активатор замерзания воды, который меняет температуру замерзания воды в растениях с -9С до -2-4 С, в результате чего даже успешно перезимовавшее растение может погибнуть весной после возобновления вегетации. Так, в 2010 году бактериозы стали причиной потери 40% урожая в Украине. Из-за весенних заморозков в Харьковской области погибла значительная часть посевов, остальные были заметно ослаблены, и в среднем по области урожайность озимой пшеницы составила 14,7 ц/га, снизившись в некоторых районах вообще до 8 центнеров. Россия в том же году списала весь неурожай пшеницы на засуху.

По мнению д.б.н. Александра Игнатова (центр «Биоинженерия» РАН), при благоприятных природных условиях потери от бактериозов могут составлять «ситуативные» 10%, а вот при сложении неблагоприятных обстоятельств можно потерять все, как это и произошло в ряде хозяйств в 2010 году. В прошлом году мягкий переход от зимы к весне и сбалансированная в летний период влага обеспечили высокий урожай зерна и на юге России, и в Украине, где был собран рекордный урожай зерновых. При этом, как показали исследования фитобактериологов, инфекции бактериального происхождения на полях с основными сельхозкультурами меньше не стало, и достаточно совпадения двух-трех негативных факторов, чтобы бактерии стали причиной потери если не всего, то очень значительной части урожая зерновых 2012 года.

Бактерии и макроэкономика

О масштабах и последствиях возможной трагедии можно судить хотя бы по тому, что отказ из-за низкого урожая России и Украины поставлять в 2010 году зерно в страны Северной Африки вызвал там резкое подорожание дешевого социального хлеба, с чего и начались волнения в Тунисе, Египте, Сирии и других странах. В начале 2011 года президент Всемирного банка Роберт Зоеллик предупредил, что резкий рост цен на продовольственные товары – «угроза глобальному росту и социальной стабильности», поскольку мир, впервые на нашей памяти, отделяет от хаоса только один бедный урожай. Опубликованные в январе 2012 г. данные Комитета Организации Объединенных Наций по сельскому хозяйству и продуктам питания свидетельствуют, что цены на основные продукты питания преодолели максимумы, установленные в 2008 году.

Впрочем, для США проблема продовольственной безопасности как внутреннего, так и мирового рынка всегда была стратегической. Так вот, в начале 2000-х, еще при президенте Клинтоне были выделены сотни миллионов долларов на изучение проблемы новых болезней растений. Деньги были выделены в рамках государственных программ химической и биологической безопасности, которые являются составными элементами общей системы безопасности США. Одним из руководителей-кураторов этой программы является доктор Норманн Винер Шаад – сотрудник отдела зарубежных болезней Минсельхоза США (Fort Detrick).

Чем же так заинтересовали американцев новые болезни растений? Версий причины вспышки бактериальных болезней несколько. Среди основных – изменение климата; деградация активного гумуса почв (почвы России и Украины десятилетиями не видели органических удобрений, истощены применением устаревших агротехнологий, и теперь любая инфекция, привнесенная с импортными семенами, не подавляется собственными ослабленными микробными сообществами). Сюда также входит массовое применение фунгицидов избирательного действия, которые уничтожают хорошо изученные нашими агрономами возбудителей грибных заболеваний, но абсолютно безопасны для бактерий. Фитопатогенные бактерии активно осваивают освободившееся от грибов пространство, в результате чего, применение системных фунгицидов может способствовать снижению урожая.

Кадры решают все

Сейчас на всей территории СНГ едва ли работают более 25-30 фитобактериопатологов. В Украине в работу активно включился отдел фитопатогенных бактерий Института микробиологии и вирусологии им. Заболотного НАНУ, а также научно-исследовательский отдел мониторинга почв и агроресурсов (Украинская лаборатория качества и безопасности продукции АПК, Национальный Университет биоресурсов и природопользования Украины, Киев). Есть несколько специалистов в Республике Молдова. К сожалению, в Институте защиты растений Республики Беларусь не оказалось специалистов-бактериологов, и один из научных центров республики обратился за помощью в диагностике растительного материала во ВНИИ фитопатологии. В Казахстане американцы инициировали создание специальной лаборатории по изучению патогенов растений. Министерство обороны Великобритании стало спонсором одной из последних фитопатологических конференций в Грузии. Вот, пожалуй, и все специалисты, которые, как говорится, «в теме».

Продолжение следует
Александр Харченко (ндсз.рф)

0 комментариев

Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.