Церкоспороз – самая вредоносная болезнь листового аппарата сахарной свеклы

Ежегодно в ряде Европейских стран, включая Россию, а также в Северной Америке церкоспороз своим воздействием на свекловичные посевы приносит большие экономические потери. Первое письменное упоминание о данном патогене было опубликовано еще в далеком 1856 году – гриб был впервые обнаружен в средиземноморском регионе и спустя столько лет он до сих пор знаком практически каждому свекловоду. Церкоспороз приводит к снижению урожайности и сахаристости, снижению технологического качества убранного сырья, ухудшению лёжкости, а накопление спор грибов на растительных остатках сахарной свеклы и сорняков закладывает фундамент для повторения проблемы с церкоспорозом в долгосрочной перспективе. Казалось бы, при том уровне проблематичности данного заболевания, который наблюдается на данный момент, и за многие годы противостояния этой болезни, агрономы должны были изучить своего «противника» досконально, и научиться предугадывать его появление наперед, но, к сожалению, все не так просто. Перенасыщение севооборота сахарной свеклой, нарушения технологии фунгицидной и гербицидной защиты, неправильный подход к выбору гибрида и другие факторы усложняют выполнение данной задачи для агрономических служб свеклосеющих хозяйств, в частности, в нашей стране. В зависимости от степени агрессивности патогена и качества агротехники, потери могут достигать 30–40%, а при раннем развитии болезни, оптимальных погодных условиях для патогена, ненадлежащей технологии защиты и в случае выращивания гибрида с низкой степенью устойчивости, урожай может погибнуть полностью. К примеру, в долине красной реки – крупнейшем регионе свеклосеяния Северной Америки, ежегодные потери от церкоспороза оцениваются в размере 250-300$/акр.

Биологические особенности гриба

Возбудитель церкоспороза – гриб Cercospora beticola принадлежит к семейству микосфереллевые, поражает надземные органы некоторых растений, в том числе сахарной свеклы, вызывая пятнистости листьев, преждевременное их усыхание и полную гибель.

Для распознания пятен церкоспороза стоит помнить о некоторых особенностях, которые характерны для этого гриба. На растении инфекция проявляется в виде некротических пятен округлой формы, диаметром 2-3 мм, а иногда до 0,5-1 см (Рис. 1а), которые образовываются на листьях и окружены бурой или фиолетовой каймой. Зачастую данные пятна сперва проявляются на старых листьях, но в зависимости от характера распространения спор, пятна могут появляться и на молодых листьях, расположенных на верхних ярусах листовой розетки одновременно со старыми. В центре пятна расположены споры церкоспороза. Они имеют черный цвет и образуют пучки (Рис. 1б, в), которые легко обнаружить невооруженным глазом при рассмотрении листа, позднее они вызревают в конидии прозрачного цвета (Рис. 1в,г).

а

б

в

г

Рис. 1: а – пятно церкоспороза на начальной стадии инфицирования листа, б – вызревшее пятно с пучком спор черного цвета, в – вызревшее пятно со зрелыми конидиями в увеличении 40х, г – вызревшее пятно со зрелыми конидиями в увеличении 20х.

География распространения и вредоносности церкоспороза охватывает целые регионы. Так происходит из-за универсальности данного патогена. Дело в том, что основные параметры, которые предопределяют инфицирование и успешное развитие патогена имеют очень широкие границы. Так, для инфицирования растений в период лёта спор достаточно чтобы лист был покрыт водяной пленкой (относительная влажность воздуха 90% и выше) и температура атмосферного воздуха была не ниже +15⁰С. При этом верхняя граница температуры равна +40⁰С.

Агрессивное поведение церкоспороза обусловлено тем, что гриб выделяет токсины, которые приводят к очень деструктивным последствиям. После образования локальных некрозов за счет работы фотоактивного токисна – церкоспорина, гриб с помощью токсинов другой группы – бетиколинов, начинает разрушать хлорофилл, находящийся в листовой пластине, лист приобретает желтый окрас, после этого инфекция распространяется дальше по черешкам, в результате чего растение может полностью потерять листовой аппарат (Рис. 2а). В таком случае первоочередной задачей поражённого растения сахарной свеклы является максимально быстрое восстановление утраченной площади активной фотосинтетической поверхности. Это происходит за счет нарастания новых листьев, но на этот процесс расходуются ресурсы, накопленные в корнеплоде, в том числе сахароза. Новые листья зачастую не успевают развиться до нормальных размеров. Они сразу же подвергаются атаке новыми спорами церкоспороза и часто инфицируются практически мгновенно после появления. Данный цикл может повторяться несколько раз – растение пытается нарастить ботву, а она практически сразу же отмирает от церкоспороза. В результате головка корнеплода нарастает все выше и становится вытянутой (Рис. 2б). В результате происходящих процессов снижается % содержания сахара и повышается содержание мелассообразующих веществ в корнеплодах, это ведет к трудностям в процессе переработки.

а

б

Рис. 2: а – схематическое изображение растения с симптомами сильного поражения церкоспорозом. б – внешний вид симптомов повторного отрастания ботвы на пораженных церкоспорозом корнеплодах.

Основные методы борьбы

Среди предупредительных мер борьбы с церкоспорозом стоит обозначить:

• отделение сахарной свеклы в севообороте от других растений-хозяев, таких как: столовая свекла, салат-латук и шпинат огородный.
• эффективный контроль сорной растительности, в особенности сорняков семейства маревые, которых в свекловичном поле можно встретить в изобилии.
• пространственная изоляция полей – для препятствования переноса спор гриба с одного поля на другое при помощи ветра необходимо располагать поля на расстоянии как минимум 80–100 метров между ними.
• ускорение минерализации растительных остатков.
• использовать вспашку полей, на которых проводится возделывание сахарной свеклы.

Данный набор мероприятий безусловно не обеспечит полного отсутствия патогена в поле в краткосрочной перспективе, так как инфекция сохраняется на растительных остатках в почве, которые служат основным источником инфекции и ее переносчиком между сезонами. Но, все-таки эти мероприятия помогут снизить наличие инфекции в поле.

Применение фунгицидов

Для принятия решения о начале обработки посевов, в качестве экономического порога вредоносности церкоспороза принято считать 5%. То есть, если из 100 листьев на 5 из них обнаружено как минимум одно пятно, то нужно начинать фунгицидную обработку против данного заболевания. Такой подход применим для многих регионов свеклосеяния, но там, где погодные условия идеальны для развития церкоспороза и где давление этого патогена велико, широко практикуется применение профилактических обработок в период, когда погодные условия складываются идеально для развития гриба. Таким образом, уже давно применение фунгицидов на сахарной свекле стало неотъемлемой частью интегрированной системы защиты растений от церкоспороза. При этом за последние годы число эффективных действующих веществ против церкоспороза сильно сократилось по причине их очень специфического способа действия и необдуманного использования таких фунгицидных веществ. Таким образом, те фунгициды, которые раньше были очень эффективными, перестают давать хорошую защиту. К примеру, эффективными были бензимидазолы (например, д.в. карбендазим), но на данном этапе они утратили эффективность против церкоспороза. То же самое касается некоторых стробилуринов и триазолов. Причина – мутации гриба и быстрое приобретение устойчивости от многократного применения фунгицидов с одинаковым способом подавления данного патогена. В результате у церкоспороза к таким фунгицидам очень быстро появляется резистентность, и они перестают быть эффективными. Так, к примеру, фунгицидное действующее вещество пираклостробин было очень эффективно в первые годы своего использования, но оно её утратило стоило лишь грибу сменить аминокислоту с одной позиции на другую – аланин был заменён на гуанин.

Для предотвращения потери эффективности фунгицидных веществ, в разных регионах применяют чередование действующих веществ в схемах фунгицидной защиты, в схемы возвращают более старые действующие вещества с несколькими зонами атаки патогена (вещества контактного действия, манкоцеб, пенкоцеб, медь- гидроксиды, хлорокиси или сульфаты), с ними также комбинируют триазолы или стробилурины чтобы предотвратить дальнейший рост уровня резистентности.

В данный момент существует множество исследований и практических опытов, которые направленны на прогнозирование развития церкоспороза на основании наблюдений погодных данных и мониторинга лёта спор в воздухе. Это очень перспективное направление, которое дает агрономам возможность работать фунгицидами на опережение более точно и эффективно.

Роль устойчивых гибридов

Селекция очень важна для борьбы с церкоспорозом. Подбор гибрида с уровнем устойчивости к церкоспорозу соответствующему степени давления патогена в зоне возделывания – это не только снижение потерь урожая в данном сезоне, но и минимизация масштабов проблемы с церкоспорозом в будущем. Опыт сезона 2021 года в Южных регионах показал, что за счет хорошего уровня устойчивости гибрида к церкоспорозу можно не только сохранить урожай, но и получить сахаристость на 1-2% выше, чем на гибридах с низкой степенью устойчивости, а также получить урожай с высоким технологическим качеством свекловичного сока. Более того, при правильном выборе гибрида под условия поля – с соответствующим уровнем устойчивости к церкоспорозу, существует возможность оптимизировать количество необходимых фунгицидных обработок и/или сдержать развитие болезни. Благодаря интенсивной селекционной работе негативная корреляция между уровнем устойчивости к церкоспорозу и продуктивностью гибридов была значительно снижена. И сейчас гибриды нового поколения с очень высоким уровнем устойчивости не проигрывают по продуктивности урожайным гибридам с более низким уровнем устойчивости.

С изменением климата погода становится все более подходящей для развития церокоспороза в более северных свеклосеющих регионах и регионах, расположенных глубоко в континенте. Поэтому важно использовать гибриды с хорошей степенью устойчивости к церкоспорозу во всех регионах свеклосеяния. В портфеле Бетасид имеются гибриды с самым различным уровнем устойчивости к данному патогену. Так, гибриды БТС 980, БТС 320, БТС 1965, имеют средний уровень устойчивости к церкоспорозу, гибриды БТС 705, БТС 950, БТС 5800, БТС 8430 и БТС 4770 имеют уровень устойчивости выше среднего или высокий.

Селекция, агрохимия и уровень агротехнологий прогрессируют из года в год. Всё это неотъемлемые составляющие хорошего урожая и интегрированной системы защиты культуры, но стоит отметить, что каждый из перечисленных не способен в одиночку дать хороший результат в борьбе с церкоспорозом в долгосрочной перспективе. Соблюдение севооборота (минимизация инфекции), ускорение минерализации растительных остатков, пахота (чтобы растительные остатки укрывались почвой для более скорой минерализации), фунгицидная защита, пространственная изоляция полей с сахарной свёклой в текущем сезоне и между годами, контроль сорняков (в особенности мари и ширицы) – все эти факторы важны для успешного сдерживания церкоспороза, который благодаря своей универсальности будет оставаться одной из важнейших проблем для свекловодов и в будущем.