Хвороби озимого ячменю, що можуть поширюватися з насінням, та методи їхньої діагностики

В окремих випадках насіннєвий матеріал може бути місцем збереження інфекції, джерелом її відновлення наступного року та розповсюдження новими районами. Тому знання симптомів патологій насіння, біологічних особливостей збудників, умов зараження, збереження інфекції та спеціалізації патогенів є важливим як для діагностики хвороб насіннєвого матеріалу, так і для вибору заходів захисту.

М. Кирик, д-р біол. наук,
М. Піковський, канд. біол. наук,
Національний університет біоресурсів і природокористування України

Насіння ячменю уражується багатьма грибами, що зумовлюють різноманітні симптоми хвороб. При цьому за допомогою візуального аналізу важко встановити причину плюсклості, зміни забарвлення зерен тощо. Також слід відмітити, що патогени можуть знаходитися в насінні без зовнішніх ознак захворювань, у латентному стані. В такому випадку виявити їх можна тільки за допомогою спеціальних методів аналізування.
Летюча сажка
Збудником хвороби є гриб Ustilago nuda Kell et. Sw. Виявити її можна в посівах ячменю під час колосіння рослин. Уражений колос, виходячи із піхви листка, спочатку прикритий тоненькою прозорою плівкою, крізь яку просвічується спорова маса світло-коричневого відтінку. Іноді зустрічається колосся, уражене частково. Після підсихання плівка, яка покриває спорову масу, руйнується і відбувається розпорошування та розсіювання мікроскопічних теліоспор у повітрі. Наслідком цього є те, що від ураженого колоса залишається тільки стрижень.
Збудник летючої сажки паразитує на рослині протягом двох вегетаційних періодів: у перший рік відбувається зараження зав’язей (період цвітіння), що формуються, на другий рік проявляється хвороба (період колосіння). Зараженню ячменю сприяють висока вологість повітря і підвищена температура (20...25°С) під час цвітіння.
Хвороба є дуже шкідливою. У разі руйнування колосу прямі втрати врожаю з рослини становлять 100%. Спостерігається також явище прихованого недобору врожаю, що пов’язане з втратою ураженими рослинами продуктивності (низька виповненість зерна, менша його маса, підвищена сприйнятливість до інших хвороб, понижена зимостійкість тощо).
Джерелом інфекції летючої сажки є насіння, в якому знаходиться грибниця патогену (ембріональний тип інфекції). В інфікованих зернівках її можна виявити в щитку — у вигляді довгих мікроскопічних ниток, а в ендоспермі — коротких. Важливим є те, що за зовнішнім виглядом інфіковане зерно не відрізняється від здорового. Тому під час огляду зерен важко встановити його зараженість збудником летючої сажки.
Для ідентифікації гриба U. nuda в насінні ячменю розроблені різні способи та методи. Зокрема, метод аналізу зародка, анатомічний метод, грунтовий, або польовий, спосіб.
В Україні під час фітопатологічного аналізу для виявлення в зерні ячменю збудника летючої сажки використовують метод аналізування зародків, наведений в ДСТУ 4138-2002 (Насіння сільськогосподарських культур. Методи визначення якості). Слід відмітити, що метод є трудомістким, потребує знань морфології міцелію фітопатогенних грибів та особливостей його локалізації в ураженому зародку.

Тверда (кам’яна) сажка
Збудником хвороби є гриб Ustilago hordei Kell. et Sw. Проявляється захворювання в період колосіння рослин. На уражених рослинах колоски немовби тризубчасті, а іноді й зберігають свою природну форму. Всі частини колоса, окрім остюків, перетворюються на чорно-буру масу теліоспор, прикриту свинцево-сірою плівкою. Теліоспори склеєні у тверді грудочки, для руйнування яких потрібне зусилля. Уражений колос не завжди виступає з піхви листка.
Під час збирання, обмолоту рослин та очищення зерна сажкові грудочки частково руйнуються, а мікроскопічні теліоспори потрапляють на поверхню зерна та під його плівки.
Джерелом інфекції є заспорений насіннєвий матеріал. У зерні гриб зустрічається у вигляді чорних грудочок спор, іноді із залишками прикриваючих квіткових лусочок, і у вигляді спор, що прикріпились до оболонки або залишилися під плівками зерна.
Зараження рослин відбувається у фазі проростання насіння. Цьому процесу сприяє температура грунту близько 20°С та його вологість 60–70% повної вологоємності.
Методи аналізу насіння ячменю щодо виявлення теліоспор збудника наступні: візуальний аналіз, обмивання насіння та центрифугування, мікроскопічний аналіз теліоспор.
Зокрема, за допомогою візуального аналізу насіння можна виявити чорні грудочки теліоспор сажки, що розламуються на шматочки. Водночас більш точним є метод обмивання насіння та центрифугування суспензії спор, наведений в ДСТУ 4138-2002.

Фузаріоз
Збудниками хвороби є гриби роду Fusarium Link. Хворе насіння характеризується плюсклістю та білуватим забарвленням. На його поверхні можуть формуватися рожеві або оранжеві подушечки, що являють собою спороношення патогену. Водночас, залежно від умов і термінів зараження, зовнішні ознаки захворювання можуть бути різними або зовсім відсутні.
Зараження зерна грибами роду Fusarium під час вегетації рослин відбувається за умов підвищеної вологості і температури повітря в період збирання врожаю.
Уражене зерно втрачає або має низьку схожість. Крім того, у ньому накопичуються мікотоксини. Слід враховувати, що збудники фузаріозу можуть розвиватися у вологому зерні під час його зберігання. Таким чином, одним із джерел інфекції фузаріозу є зерно, в якому знаходиться грибниця патогену та конідії на його поверхні. Загалом, гриби роду Fusarium відрізняються між собою міжвидовою патогенністю, мають широку спеціалізацію. Домінування того чи іншого патогену буде залежати від екологічних факторів.
Використання під час висіву зерна з прихованою формою ураження фузаріозом спричинює прояв кореневої гнилі та загибель сходів. Рослини, що вижили, є ослабленими та більш сприйнятливими до інших захворювань.
На сьогодні розроблені різні способи виявлення фузаріозних зерен. Наприклад, частину з них можна встановити за допомогою зовнішнього огляду (за умов наявності типових симптомів). Однак у такому випадку з поля зору випадають зерна, що мають приховану інфекцію та, на перший погляд, не відрізняються від здорових.
Більш точним є біологічний метод аналізування, що передбачає пророщування зерна у вологій камері та у вологому піску або його висів на живильні середовища. За таких умов провокується проростання патогену, що знаходиться всередині зерен. Наступним етапом є ідентифікація грибів.
З метою виявлення збудників фузаріозу та інтенсивності ураження проростків кореневою гниллю використовують спосіб пророщування зерна в рулонах фільтрувального паперу.
За ураження фузаріозом на зернівках (під час їхнього пророщування) та органах проростків з’являється тонка, ніжна сніжно-біла (рожева, малинова) грибниця, а інколи й помаранчеві коростинки. Корінці загнивають від основи, стають бурими або склоподібно-прозорими. Відмічається побуріння колеоптилю, стебла, закручування стебла, деформація всього проростка.

Плямистості
Смугаста плямистість. Збудником хвороби є гриб Drechslera graminea Ito. Проявляється протягом вегетації ячменю. Часто уражуються листкові пластинки і листкові піхви. У рослин сортів, що є сприйнятливими до хвороби, може відбуватись побуріння зерна в межах зародка (чорний зародок), а також всієї зернівки.
Насіння ячменю є одним із джерел інфекції хвороби. Патоген може знаходитись у вигляді грибниці в області зародка (нестійких сортів) та конідій на поверхні зернин. У зерні сортів з підвищеною стійкістю інфекція знаходиться у верхній частині насіннєвої шкірки. Під час проростання ураженого насіння досить часто повністю руйнуються зародкові корінці, що призводить до загибелі рослин.
Сильно уражене зерно вирізняється темно-коричневим забарвленням основи квіткових плівок та плюсклістю. Водночас для уточнення етіології пігментації зерно пророщують.
Сітчаста плямистість. Збудником хвороби є гриб Drechslera teres Ito. Масово проявляється на листках. За ураження колоскових лусочок утворюються світло-бурі слабопомітні плями.
Насіння є одним із джерел інфекції хвороби, оскільки патоген може зберігатися на його поверхні у вигляді конідій.
Темно-бура плямистість. Збудником хвороби є гриб Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shaem. Він може уражувати всі частини рослини і спричинювати кореневу гниль, плямистість листя та чорний зародок зерна. В останньому випадку буріють колоскові плівки, а зародкова частина насіння чорніє або коричневіє. Уражені зерна плюсклі та мають низьку схожість.
Можливі випадки прихованого інфікування насіння, коли хвороба виявляється лише під час його проростання.
Насіння є одним із джерел інфекції, оскільки всередині нього може знаходитись грибниця патогену та конідії — на його поверхні. Гриб В. sorokinianа паразитує на рослинах різних систематичних груп — злакових, бобових, пасльонових, складноцвітих та ін. Хвороба стрімко розвивається за температури 22…26°С у період цвітіння та за високої відносної вологості повітря (95–97%) на початку молочної стиглості зерна. У цей період відбувається масове зараження зерна.
В Україні згідно з ДСТУ 4138-2002 для виявлення зараженості насіння ячменю збудниками смугастої та сітчастої плямистості використовують біологічний метод (вологу камеру). При цьому враховують аспекти світлового режиму для стимулювання спороношення одного із патогенів.
Гриб Bipolaris sorokiniana (збудник темно-бурої плямистості) виявляють шляхом пророщування насіння у рулонах фільтрувального паперу.
В уражених зернівок під час проростання корінці буріють, загнивають, від основи покриваються чорним нальотом. Відмічається недорозвинення корінців, побуріння стебла та колеоптилю, деформація проростків.

Альтернаріоз
Збудниками хвороби є гриби роду Alternaria Nees, що паразитують на різних органах рослин. У разі ураження зерна — спричинюють симптоми чорного зародка, який проявляється у вигляді потемніння оболонки зернівки в області зародка. Гриби часто вилучають із зерна, що не має симптомів хвороби, під час його пророщування у вологій камері.
Гриби роду Alternaria заселяють зерно під час розвитку рослин у польових умовах до збирання врожаю. Зараження може відбуватись у періоди цвітіння, молочної і молочно-воскової стиглості. Грибниця патогену зосереджується в плодовій оболонці (перикарпі), найчастіше — над зародком. Хоча є інформація, що міцелій гриба пронизує щиток і може проникати неглибоко в ендосперм, а також у поверхневі клітини зародкових корінців і паростка. Відмічені аспекти слід враховувати під час фітопатологічного аналізування зерна.
Насіння є одним із джерел інфекції, оскільки всередині нього може знаходитись грибниця патогену. Зберігаються гриби також конідіями на поверхні зернин. Слід відмітити, що гриби роду Alternaria паразитують на багатьох видах рослин. Водночас багато аспектів альтернаріозу насіння мають суперечливий характер, наприклад щодо шкідливості. Тому в умовах України є необхідність вивчення та уточнення видового складу збудників, а також методів діагностики спричинених патологій насіння.
Отже, якісно провести фітопатологічну експертизу насіннєвого матеріалу ячменю можна за допомогою спеціальних методів, які враховують біологічні особливості патогенів. Наприклад, сажкові хвороби вимагають диференційованого підходу. Для виявлення в насінні ячменю збудника летючої сажки використовують метод аналізування зародків, а теліоспори збудника твердої (кам’яної) сажки встановлюють методом обмивання насіння та центрифугування суспензії спор.
Також під час фітопатологічної експертизи зерна ячменю важливо провести оцінку проростків (на наявність інфекції, спричиненої грибами родів Fusarium, Drechslera, Bipolaris та Alternaria), оскільки серед насіння знаходяться зернівки з різним ступенем ураження. Часто основна маса насіння у зразку заражена поверхнево і лише незначна його частина має глибоке ураження, а наявність патогену на насінні не завжди свідчить про поганий розвиток майбутньої рослини. Тому під час оцінки шкідливості насіннєвої інфекції практичне значення мають симптоми ураження з переходом міцелію патогену із зернівки на тканини проростка. Це слід враховувати під час визначення фітопатологічного стану насіннєвого матеріалу. Загалом за результатами встановленої характеристики насіння слід приймати рішення стосовно методів та способів його оздоровлення.