Спецвозможности
Агрохимия

Желтая ржавчина пшеницы

30.03.2020
2711
Желтая ржавчина пшеницы фото, иллюстрация
Среди грибных болезней пшеницы виды ржавчины продолжают оставаться наиболее опустошительным растительным патогеном в мире. Потери урожая зерна из-за поражения грибными возбудителями варьируют от 10 до 70% и могут достигать даже 100%. В последнее время они все чаще появляются и в Украине, в частности, желтая ржавчина, возбудителем которой является гриб Puccinia striiformis West. (синоним - P. glumarum Eriks et Henn.), Может поражать 23 вида растений из семейства злаков. Кроме пшеницы, этот гриб повреждает ячмень, рожь и много дикорастущих и кормовых злаков, а также эгилопс, житняк, пырей, овсяницу безостую и другие. По климатическим условиям 72% площадей посевов пшеницы благоприятны для развития желтой ржавчины, однако проявляется она только на 42%.

 

По сравнению с другими видами, желтая ржавчина приспособлена к низким температурам. Прорастают урединиоспоры в условиях 100%-ной влажности при температуре 1-25°С (оптимум - 11-13°С), а уже при температуре 20°С и выше развитие болезни сдерживается. Причем при 14-15°С урединиоспоры прорастают в течение четырех часов, а при 7-10°С - через восемь-девять.
 
Урединиоспоры гриба одноклеточные, ярко-желтого цвета, шаровидные, диаметром 15-20 мкм, с бесцветной колючковатой оболочкой. Телиоспоры продолговато-булавовидные, двуклеточные, бурые, с короткой бесцветной ножкой, размером 30-57х16-24 мкм. Гриб развивается и зимует в урединиостадии и за лето дает несколько поколений урединиоспор, что способствует быстрому распространению инфекции. Сохранению и распространению возбудителя способствуют мягкая зима, влажные и прохладные весна и начало лета. Продолжительность уредогенерации зависит преимущественно от температуры. При жаркой погоде мицелий может отмирать, и тогда желтая ржавчина не проявляется. Неблагоприятно влияет на развитие болезни и недостаток света.
 
В последние годы из-за изменения климата желтая ржавчина быстро распространяется и на территорию Украины. В связи с биологическими особенностями возбудителя желтой ржавчины имеет лучшие условия для развития болезни в зонах с влажным климатом. Однако умеренные эпифитотии в степной зоне Украины за последние 20 лет также наблюдали в 1991, 2001, 2005, 2006 и 2007 гг.
 
Если раньше желтая ржавчина уражувала злаковые два-три раза в десять лет, то за последние 20 лет частота ее эпифитотий в Украине значительно увеличилось (пять-шесть).

Прояв жовтої іржі на листках озимої пшениці

Наибольший вред болезнь наносит в западных областях полесской и лесостепной зон. В этих районах инфекция успешно развивается на посевах высоковосприимчивых сортов пшеницы, образуя очаги сильно пораженных растений, что способствует ее дальнейшему распространению. Особенность желтой ржавчины - способность гриба продолжать свой рост на некотором расстоянии от места выращивания культуры, то есть развивать так называемый диффузный мицелий. Обнаружено, что мицелий паразита может вырастать на 2,5-2,9 мм в сутки. Урединиоспоры возбудителя желтой ржавчины распространяются ветром на большие расстояния, до 800 км. Это дает возможность патогена из очагов поражения попадать в другие регионы. Так, до 1979 г. в Австралии желтой ржавчины не было, урединиоспоры были занесены на ее территорию из Азии. В 1980 г. желтая ржавчина попала в Новой Зеландии. Это произошло путем воздушного переноса - урединиоспоры преодолели за год расстояние в 2000 км.
 
Весной заболевание сначала возникает на нижних листьях, а затем постепенно переходит на верхние и проявляется в виде единичных лимонно-желтых уредопустул. Последние впоследствии образуют большие группы, размещаясь рядами или полосками длиной до 10 см и более между жилками сверху и снизу листьев. Полоски уредопустул распространяются на листовые пазухи и стебли. Иногда поражают колоски, чешуи, ости. Позже в местах поражения образуются темно-бурые или почти черные телейтопустулы. Телейтостадию гриб образует ежегодно, но для распространения болезни она не имеет значения. К моменту цветения или молочной спелости много листьев желтеют и отпадают. При значительном развития ржавчины быстро меняется окраска поля.
 
Вред желтой ржавчины злаков проявляется также и в снижении ассимиляционной поверхности, нарушении физиологических и биохимических процессов, уменьшении зимо- и засухоустойчивости растений. У больных растений существенно сокращается производительность, что сказывается не только на количестве, но и на качестве полученного урожая. Особенно опасно поражение колоса, поскольку в результате этого зерно не наливается, подсыхает и формируется плосклым и легким.
 
Чем раньше растения поражаются желтой ржавчиной, тем больше недобор урожая от болезни. Пик ее проявления наблюдается, как правило, в период от цветения культуры до молочно-восковой стадии зерна. Степень развития желтой ржавчины зависит от физиологического состояния растений. Например, на листьях, сильно поврежденных другими видами ржавчины, болезнь развивается хуже. Основным источником инфекции являются ранние посевы озимой пшеницы и других озимых злаков, на которых гриб зимует в форме уредогрибницы.
 
Популяция возбудителя желтой ржавчины состоит из многих рас (на сегодня их известно более 50). Причем наиболее вирулентные расы P. striiformis происходят из Китая, в частности, из Тибета. Различают 41 ген ювенильной устойчивости и 14 генов устойчивости взрослых растений. Для многих из них разработаны молекулярные маркеры вроде SSR или AFLP, которые позволяют проводить быстрый отбор устойчивых генотипов.

Больше всего страдают от новых рас желтой ржавчины страны Средиземноморья. А Италия, Марокко и четыре скандинавских страны стали свидетелями появления совершенно новой расы желтой ржавчины, у которой еще нет названия. Примечательно, что новая раса наиболее распространена в Марокко и Сицилии, где угроза появления желтой ржавчины до недавнего времени считалась незначительной. Разные страны в Африке, Центральной Азии и Европе борются с новыми штаммами желтой ржавчины, которые никогда ранее не имели проявления на их полях. Предварительный анализ показывает, что новая раса относится к семейству штаммов, которое является агрессивным и лучше приспособленным к высоким температурам, чем большинство других.
 
Аграрии, которые выращивают пшеницу в Эфиопии и Узбекистане, одновременно борются со вспышками желтой ржавчины AF2012 - еще одной расы, обнаруженной в обоих странах в 2016 г. и нанесшей серьезный удар производству пшеницы, особенно в Эфиопии. AF2012 раньше можно было обнаружить только в Афганистане, до того, как она появилась в районе Африканского континента в прошлом году, где она повредила десятки тысяч гектаров пшеницы. Предварительные оценки ученых вызывают беспокойство, ведь до сих пор неизвестно, каким будет общее воздействие этих новых рас на различные сорта пшеницы в районах, пострадавших от поражения этим возбудителем.
 
В 2010 и 2013 годах новый вирулентный штамм желтой ржавчины вызвал серьезные вспышки и потери во многих странах Северной и Восточной Африки, Ближнего Востока и Южной Азии. Установлена раса желтой ржавчины Warrior (-), которая появилась «на радарах» ученых в Северной Европе и Турции несколько лет назад, продолжила свой воздушный рейд в 2016 г. и теперь широко представлена в странах Европы и Западной Азии.

На сегодня эффективным методом защиты пшеницы от болезней является создание устойчивых сортов. Подсчитано, что при полном переходе на устойчивые сорта только зерновых культур прибавка урожая будет равноценна увеличению посевных площадей на 20–25%.

Одним из важнейших вопросов, на котором основывается селекция культурных растений на устойчивость, является изучение генофонда пшеницы озимой среди коллекционных образцов различного эколого-географического происхождения и на инфекционном фоне для поиска эффективных источников устойчивости. Причем чем разнообразнее состав генов устойчивости доноров, тем эффективнее селекция на иммунитет.

Поэтому в Институте физиологии растений и генетики НАН Украины под руководством академика НАН Украины Владимира Васильевича Моргуна совместно с учеными Института пищевой биотехнологии и геномики НАН Украины проводят всестороннее молекулярно-генетическое изучение полевой устойчивости коллекционных сортов пшеницы озимой. Программа исследований касается в том числе и сортов Института физиологии растений и генетики НАН Украины, с последующим выделением новых источников и доноров устойчивости к желтой ржавчине с целью привлечения их в селекционные программы для создания сортов, адаптированных к местным условиям. Обнаружены новые источники устойчивости к возбудителю желтой ржавчины были подтверждены молекулярно-генетическим анализом на наличие генов устойчивости, связанных с устойчивостью к высокопатогенных рас желтой ржавчины и является ценным материалом в селекции сортов, устойчивых к возбудителю желтой ржавчины.
 

Т. Топчий, канд. с.-х. наук, заведующий лабораторией защиты растений, Институт физиологии растений и генетики НАН Украины

Б. Моргун, канд. биол. наук, заместитель директора по научн. работе, Институт клеточной биологии и генетической инженерии НАН Украины

Журнал «Пропозиція», №1, 2019 р.

 

Интервью
Виктор Шеремета, заместитель министра аграрной политики по вопросам развития фермерских хозяйств Украины
В начале октября в Министерстве аграрной политики и продовольствия была введена отдельная должность заместителя министра по вопросам фермерства. Им стал Виктор Шеремета, ранее занимавший должность вице-президента Ассоциации фермеров и... Подробнее
заступник директора з наукової роботи Інституту фізіології та генетики рослин НАН України, доктор біологічних наук, професор, член-кореспондент НАН України Віктор Швартау
Как только уборка озимых полностью завершилось, сайт «Пропозиція» обратился к заместителю директора по научной работе Института физиологии и генетики растений НАН Украины, доктору биологических наук, профессору, член-корреспонденту НАН... Подробнее

1
0