Размещено на http://www.allbest.ru/

О фитовирусологическом состоянии посевов злаковых культур в Приморском крае

К.П. Дьяконов,

Представлены результаты комплексного обследования (иммунодиагностика, визуальная оценка, индикаторный метод, создание искусственных инфекционных фонов, электронная микроскопия) посевов зерновых культур в хозяйствах Приморского края на пораженность вирусными заболеваниями. Определяли степень поражения растений различными вирусами. Выявляли наиболее вредоносные вирусы, представляющие опасность для производственных посевов зерновых в условиях Приморского края. посев зерновой вирусный

ABOUT PHYTOVIROLOGICAL STATE OF CEREAL CROPS AT PRIMORSKY PROVINCE

K.P. D'yakonov, M.V. Sapotskii

The results of integrated analysis (immunodiagnosis, visual estimation, indicator technique, creation of artificial infectious background, electron microscopy) of cereal crops at Primorsky province on viral infection were presented. The percentage of viral damage of cereal crops at Primorsky province of Russia is low; it is for wheat, barley, rye, oat and maize - 0,22; 0,27; 0,1; 0,22 and 1,3 %, respectively. The number of infected plants on trial plots are at 7-10 folds larger than on economic crops. At collection nurseries the grade of damage of barley plants raised to 14,5 %, but of wheat plants it raised to 7,8 %. At economic crops of barley the most frequently occurring damage is stripe mosaic of leaves (34 % from total quantity of infected plants), on wheat crops it is ordinary mosaic (36 %) and on oat crops - dwarf and rosette of plants with mosaic of leaves.

В 60-80 годах прошлого столетия в мире было известно свыше 60 различных вирусных заболеваний злаков (1, 2). За последние два десятилетия количество идентифицированных возбудителей такого рода заболеваний непрерывно возрастало, и к настоящему времени зарегистрировано более 200 вирусов на злаках, из них на растениях пшеницы, овса, ячменя, злаковых трав, кукурузы и риса - соответственно 18, 12, 6, 36, 38 и 3 (3).

Общеизвестно, что вирусные болезни по своей распространенности и ущербу, наносимому культурным растениям, уступают только грибным заболеваниям. Прогнозирование фитовирусологической ситуации и проведение своевременных профилактических мероприятий (прежде всего агротехнического и селекционного характера) могут существенно снизить потери урожайности возделываемых культур. Однако точный прогноз возможен лишь при регулярном мониторинге распространения вирозов, анализе степени и характера поражаемости сельскохозяйственных растений.

В Дальневосточном регионе России до последнего времени не проводили комплексной оценки пораженности посевов зерновых культур, за исключением Амурской области, где в отдельные годы в ряде хозяйств визуально определяли степень поражения растений.

Целью нашей работы было комплексное обследование на основе иммунодиагностики посевов зерновых культур на значительной территории Приморского края для выяснения фитовирусологической ситуации в этих агроэкосистемах, а также анализ данных оценки селекционных посевов за 10 лет (1992-2002).

Методика. Объектом исследований служили посевы зерновых культур в 22 хозяйствах восьми районов Приморского края, где сосредоточена основная часть сельскохозяйственного производства. Общая площадь обследованных полей составляла более 6000 га, из которых посевы яровой пшеницы (в основном сорт Приморская 21), ярового ячменя (сорта Приморский 44 и Приморский 89), овса (сорт Тарпан), кукурузы и ржи занимали соответственно 2800, 3000, 445, 60 и 35 га. Маршрутные обследования полей проводили в соответствии с методическими указаниями (4). На каждом поле определяли количество растений, пораженных вирозами. Распространенность болезни в хозяйстве и районе рассчитывали по средневзвешенным данным, принимая во внимание размеры обследованных полей.

Образцы растений с характерными симптомами вирусного поражения доставляли в лабораторию для иммунодиагностики. В ряде случаев соком больных образцов механически инокулировали здоровые растения ячменя и пшеницы в фазе трех листьев. Кроме того, проверяли возможность передачи выявленных заболеваний посредством насекомых. С этой целью тлей Rhopalosiphum padi L., собранных с вирозных растений, подсаживали на здоровые растения, выращенные в теплице.

При интерпретации результатов, полученных в 2000 году в процессе визуальной оценки фитовирусологической ситуации в агроценозах злаковых культур, мы учитывали также данные 10-летних (1992-2002) наблюдений за селекционными посевами, проводимых в Приморском НИИ сельского хозяйства (НИИСХ).

Результаты. Пораженность вирусными и вирусоподобными заболеваниями растений зерновых культур составляла в среднем в посевах пшеницы, ячменя, ржи, овса и кукурузы соответственно 0,22; 0,27; 0,10; 0,55 и 1,30 %. На госсортоучастках и селекционных делянках Приморского НИИСХ пораженные вирозами растения встречались в 7-10 раз чаще, чем в производственных условиях (табл. 1). Эти существенные различия обусловлены более благоприятной для распространения инфекции экологической ситуацией, складывающейся на делянках: небольшая площадь, изреженность посевов, доступ к растениям насекомых по своеобразным "воздушным коридорам" межделяночных проходов. На делянках, учитывая характер проводимых работ, повышен риск механического перезаражения растений.

1. Степень поражения растений ярового ячменя вирусами штриховатой мозаики ячменя и обыкновенной мозаики злаков в селекционных посевах Приморского НИИ сельского хозяйства по годам учетов (%)

Степень поражения, количество вирозных растений и характер проявления симптомов заболевания в значительной мере зависят от условий возделывания культуры: срока сева, загущенности или изреженности посевов, степени засоренности поля, соблюдения или не соблюдения севооборотов и др. Например, отмечено, что посев зерновых культур по зерновым предшественникам способствует повышению поражаемости растений такими вирозами, как мозаика и карликовость растений.

Распространенность вирозов на злаках существенно варьировала по годам. Так, в засушливые годы она не достигала 0,1 %; переувлажнение почвы, длительные периоды пасмурной погоды способствовали повышению поражаемости растений, которая достигала в производственных и селекционно-семеноводческих посевах соответственно 3-5 и 12-14 %. Распространенность вирозов на культурных злаках зависит также от природно-климатической зоны, в которой последние произрастают. Например, в степной зоне Приморья степень заболеваемости оказалась несколько выше (0,37-0,42 %), чем в лесостепной (0,15-0,25 %) или южно-таежной (0,12-0,19 %) зонах. В посевах ячменя наиболее часто встречающимся симптомом вирусного поражения была штриховатая мозаичность листьев - 34,6 % от общего числа пораженных растений (табл. 2).

2. Доля растений зерновых культур, возделываемых в Приморском крае, с различными симптомами вирусного поражения в вегетационный период 2000 года (%)

С помощью иммунохимического метода, электронной микроскопии и индикаторного метода в растениях с симптомами штриховатой мозаики был обнаружен вирус штриховатой мозаики ячменя (ВШМЯ). Известно, что этот вирус распространяется в природе как посредством механического контакта, так и через семена. Анализ растений ячменя на стадии развитых всходов показал, что доля пораженных штриховатой мозаикой особей не достигала 0,1 %. Это косвенно свидетельствует либо о том, что ВШМЯ передается через семена в незначительном количестве, либо о том, что у большинства проростков инфекция первоначально протекает бессимптомно, возможно, вследствие подавления размножения и транспорта вируса фитогормонами. Однако уже в начале фазы кущения число пораженных штриховатой мозаикой растений увеличивалось почти на порядок. В этот период вряд ли происходит контактное заражение, так как растения в рядках еще не смыкаются друг с другом. Значительное увеличение числа вирозных растений за столь короткий период можно объяснить двумя причинами: в проростках закончилось бессимптомное развитие вирусов (если согласиться с высказанным выше предположением); наличие неизвестного пока мобильного переносчика инфекции. В пользу последнего предположения свидетельствует и то обстоятельство, что при увеличении размеров поля наблюдается устойчивая тенденция к снижению поражаемости злаковых культур штриховатой мозаикой.

При обследовании дикорастущих злаков вблизи посевов зерновых культур, проведенном в 22 хозяйствах Приморского края, не выявлено растений, пораженных ВШМЯ. Этот факт подтверждает, что круг растений-хозяев ВШМЯ действительно весьма узок и ограничивается, по всей вероятности, лишь культурными злаками. Помимо растений ячменя ВШМЯ был обнаружен нами в посевах пшеницы. Однако в условиях Приморского края ВШМЯ поражает растения пшеницы в 2-5 раз реже, чем ячменя, и практически не поражает посевы овса.

В посевах пшеницы, ячменя и овса нами было выявлено довольно значительное количество растений с признаками заболевания, сходными с симптомами, вызываемыми вирусом северной мозаики злаков (ВСМЗ): повышенная кустистость, прикорневая розеточность, мозаичность и др. (см. табл. 2). Известно, что в Приморье в отличие от Амурской области подобного рода симптомы на зерновых обусловлены смешанной инфекцией: тенуивирус (сходный с вирусом штриховатости риса) и фиторабдовирус мозаики злаков (возможно, штамм ВСМЗ) (5). По результатам иммунохимического тестирования растений пшеницы симптомы полосчатой мозаики, видимо, возникают под влиянием вируса карликовой мозаики кукурузы или же при смешанной инфекции - вирус полосчатой мозаики пшеницы и полулатентный вирус мятлика. Сходные внешние признаки заболевания могут проявляться и при инфицировании растений пшеницы вирусом мозаики костреца безостого (ВМК). Поражаемость этим вирусом зерновых в Приморском крае составляет не более 5 % от общего числа вирозов. Однако в лабораторных опытах установлено, что растения как ячменя, так и пшеницы весьма восприимчивы к ВМК. Так, при искусственном заражении растений 18 сортов пшеницы и 20 сортов ячменя степень поражения ВМК составляла в среднем соответственно 62,4 и 77,2 %; в параллельном опыте при заражении растений этих же сортов наиболее распространенным вирусом злаков ВШМЯ - соответственно 23,7 и 34,5 %. Меньшая распространенность на полях ВМК (по сравнению с ВШМЯ) обусловлена отсутствием передачи вируса через семена.

В посевах злаковых культур (особенно овса) по периметру поля довольно часто встречались карликовые растения (с мозаичностью или без нее), характеризующиеся высокой кустистостью (розеточность). Доля таких особей от общего числа растений, имеющих вирозоподобные симптомы, составляла в среднем около 17,2 %. Поскольку карликовость сопряжена с недоразвитием корневой системы, значительная часть таких растений отмирает задолго до окончания вегетационного периода, что нередко наблюдается в засушливые годы. Это заболевание часто возникает под влиянием смешанной инфекции (тенуивирус и фиторабдовирус мозаики злаков), что подтверждается иммунохимическим анализом. Сходные симптомы могут проявляться и при поражении злаков ВМК, вероятно, в тех случаях, когда инфицирование произошло на ранней стадии развития растений. Посредством иммунохимического анализа нами также установлено, что изредка встречающиеся на растениях овса симптомы пурпурной карликовости возникают при смешанной инфекции - вирус полосчатой мозаики пшеницы и полулатентный вирус мятлика.

Итак, результаты наших исследований подтверждают тот факт, что один и тот же вирус может вызывать различные симптомы заболевания, а схожие симптомы поражения могут проявляться на растениях, инфицированных разными вирусами (1). Это обстоятельство свидетельствует о необходимости даже при массовых обследованиях посевов на поражаемость вирусами проверять результаты визуальных наблюдений другими методами (иммунохимическими, электронно-микроскопическими и т.п.).

В настоящее время наибольшие потери урожая зерновых культур, возделываемых в европейской части России, вызывает заболевание, возбудителем которого является вирус желтой карликовости ячменя (ВЖКЯ) (6, 7). Эта болезнь широко распространена и на Дальнем Востоке, в частности в Китае и Японии (8, 9). В Приморском крае желтая карликовость ячменя нами пока достоверно не выявлена, однако существует ряд факторов, позволяющих опасаться ее появления в недалеком будущем: территориальная близость к Китаю, массовое распространение по всему Приморью тлей, являющихся в других регионах эффективными переносчиками ВЖКЯ. Нами получены отрицательные результаты в опытах по передаче тлями инфекции со всех "подозрительных" образцов растений. В случае механического заражения тест-растений различными вирусами симптомы заболевания отмечены только при инфицировании ВШМЯ и ВМК, причем доля совпадений с визуальной оценкой поражаемости достигала 83 %.

По данным проведенных в 2000 году исследований, болезни растений злаковых культур в Приморском крае возникают как под влиянием одного вируса, так и при смешанной инфекции. В наибольшей степени распространена штриховатая мозаика, вызываемая ВШМЯ. В отличие от Приамурья значительно реже встречаются симптомы вирусной мозаики злаков, что обусловлено менее благоприятными условиями существования приморской популяции темной цикадки (Laodelphax striatellus Fall.) - переносчика как рабдовируса, так и тенуивируса. Отсутствие на большей части территории Приморского края озимых форм зерновых подрывает кормовую базу цикадок местной популяции в ранне-весенний и поздне-осенний периоды их жизнедеятельности.

Вследствие небольшой распространенности вирозов в злаковых агроценозах Приморья следует признать фитовирусологическую ситуацию в крае относительно благополучной, однако она ухудшается при неблагоприятном стечении обстоятельств. В отдельные годы поражаемость зерновых культур четырьмя вирусами - ВШМЯ, ВМК, тенуивирусом и рабдовирусом - достигает 7-14 %. Не исключено и появление в злаковых агроценозах ряда хозяйств новых очагов заболевания в результате распространения вируса полосчатой мозаики пшеницы и полулатентного вируса мятлика.

Для семеноводческих, селекционных и производственных посевов наибольшую опасность представляет штриховатая мозаика ячменя и в меньшей степени - мозаика злаков. Поэтому наряду с селекцией, направленной на повышение продуктивности злаковых культур, следует проводить отбор на вирусоустойчивость. Для этой цели весьма полезной является полевая оценка поражаемости вирозами, а в ряде случаев и искусственное заражение растений, что позволяет уже на ранних этапах селекционного процесса выявлять относительно устойчивые к вирусной инфекции формы.

Таким образом, периодический мониторинг фитовирусологической ситуации в злаковых агроценозах Приморского края на основе комплексного обследования (визуальная оценка, иммунодиагностика, индикаторный метод, электронно-микроскопический анализ) и проведение профилактических мероприятий позволят значительно снизить ущерб от вирусных инфекций, в том числе свести до минимума вероятность возникновения катастрофических по своим последствиям эпифитотий.

Литература

Р а з в я з к и н а Г.М. Вирусные заболевания злаков. Новосибирск, 1975.

М и н с к а я Л.А., Ф е д о т и н а В.Л., Б о р о д и н а Е.Е. и др. Рабдовирусы злаков СССР. М., 1987.

П а н а р и н И.В. Состояние и проблемы исследований вирусных болезней злаковых культур. В сб.: Проблемы вирусных болезней зерновых культур и пути их решения. Тверь, 1993, 2: 2-3.

Методические указания по выявлению и учету вирусных болезней злаков. М., 1971.

С а п о ц к и й М.В. Электрофоретическое исследование белков растений, инфицированных вирусами мозаики и закукливания злаков. В сб.: Фитовирусы Дальнего Востока. Владивосток, 1993: 81-89.

М о ж а е в а К.А., В а с и л ь е в а Т.Я. Вирус желтой карликовости ячменя - возможная причина массового поражения зерновых злаков. Защита растений, 1992, 6: 52-53.

К о с т а л ь е в а Т.Б., М о ж а е в а К.А., В а с и л ь е в а Т.Я. Распространение и штаммовый состав вируса желтой карликовости ячменя. Вест. РАСХН, 1997, 2: 48-50.

Г н у т о в а Р.В., В о л к о в Ю.Г., Л ю й В э н ц и н. Фитовирусы Дальнего Востока России и Китая. В сб.: Проблемы фитовирусологии на Дальнем Востоке. Владивосток, 1996: 5-20.

G u y P.L. Barley yellow dwarf virus in Japanense pasture grasses and lack of correlation with the presence of fungal endophytes. Plant Pathol., 1993, 42, 1: 1-5.

Размещено на Allbest.ru