По следам эпифитотии

Наш собеседник – постоянный автор журнала, селекционер Вадим Ганеев. Сегодня разговор пойдет о ржавчине и других болезнях пшеницы, о сортах и их устойчивости к болезням, об аграрной науке и ее неприкаянной судьбе…

 Особенности «ржавого» года

– Вадим Анварович, каким выдался для вас уходящий год? Какие итоги можете подвести?

– Погода в Карабалыкском районе Костанайской области, где расположена наша фирма «Фитон», не баловала: переувлажненная незрелая почва весной, переуплотнение при посеве, сильное азотное голодание в период кущения. В июне во время холодных циклонов дули сильные ветра, и как следствие, – почвенная засуха  в северной половине нашего района и обильные дожди – в южной. Задержка колошения в июле, затем резкий набор температур в первой декаде августа и ранняя уборка. На первый взгляд все как обычно, чему тут удивляться, но последствия такого развития событий очень существенные. Анализируя итоги прошедшего сельскохозяйственного года, можно сделать однозначный вывод: он был не самым простым и во многом переломным в моем понимании стратегии развития селекции пшеницы на данном этапе. Он заставил задуматься о возможности науки противостоять скрытым природным угрозам.

– Помимо хорошо зарекомендовавшего у земледельцев сорта пшеницы Любава 5, автором которой вы являетесь, есть какие-то новые сорта на подходе?

– Мы не замыкаемся на Любаве 5, когда видим, как прирастают площади под ней в Казахстане и России. Мы смотрим вперед: размножаем и готовим к испытаниям несколько новых перспективных сортов, обладающих устойчивостью к грибным заболеваниям. Подходит к концу первый год государственного испытания в России нашего нового пластичного сорта яровой пшеницы Экада 214. Радует своими достижениями и Экада 70, один из первых сортов объединения «Экада». В этом году в России он вошел в тройку наиболее распространенных сортов яровой мягкой пшеницы.

– Побывав во второй половине августа в Карабалыкском районе, я видел, насколько серьезно пострадала пшеница от стеблевой ржавчины. В чем причина такого распространения этой болезни второй год подряд?

– Тут, к слову, можно вспомнить наше первое интервью («Аграрный сектор», № 4(22) за, 2014 год. – Прим. ред.). Помните, еще три года назад, я говорил, что статистически повышается вероятность новой серьезной вспышки стеблевой ржавчины.  Она обязательно будет, как только сложатся погодные условия и совпадут факторы, благоприятствующие ее массовому проявлению. Прогноз оказался верным. Подобного массового поражения на территории области не было 50 лет. Если посмотреть на ежегодное нарастание инфицирования стеблевой ржавчиной, то эта эпифитотия была вполне предсказуема, и она, к сожалению, произошла. В последние годы наблюдались очаговые поражения на поздних сроках посева пшеницы. А уже в прошлом году на нашем селекционном участке мы отметили совместное распространение вначале бурой, а затем и стеблевой ржавчины. Это позволило оценить устойчивость сортов и провести результативную браковку изучаемого материала.

В 2017 году произошла эпифитотия ржавчины на северо-востоке Костанайской области. Я уверен, что для классификации подобного нарастания инфекционной нагрузки подходит именно это определение. Все очень серьезно.

Согласно принятому в свое время ГОСТу, эпифитотия – это «массовое, прогрессирующее во времени и пространстве инфекционное заболевание сельскохозяйственных растений». Это явление, при котором сходные признаки заболевания наблюдаются у растений определенного вида на обширной площади в течение длительного времени. Термин образован от греческих слов «epi» и «phyton», означающих «среди» и «растения».

Поэтому я предлагаю сегодня поговорить в первую очередь о стеблевой ржавчине на яровой мягкой пшенице.

– Каковы особенности проявления этой болезни?

– Прежде всего этот патоген отличается от других сложным циклом развития, своими промежуточными хозяевами и специализацией, вирулентными расами и патотипами, генетикой популяции и большим ареалом распространения.

Уредопустулы стеблевой ржавчины на стебле пшеницы

Телейтопустулы стеблевой ржавчины на стебле пшеницы

Что мы обычно видим на растении при поражении ржавчиной? Вначале –светло-коричневые уредопустулы с уредоспорами, а затем – черные длинные телейтопустулы. Телейтоспоры, или, как их сейчас называют, телеоспоры, зимуют на растительных остатках. И во многом от их сохранности к весне зависит дальнейшая споровая нагрузка. Определенную долю дополнительной инфекции дают злаковые травы (пырей, кострец безостый). Это наглядно можно было наблюдать в августе на посевах пшеницы рядом с обочинами дорог и полями многолетних трав.

Поражение стеблевой ржавчиной костреца безостого

Но все это связано с бесполым размножением в летней части цикла. Гриб двудомный,промежуточным хозяином является  барбарис на котором завершается полный цикл развития гриба.Весной на листьях барбариса формируются эцидии с эцидиоспорами, которые инфицируют пшеницу, и все повторяется вновь.

Эцидии стеблевой ржавчины на листе барбариса

Считается, что в нашей зоне барбарис – достаточно редкое растение. Но если вы присмотритесь к колючему кустарнику с ярко-красными ягодами, а иногда и с красивыми антоциановыми листьями, то заметите, что его часто используют в озеленении парков, садов и дачных участков. Именно на барбарисе происходят половая стадия размножения и рекомбинация генов вирулентности, которые, помимо мутаций, являются основой изменчивости патогена. Хотя есть утверждения ученых, что на севере Казахстана на барбарисе формируется не пшеничная, а мятликовая форма ржавчины и что в основном у нас занесенная инфекция. Возможно, это так, но я не был бы столь категоричен. По моим наблюдениям, в этом году именно от барбариса произошло заражение падалицы пшеницы. Возникло логичное предположение, что идет нарастание инфекционной нагрузки, угрожающее яровой пшенице, посеянной в оптимальные сроки. Так и произошло.

 Как отличить бурую ржавчину от стеблевой

– Следующий вопрос – практический: как фермеру на растении отличить эти два вида ржавчины?

– Внешне проявления на листьях бурой и стеблевой ржавчины очень похожи. Но у бурой ржавчины пустулы небольшие, округлые, с мелкими спорами и не порошащие в начальный период. У стеблевой ржавчины, напротив, пустулы более крупные и вытянутые. Они быстро разрывают эпидермис пораженного листа и сливаются между собой. Не зря ее часто называют линейной ржавчиной. Чтобы отличить эти виды ржавчины, нужно перевернуть флаговый лист. Стеблевая ржавчина, в отличие от бурой, повреждает не только верхнюю, но и нижнюю сторону листовой пластинки.

Стеблевая ржавчина на нижней стороне листовой пластинки

Кроме того, она поражает фактически все части растения: стебель, ости, колосковые чешуи и даже стержень колоса. Но если очистить стебель, то под листовым влагалищем он будет неповрежденным. У селекционеров, работающих в степной зоне и традиционно ведущих селекцию на засухоустойчивость, возникают противоречия в оценке значимости выноса подколосового междоузлия над флаговым листом. Очевидно, что, увеличивая незащищенную часть стебля и площадь флагового листа, мы повышаем вредоносность ржавчины на растении. Придется искать компромисс.

Повреждение стеблевой ржавчиной подколосового междоузлия

В наших условиях заражение посевов бурой ржавчиной происходит равномерно и в более ранние сроки. Инфекция сохраняется на растительных остатках и падалице пшеницы, но часть спор прилетает к нам с воздушными потоками из южных регионов России. Во многом это и объясняет сходность популяций болезни. Хотя, как рассказал мне академик С.Санин, известный специалист по эпидемиям болезней, прямого заноса спорового материала из Кубани на север Казахстана все же нет. У стеблевой ржавчины споры более тяжелые, поэтому переносятся ветром на менее значительные расстояния и, как правило, распространение носит очаговый характер. Интересно, что в этом году агрономы наблюдали необъяснимое поражение полей в полоску, в стиле рекламы одной известной компании сотового оператора. Скорее всего, такой характер поражения связан с ветровыми потоками или с весенней обработкой полей. Часто поражение этими видами ржавчины идет одновременно. И тут в лидерах может оказаться тот гриб, который первым занял место на листе пшеницы. Стеблевая ржавчина проявляется на посевах не так часто, как бурая, но вредоносность ее более значимая, поскольку она разрушает все растение и тем самым существенно снижает урожай.

– Была ли эпифитотия ржавчины в 2017 году или это было просто локальное поражение полей ржавчиной в определенной части Костанайской области?

– На территории Северного Казахстана, Южного Урала, Зауралья и других соседних регионов проявлялась классическая эпифитотия стеблевой ржавчины. И идет она не первый год, хотя во многом ее вредоносность сглаживается массовым применением современных фунгицидов. К сожалению, у казахстанских аграриев пока нет понимания масштаба этой проблемы. Ее явно недооценивают.

Эпифитотийное проявление болезни зависит от сочетания различных факторов и в первую очередь погодных. При оптимальной температуре и влажности новая генерация формируется в течение недели. И так как заражение происходит не одновременно, то создается впечатление, что количество пустул нарастает ежедневно в геометрической прогрессии. На каждой стадии развития гриба есть определенные условия (наличие первоначальной инфекции, комфортная температура воздуха, капельно-жидкая влага, экспозиция и т. п.) для быстрого и массового распространения спор. Что и наблюдалось в этом году на наших полях. Кстати, по данным С.Санина (1998), у стеблевой ржавчины колоссальная репродуктивная способность. На одном гектаре посева пшеницы за сутки в зависимости от условий может образовываться до 2,4 х 10¹³ штук уредоспор. И нам повезло, что они очень чувствительны к свету, а точнее к действию ультрафиолетовой части спектра, и сохраняют свою жизнеспособность всего двое-трое суток.

Эпифитотии появляются неожиданно и так же быстро могут заканчиваться. Как говорят специалисты, наступает депрессия эпифитотийной ситуации. Но никто не даст гарантий, что будущим летом эпифитотия не повторится с новой силой. Устойчивых к ржавчине сортов пшеницы в производстве практически нет. Изменения в популяции патогена произошли, возросла его агрессивность. На полях имеется большой запас телейтоспор на соломе. Как они перезимуют, пока неизвестно. Зяблевая обработка с заделкой в почву растительных остатков не вписывается в современные агротехнологии. Поэтому если нас обойдет сильная летняя засуха, вероятность повторения эпифитотии высокая.  Очевидно, что у продавцов средств защиты растений будет очередной праздник. Применение фунгицидов на огромных площадях, да еще не по одному разу – это дорогого стоит.

– Как часто происходили эпифитотии стеблевой ржавчины в зерносеющих регионах Северного Казахстана?

– Одна из самых значительных эпифитотий стеблевой ржавчины на казахстанской целине была в 1967 году, которая нанесла огромный ущерб производству зерна пшеницы. Сильнее других поразился в то время новый сорт пшеницы Карабалыкской опытной станции Жана-кызыл. С занимаемой этим, как оказалось, сильно восприимчивым сортом площади в 250 тысяч гектаров практически не был собран урожай зерна. М. Койшибаев в книге «Болезни зерновых культур» (2002) пишет, что на Кустанайском ГСУ масса 1000 зерен у этого позднеспелого сорта при поражении составила всего 9,5 грамма. Но были и другие года с массовым инфицированием пшеницы стеблевой ржавчиной, правда, не таким сильным. Долго среди агрономов ходила байка о приезде на старейшую Карабалыкскую опытную станцию в августе 1964 года первого секретаря ЦК КПСС Никиты Хрущева. Все говорили о «красной новинке» и ржавых спорах на светлых штанах партийного лидера после посещения посевов вышеупомянутого красноколосого сорта (это была последняя поездка Н. С. Хрущева в Казахстан. – Прим. ред.). Но выводы из произошедшего не сделали, и в итоге через три года получили масштабную эпифитотию. Хотя и у сорта Жана-кызыл был свой «звездный час», когда селекционеры стали использовать его в качестве сорта-заражателя при закладке инфекционных фонов. В этой же монографии дан очень интересный аналитический материал по болезням на севере Казахстана. В частности, приводится информация об их массовом распространении на территории Комсомольского (Карабалыкского) района за период с 1949 по 1992 год: «…эпифитотийное развитие стеблевой ржавчины на яровой пшенице наблюдалось только два раза (в 1958 и 1962 гг.), а совместно с бурой – в 1967 и 1976 гг.». Можно поспорить с выводами по 1976 году, относительно засушливому, с сильными суховеями в начале августа. Мы в группе селекции короткостебельных пшениц Карабалыкской СХОС смогли получить в том году поражение пшеницы ржавчиной только при искусственном заражении. Но больше таких значимых эпифитотий стеблевой ржавчины у нас не было.

Вот другой пример из истории мощных эпифитотий в США, которые поставили производство пшеницы в этой стране под большой вопрос. По данным У.  Лоджеринга (1967), в США с начала прошлого века постоянные «эпифитотии стеблевой ржавчины вызывали колоссальные потери урожаев пшеницы». Так, в 1935 году от этой болезни в четырех штатах была потеряна половина урожая яровой пшеницы. Все это принесло не только убытки, но и дало толчок к развертыванию государственных программ по борьбе с эпифитотиями, по уничтожению восприимчивых видов барбариса в основных зонах возделывания пшеницы и селекции на устойчивость к этому патогену. Были созданы не поражавшиеся в свое время сорта Thatcher, Selkirk, Lee, Jastin, которые казахстанские ученые активно использовали в гибридизации в 1980-е годы.

– Можно ли бороться с эпифитотией ржавчины?

– Сейчас есть современные эффективные фунгициды, способные сдерживать развитие основных болезней пшеницы. Раньше эпифитотии противостоял только устойчивый к болезни сорт, но сегодня его роль заметно снижается. Изменился сам подход к защите растений. Многое зависит теперь от финансовой составляющей, наличия на рынке доступных средств защиты, знаний агронома и организационных моментов. И все равно устойчивый к болезням сорт наиболее действенный и дешевый компонент интегрированной защиты растений. А без ее внедрения мы будем постоянно тушить пожар эпифитотии не этой, так другой болезни.

В одном из наших интервью я уже говорил о возможности пространственно-генетического подхода к размещению сортов на определенной территории. Об использовании «сортовой мозаики» в борьбе с болезнями писала еще в 1980 году краснодарский фитопатолог А. Воронкова в своей монографии «Генетико-иммунологические основы селекции пшеницы на устойчивость к ржавчине». Это один из наиболее предпочтительных способов противостояния эпифитотиям. И на Кубани им давно пользуются. Подобный комплексный подход предполагает приоритетное развитие селекции и создание серии устойчивых сортов. Но на сегодня в Казахстане их нет.

– Но ведь у наших российских соседей есть сорта, способные противостоять этой болезни?

– В России есть новые устойчивые сорта, которые вполне можно привлекать для внедрения в производство в нашем регионе. Они созданы в объединении «Экада» (ведущие селекционеры В. Сюков, В.  Захаров, В. Кривобочек, В. Никонов, Н.  Василова, В. Ганеев), в СибНИИСХозе (И. Белан), в Омском аграрном университете (В. Шаманин), в ЗАО «Кургансемена» (И. Кашина), а также в ряде других учреждений, ведущих сегодня успешную селекцию в этом направлении. На базе ОмГАУ развернуты перспективные международные исследования под руководством известного ученого А. Моргунова, в том числе с использованием в селекции так называемых синтетиков. В первую очередь внимание уделено геному такого дикого сородича пшеницы, как эгилопс – Aegilops squarrosa и Aegilops tauschii. Есть и попытки завоза различными организациями зарубежных устойчивых сортов мягкой пшеницы. Из иностранных образцов, высеянных в этом году в Карабалыке, на Казахстанской сортоиспытательной станции, я бы выделил низкостебельный сорт Квинтус (Quintus) компании Saaten-Union GmbH (Германия). Сорт хорошо выдержал испытание ржавчиной. Однако, имея своеобразный европейский габитус растения, он вряд ли будет технологичным в нашей зоне. Из новых казахстанских сортов устойчивость к поражению стеблевой ржавчиной несет и сорт Айна, созданный на Карабалыкской СХОС совместно с СИММИТ (Международный центр по селекции пшеницы и кукурузы. – Прим. ред.). Эту способность передали ему сорта Pastor и Babax. Но возникает другой вопрос: какой смысл в новых устойчивых сортах, даже допущенных к использованию, если все они опоздали к массовому проявлению болезни? Самое неприятное, что, создав сейчас резистентные сорта и даже развернув их семеноводство, мы ничего кардинально не решим. К следующей эпифитотии популяция ржавчины изменится, и нужны будут новые формы с другими эффективными генами, которых, скорее всего, пока нет у исследователей. Единственный устойчивый к этой болезни сорт, который сегодня занимает значимые производственные площади в нашей области, – Любава 5. От внедрения остальных непоражаемых сортов, если закончится эпифитотия, эффект будет минимальный.

Ценный материал в плане устойчивости к болезням передавал нам в свое время СИММИТ. Но мы сами прекратили сотрудничество с самым эффективным мировым селекционным центром. Полтора десятилетия интенсивного труда по созданию совместного материала по программе «челночной» селекции, проводившейся во всех селекционных учреждениях Казахстана, так и не принесли желаемого результата. Селекционеры не успели доработать перспективный генетический материал по одной простой причине – не было выделено для биобезопасности страны минимального государственного софинансирования исследований на завершающем этапе селекционных работ. В итоге мы потеряли в масштабах страны очень много. Повторить подобную совместную работу уже не удастся. Время упущено. А жаль. Результаты этой селекционной программы могли быть впечатляющими.

Сегодня я слышу утверждения отдельных ученых, которые с определенной долей тщеславия говорят, что казахстанские сорта соответствуют мировому уровню. К сожалению, это далеко не так. Да, наши сорта – самые приспособленные к местным условиям, потому что создаются здесь, и это неоспоримый факт. Но мы не обладаем даже минимальными возможностями, которые есть у зарубежных селекционеров: нет современных селекционных баз, лабораторий с необходимым оборудованием, отсутствует масштабность исследований, нет привлечения к совместной работе высокопрофессиональных специалистов смежных специальностей. Без использования всего лучшего, что создано в мире, добиться успеха в казахстанской селекции невозможно. В тех же нескольких небольших отделах и лабораториях, ведущих сейчас селекцию, объемы прорабатываемого материала явно не соответствуют современному уровню научных исследований.

(Полную версию статьи читайте в №4(34) журнала «Аграрный сектор» за декабрь 2017 г.)

Заявки на подписку принимаются по тел.:

8 (7172) 23-84-36, +7 701 342 3046.

Подписку можно оформить в редакции и на сайте журнала www.agrosektor.kz, в разделе "Подписка".

Российским читателям обращаться по подписке в представительство в г. Кургане: менеджер по России и странам Восточной Европы - Наталья Махнина: тел. моб. 89125794282, e-mail: agrokurgan@yandex.ru