Распространение и вредоносность сетчатой пятнистости ярового ячменя

Яровой ячмень (Hordeum vulgare L.) остается одной из основных зерновых культур, занимая около 60 % площади весеннего сева яровых. Однако из-за изменения погодных и хозяйственных условий за последние годы наметилась тенденция к снижению объемов его производства. Нарушение технологии возделывания и сев восприимчивых сортов приводят к ежегодному поражению посевов грибными болезнями, среди которых доминирует сетчатая пятнистость. Ее возбудителем является патоген Pyrenophora teres Drechsler, паразитирующий на листьях, стеблях и колосе ячменя.

Вредоносность болезни заключается в разрушении хлорофилла фитотоксинами гриба. Это приводит к сокращению ассимиляционной поверхности, преждевременному отмиранию листьев, ускоренному созреванию и щуплости зерна. Помимо ячменя, патоген может поражать злаки из других родов, таких как Avena, Triticum, Bromus и другие.

• Средняя урожайность ячменя — 34 ц/га
• Недобор урожая от болезни — 21,0–44,0 %
• Влажность воздуха для заражения — 95–100 %
• Время заражения при +25 °C — 1 час
• Время заражения при +10 °C — 6 часов

Симптомы сетчатого и пятнистого типов болезни

Болезнь проявляется в двух различных формах, которые схожи по морфологии гриба, но отличаются генетически и по способу заражения растений. Сетчатый тип (net-type) и пятнистый тип (spot-type) сегодня имеют практически одинаковый ареал распространения в странах с высокой долей зерновых культур. Пятнистую форму впервые обнаружили в 2010 году на сортах западной селекции, а уже в 2014 году зарегистрировали в посевах ярового и озимого ячменя. В некоторых регионах этот тип уже стал доминирующим. При этом характерные симптомы поражения напрямую зависят от формы проявления патогена и устойчивости конкретного сорта.

• Сетчатый тип проявляется в виде мелких пятен или полос, которые разрастаются в продольные и поперечные бурые линии. Они образуют характерную сетку с зоной хлороза вокруг поражения длиной до 25 мм. На стеблях, колосе, чешуях и зерне болезнь выглядит как светло- или темно-бурые округлые пятна.
• Пятнистый тип образует на листьях темно-коричневые эллиптические некрозы размером 3×6 мм с выраженной хлоротичной каймой. На стеблях инфекция проявляется в виде мелких коричневых некрозов. При этом ассоциированный хлороз наносит растениям больший вред, чем сами некротические повреждения.
• На устойчивых сортах симптомы обеих форм выглядят как мелкие темно-коричневые точки, вокруг которых хлороз практически не развивается.

Жизненный цикл возбудителя и условия инфицирования

Жизненный цикл патогена привязан к фазам развития ячменя и смене сезонов. Основным источником инфекции служат растительные остатки, на которых гриб сохраняется в зимний период. Развитие и созревание зимующей стадии происходит последовательно в несколько этапов:

1. Формирование псевдотециев на пораженной соломе в конце вегетационного периода ячменя.
2. Созревание псевдотециев в течение 1–6 месяцев при температуре +10...+15 °C и обильных осадках.
3. Образование ранней весной асков, содержащих от трех до восьми (обычно восемь) аскоспор.
4. Разнос созревших аскоспор ветром или каплями дождя для первичного заражения всходов.

Симптомы первичного весеннего заражения аскоспорами проявляются на листьях в виде водянистых полос, идущих вверх по пластинке, или бледных сероватых пятен в ее центре. Инфекция быстро проникает в ткани молодых растений при наличии капельно-жидкой влаги. Дальнейшее развитие болезни зависит от сочетания тепла и влажности в посевах.

На пятнах, которые образовались в результате первичного заражения, появляется спороношение. Конидии распространяются ветром и/или осадками на соседние растения или переносятся на большие расстояния, переходя, таким образом, к циклу вторичного заражения, которое происходит через 5–20 дней (в зависимости от условий) после первичного.

Благоприятные условия для заражения конидиями наступают при влажной, теплой и солнечной погоде. Рядом авторов было установлено, что оптимальная температура для прорастания конидий в зависимости от типа проявления различается и составляет +25 °С для сетчатого и +20...+25 °С для пятнистого соответственно. Для заражения требуется период увлажнения листьев не менее 2 часов при 100 % относительной влажности воздуха. Патоген сильнее развивается при более длительном периоде повышенной влажности (10–30 и более часов). За сезон формируется несколько повторных заражений конидиями.

Было обнаружено, что наибольшее образование конидий происходит при следующих условиях: непрерывный умеренный дождь в течение 6 часов, затем 10 часов солнечного света и максимальная температура +22 °C. На нижних старых листьях количество конидий выше.

C.G.J Van den Berg и B.G. Rossnagel (Канада) получили подобные результаты, что распространение конидий сетчатой пятнистости с пиковым высвобождением спор происходит между 12:00 и 18:00 ч и 100 % прорастанием через 6 ч после инокуляции (при оптимальной температуре).

Сетчатая форма болезни помимо листьев поражает также колос и зерна ярового ячменя, что может стать дополнительным источником заражения. В настоящее время считается, что пятнистая форма болезни не поражает колос, однако некоторые ученые в условиях искусственной инокуляции осуществляли передачу данной формы с семенным материалом.

Завершается развитие гриба образованием псевдотециев на стерне, остатках соломы или сорных растениях, где в таком виде он сохраняется до следующего вегетационного сезона.

Факторы влияющие на развитие заболевания. Капельно-жидкая влага и температура являются важнейшими факторами, влияющими на развитие гриба. По данным Ю.А. Сущевич в Беларуси, коэффициент корреляции (r) между суммой выпавших осадков (в I декаде июня) и развитием заболевания составляет 0,96–0,99, что говорит о прямой корреляции, а между температурой воздуха и развитием варьируется от −0,48 до −0,62 (обратная корреляция).

Аналогичные результаты были получены и Т. К. Шешеговой (Россия). Исходя из ее многолетних данных, развитие сетчатой пятнистости в большей степени зависело от погоды в июне. Так, установлена обратная корреляция между развитием гриба и температурой (r= −0,48).

В РБ изучением влияния гидротермических условий на развитие сетчатой пятнистости занималась С. Ф. Буга. В ходе исследований было установлено, что наибольшее влияние на развитие заболевания оказывают погодные условия, а именно прохладная и дождливая погода в периоды посев-всходы-трубкование (ГТК>1,9).

Интегрированная система защиты. Одним из основных элементов современной технологии возделывания ярового ячменя является интегрированная защита от вредных организмов, в частности сетчатой пятнистости. Она включает в себя: организационно-хозяйственные, селекционные, агротехнические, химические и другие мероприятия.

Понимание цикла развития сетчатой пятнистости, ее сохранения и способа передачи являются определяющими в формировании системы защиты. Так, основными источниками инфекции являются: семена (внутри сохраняется мицелий, на поверхности – конидии); растительные остатки (зимует мицелий и конидии), псевдотеции на стерне; озимый ячмень и другие дикорастущие злаковые травы, на которых гриб сохраняется в виде мицелия.

Влияние обработки почвы. Проанализированные данные о влиянии обработки почвы на развитие сетчатой пятнистости противоречивы. Исследования T. K. Turkington и соавторов свидетельствуют, что традиционный способ обработки по сравнению с минимальным и безотвальным является более эффективным в снижении развития заболевания. Так, при традиционной обработке развитие в среднем составляло 3,9 %, при минимальной – 4,2 %, при безотвальной – 6,3 %.

Согласно другим исследования, различные способы обработки почвы не оказывают существенного влияния на развитие и распространение P. teres.

Размещение культуры играет существенную роль в ограничении распространения и развития болезни. По данным Шпанева А.М., нежелательно размещать производственные посевы ячменя рядом с полями этой же культуры, а также озимой ее формы, так как это может привести к большему распространению патогена.

Севооборот. При размещении ярового ячменя в севообороте после таких культур, как горох, кукуруза, овес, донник и др., значительно уменьшается пораженность посевов культуры сетчатой пятнистостью.

В системе севооборота возврат ячменя на прежнее место должен осуществляться не ранее чем через 2 года для снижения вероятности заражения.

Срок сева также играет определенную роль в развитии сетчатой пятнистости. По данным Щенниковой И.Н., более медленное развитие патогена наблюдалось при запаздывании с севом (в годы с достаточным увлажнением), а в случае раннего срока сева (при таких же условиях) растения ячменя сильнее поражались P. teres.

Норма высева. По данным Долгополовой Н.В., наименьшее поражение сетчатой пятнистостью наблюдалось в случаях, когда нормы высева семян составляли 4,0 и 5,0 млн/га. При увеличении нормы до 6,0 млн развитие болезни было в 2 раза сильнее, чем в варианте, где норма высева составляла 5,0 млн зерен на гектар. Сильное развитие патогена было связано, в первую очередь с загущением посевов, что приводило к более интенсивному поражению растений.

Выбор сорта. Возделывание устойчивых сортов является наиболее перспективным методом защиты культуры от болезни. По данным Лашиной Н.М., многолетний мониторинг болезней ярового ячменя позволил установить сорта, наиболее устойчивые к сетчатой пятнистости. Так, в группе устойчивых растений (развитие P. teres составляло менее 5,0 %) находились сорта: КВС Аста, Мелиус и Фэст. К группе слабо поражаемых (до 20,0 %) сетчатой пятнистостью ячменя были включены следующие сорта: Автограф, Даниэлле, Зу Сурен, КВС Тесса, Изумруд.

В 2012–2021 гг. Сущевич Ю.А. занималась изучением устойчивости сортов ярового ячменя к сетчатой пятнистости. В результате исследований было установлено 6 высокоустойчивых сортов (Linus, Нутанс 3291, Челябинский 95, Мик 1, Беркут, Дзiвосны) и 26 относительно устойчивых (Баган, Березинский, Визит, Виктор, Гастинец, Добрый, Зазерский 85, Зубр, Идеал, Ладны, Прима Беларуси, Талер, Кузнецкий, Натали, Сож и др.). Из всех вышеперечисленных сортов ярового ячменя к использованию в производстве допущены Мелиус, Фэст, Дзiвосны, Добры, Зубр, Ладны, Зазерский 85.

Удобрения. Согласно данным ряда авторов, различные дозы вносимых азотных удобрений не оказывали существенного влияния на пораженность ячменя сетчатой пятнистостью, поскольку развитие патогена в основном зависело от погодных условий.

По информации Шпанева А.М., органические удобрения непосредственно под ячмень вносить не рекомендуется, так как возрастает процент развития корневых гнилей, что приводит к ослаблению растений и как следствие более высокому поражению листовыми болезнями. Поэтому их следует вносить под предшествующую культуру.

Химический метод защиты включает протравливание и обработку фунгицидами и является важным элементом в интегрированной системе защите от сетчатой пятнистости. Эффективность данного метода в значительной степени зависит от правильного выбора фунгицида и сроков его применения.

Поскольку возбудитель сетчатой пятнистости сохраняется на семенах, эффективная защита культуры от болезни начинается с выбора протравителя, что целесообразно проводить на основе результатов фитоэкспертизы семян. Протравливание позволяет снизить распространение сетчатой пятнистости на начальных этапах роста растений. В то же время в годы с благоприятными для болезни условиями необходимо применять фунгициды.

Исследования, проведенные С.Ф. Буга, позволили выявить критерий для применения фунгицидов с целью защиты культуры от болезни – наступление биологического порога вредоносности.

На сегодняшний день основными классами действующих веществ фунгицидов, используемых во всем мире для ограничения развития P. teres являются карбоксамиды (SDHI), азолы (DMI) и стробилурины (QoI) и др., а также их комбинации.

Таким образом, для эффективной защиты ярового ячменя от сетчатой пятнистости необходимо: соблюдать севооборот и не допускать повторного посева культуры на том же участке; проводить запахивание растительных остатков; осуществлять посев с рекомендованной нормой высева в оптимальные сроки; использовать районированные непоражаемые сорта; протравливать семенной материал, а также проводить обработку посевов в период вегетации фунгицидами на основе действующих веществ из различных химических классов (карбоксамиды, азолы, стробилурины и др.).

Заключение. В результате анализа зарубежной и отечественной литературы было установлено, что сетчатая пятнистость, вызываемая грибом P. teres, является одной из основных болезней листьев ярового ячменя во всем мире. Она вызывает значительные потери урожая зерна и вместе с тем снижает его качество. Сетчатая пятнистость быстро развивается при оптимальных условиях окружающей среды – длительных периодах повышенной влажности (100 %) и температуры воздуха (+20...+25 °С). Для защиты посевов от болезни широко используются агротехнический, селекционно-генетический и химический методы защиты. Химический способ является одним из самых эффективных и включает в себя как протравливание семенного материала, так и применение фунгицидов в период вегетации.

Анисимов. А. И. Борьба с сетчатой пятнистостью ячменя с помощью биопрепаратов в системе органического земледелия / А. И. Анисимова, Н. В. Чернявина, С. А. Доброхотов // Роль молодых ученых в решении актуальных задач АПК: сб. науч. тр. по Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых и студентов, Санкт-Петербург-Пушкин, 25-27 февр. 2016 г. / М-во сел. хоз-ва РФ, С.-Петерб. гос. аграр. ун-т; гл. ред. С. Н. Широков. – СПб: СПбГАУ, 2016. – С. 3–6.

Анисимова, А. В. Первая находка гриба Pyrenophora teres f. maculate в Краснодарском крае / А. В. Анисимова, Н. В. Мироненко, С. А. Левшатанов // Вестн. защиты растений. – 2011. – № 3. – С. 53–56.

Астапчук, И. Л. Возбудитель сетчатой пятнистости листьев ячменя: биология, этиология, вирулентность, устойчивость растения-хозяина (краткий обзор) / И. Л. Астапчук // Науч. журнал КубГАУ. – 2017. – № 127 (3). – С. 1–24.