Бактеріози. Все, що потрібно знати

1. НЕ ПОГАНА перезимівлі, А ВАЖКА ХВОРОБА
2. ОЗНАКИ І ПОВЕДІНКА ВОРОГА
3. ХТО І ДЕ ЗНАХОДИТЬСЯ В КУРСІ ПОДІЙ
4. ПИТАННЯ БІОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ
5. МЕЧ ПРОТИ бича
6. ГОЛОВНІ ВИСНОВКИ:

Почався цей процес недавно - якщо в 1998 році мікробіологи могли його спостерігати у себе в лабораторіях, то вже до 2005 року агрономи відзначили прояв захворювання на полях зернових в формі пожовтіння рослин і всихання країв листя. Захворювання проявлялося локально у вигляді плям від півметра в діаметрі і смуг неправильної форми від десятка до сотень метрів довжини. Симптоматика бактеріозів зернових взагалі подібна до симптомами нестачі поживних елементів фосфору, азоту, магнію і деяких мікроелементів, хоча реально прояв жовтизни на рослинах пов'язано з руйнуванням хлорофілу під дією токсинів фітопатогенних бактерій. (Опубліковано в № 05.2010 р) Старий англійський анекдот:

Схвильований слуга вривається в кабінет лорда: «Повінь, сер! Рятуйтеся! Темза вийшла з берегів і зараз буде тут! »

Лорд: «Вийди геть і доклади, як годиться!»

Слуга (через деякий час) урочисто відкриває двері: «Темза, сер!»

Бактеріози як повінь затоплюють наші поля і можуть знищити наш урожай. Як сталося, що маловідомі і досить необразливі, що відносила ще кілька років тому 2-5% врожаю захворювання стають бичем наших полів?

Хтось буде сперечатися: «Які бактеріози? У нас проблема грибних хвороб. Ми несемо великі втрати від фузаріозу на зернових, фітофтори на картоплі, томатах і на інших пасльонових і так далі ».

Дійсно, ще кілька років тому Fusarium graminearum - збудник фузаріозних кореневих гнилей та фузаріозу колоса зернових, забирав у нас від 20% врожаю в звичайні роки до 50% в роки епіфітотій. Але в природі існують закони саморегуляції, і проти сильно розмножилося паразита з'являється гіперпаразит, який знищує першого. Цим гіпер паразитом виявилася епіфітна бактерія Pseudomonas syringae, яка навчилася харчуватися Fusarium graminearum і до теперішнього часу його практично знищила. Зайнявши його нішу, вона розмножилася. Бактерія змогла «домовитися» з малозначущими до останнього часу іншими грибами роду Fusarium, внаслідок чого склад кореневих гнилей останнім часом повністю змінився.

Почався цей процес недавно - якщо в 1998 році мікробіологи могли його спостерігати у себе в лабораторіях, то вже до 2005 року агрономи відзначили прояв захворювання на полях зернових в формі пожовтіння рослин і всихання країв листя. Захворювання проявлялося локально у вигляді плям від півметра в діаметрі і смуг неправильної форми від десятка до сотень метрів довжини. Симптоматика бактеріозів зернових взагалі подібна до симптомами нестачі поживних елементів фосфору, азоту, магнію і деяких мікроелементів, хоча реально прояв жовтизни на рослинах пов'язано з руйнуванням хлорофілу під дією токсинів фітопатогенних бактерій. Деякі вчені все це намагаються пояснити нерівномірним внесенням мінеральних добрив, що дезорієнтує агрономів-технологів в прийнятті рішень. Внесення мінеральних добрив не дає очікуваного результату. Ми перевіряли потреба рослин в елементах живлення за допомогою методики функціональної діагностики живлення рослин, розробленої в Росії у ВНДІ агрохімії ім. Д. Н. Прянишникова Усков Е. І., на полях господарства, розташованого в Ростовській області. Рослини всім своїм виглядом «кричали» про брак азоту, але аналіз за активністю хлоро-пластів свідчив про повну забезпеченість рослин цим елементом живлення. До речі, це господарство в 2009 році мало падіння врожайності з 44 до 12 ц / га.

НЕ ПОГАНА перезимівлі, А ВАЖКА ХВОРОБА

Останні 2-3 роки бактеріальні хвороби вийшли на рівень епіфітотії, викликаючи втрати врожаю, які помилково приписуються поганий перезимівлі рослин, посухи, нестачі мінеральних добрив, поганий захист від захворювань рослин грибної природи і т.д. Практики позбавлені можливості проведення точної діагностики у зв'язку з відсутністю на станціях захисту як компетентних фахівців з бактеріальних хвороб рослин, так і методик їх визначення. Все це тільки загострює проблему.

Нами були перевірені насіння озимої пшениці на ступінь ураження збудниками базального (Pseudomonas syringae) і чорного бактеріозів (Xanthomonas translucens) за методикою, розробленою проф. Котлярова (ФКубГАУ, м Краснодар). Ступінь зараження насіння озимої пшениці, посіяної під урожай 2010 року, була від 25 до 85% у тих зразків, які були отримані від господарств, розташованих в смузі Харків - південь Ставропольського краю. Найбільш були вражені насіння інтенсивних сортів пшениці іноземного походження Ларс і Евклід. Прояв хвороби навесні 2010 року було наступне: непогано перезимували посіви гинули навесні 2010 року після сходу снігу і сталій середньодобовій температури вище + 2 ° С від невеликих нічних заморозків. Справа в тому, що фітопатогенні бактерії в складі складних кореневих гнилей починають розвиватися раніше грибів при температурі + 2 ° С. Вони синтезують білок, який є центром льодоутворення при низькій температурі. Внаслідок цього стійкість рослин до негативних температур обнуляється і рослини гинуть при незначних нічних заморозках, хоча повинні витримувати -9 ° С і нижче. Цим можна пояснити значною мірою весняну загибель озимого ріпаку на значних площах. Причому характерною була картина, коли вимерзала центральна частина поля, а на краях поля, де сніг зійшов пізніше, рослини прекрасно збереглися. Наслідки від заморозків у квітні-травні для посівів, уражених бактеріозом, можуть бути катастрофічними.

ОЗНАКИ І ПОВЕДІНКА ВОРОГА

Може мати місце як самостійний розвиток бактеріозів, так і спільне (змішана бактеріально-грибна інфекція, бактеріально-мікоплазматіческіе інфекції), послідовна зміна бактеріальних хвороб грибними.

Популяції фітопатогенних бактерій на території України і Росії мають характерні ознаки як за видовим складом бактерій, так і за генетичною різноманітністю всередині видів. Ряд видів (Cmm, X. arboricola) перейшов до паразитизму на нових рослинах-господарях. Нові види фітопатогенів (Dickeya sp.) Проникають в Україну і Росію з посівним та посадковим матеріалом і переходять до епіфітотійного розвитку.

Непрямі ознаки зараження бактеріальною інфекцією злакових культур в останні 2-3 роки:

• Мозаїчність полів, як при недоліку і нерівномірному внесення елементів мінерального живлення.
• Погана морозостійкість рослин. Без явних причин загибель рослин в осінньо-весняний період. (Особливо схильні до цього посіви озимого ячменю).
• Сильне ослаблення рослин при весняних заморозках.
• Щупле зерно, іноді з чорним зародком (дуже схоже на поразку грибом Alternaria alternatа - але при диференціальної діагностики це може бути Pseudomonas syringae pv. Atrofaciens).
• Погане розвиток вторинної кореневої системи, що робить рослини вкрай уразливими до посухи і нестачі харчування.
• Засихання кінчиків листків зернових на стадії кущіння. Це може проявлятися і восени і навесні.
• Разноярусность посівів кукурудзи. При перевірці у відстаючих в рості рослин спостерігається загибель зародкового корінця.
• При посухи лист кукурудзи починає засихати немає від країв до середини листа, а з центральних жилок (схожість з симптоматикою, пов'язаної з нестачею цинку).
• Специфічна жовтизна посівів, пов'язана з руйнуванням хлорофілу.
• Синдром жовтого прапорцевого листка при зеленому листі нижніх ярусів.
• Слабка дія фунгіцидних препаратів, - іноді після тимчасового поліпшення виду рослин після обробки відбувається погіршення (коли системний препарат знищує грибний компонент інфекції, який замінюється бактеріальним, на останній фунгіцид не діє).
• Зниження, а не підвищення якості зерна при зберіганні (падіння вмісту клейковини).
• Зниження хлібопекарських якостей борошна, виготовленого із зараженого зерна.
• Зниження розрахункової динаміки отримання надбавки ваги птиці, поросят і телят.

ХТО І ДЕ ЗНАХОДИТЬСЯ В КУРСІ ПОДІЙ

В Україні лідером по вивченню і розробці методів боротьби з бактеріозами культурних рослин є Інститут вірусології та мікробіології УАН, зокрема, відділ фітопатогенних бактерій, очолюваний доктором біологічних наук, академіком В. Ф. Патика.

В інституті в останні роки захищені декілька кандидатських і докторських дисертацій за цим напрямком, де підтверджено актуальність теми боротьби з розвитком і поширенням бактеріозів сільськогосподарських рослин. Готується до видання книга-довідник по збудників бактеріальних хвороб.

У Росії бактеріозами займається ВНДІ фітопатології, Центр «Біоінженерія» РАН, проф. В.В. Котляров (КубГАУ) і ряд інших дослідників. Проф. В.В. Котляров є автором підручника для вузів «Бактеріальні хвороби культурних рослин», який вийшов маленьким тиражем в 2009 році, і визнаний кращим підручником року.

В Україні проблеми епіфітотії бактеріозів активно обговорюються у вузькому колі фахівців, і кому пощастить дістати вийшли тиражем 500 примірників «Тези доповщей» XII з'їзду товариства мікробіологів України ім. С. М. Виноградського (проходив 25-30 травня 2009 року в Ужгороді), той може почерпнути для себе багато цікавого і корисного на цю тему.

В цілому позиція Россельхозакадеміі і Національної аграрної академії України щодо проблеми епифит-тотіі бактеріозів нагадує поведінку «подзалетевшей» дівчата, яка мріє, що все, може бути, «розсмокчеться» сама собою. Вони проголошують проблему бактеріозів неіснуючою і вводять в оману керівників Міністерства аграрної політики України та Міністерства сільського господарства РФ, які щиро хочуть розібратися в проблемі зниження врожайності та отримання низькосортного зерна в останні роки. Ця політика веде до втрати часу для розробки національної програми протидії епіфітотії і зниження втрат на національному рівні, а також має місце активне протистояння обговоренню проблеми. Так чи інакше, обидві національні сільгоспакадемії проігнорували участь у Міжнародній конференції з бактеріозів, яка проходила 15-17 вересня 2009 року в м Краснодарі на базі КубГАУ, де були представники «великої» академії, вузів та інших організацій.

ПИТАННЯ БІОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ

США практично завершили перехід до створення державних систем хімічної і біологічної безпеки, які є складовими елементами загальної системи безпеки. У 2001 році Пентагон виділив великі гроші, частину з них у вигляді двох грантів по лінії Міжнародного науково-технічного центру та за підтримки USDA (проекти 1771 (2001-2005) і 3431 (2006-2012).

співвиконавці:

• ВНДІ фітопатології РАСГН
• Центр «Біоінженерія» РАН
• NW Schaad (USDA, Fort Detrick, MD)
• Проф. Е.С. Пірузян (ІОГен, РАН)
• Проф. Ф.С. Джалилов (РГАУ-МСХА).

Вчені зробили колосальний внесок у вивчення розвитку епіфітотії бактеріозів і розробку експрес-методів їх діагностики. Деякі результати досліджень доповідалися на конференції по бактеріозам і викладені в роботі «Генетична різноманітність бактерій роду Pseudomonas, що вражають злаки» (автори Є. В Матвєєва., В. В. Котляров, В. А. Політико, А. Н Ігнатов, В. К . Боброва, І. А. Мілютіна, А. В. Троїцький, Н. В. Шаад).

Норманн Вінер Шаад - фахівець з бактеріозам зі світовим ім'ям, співробітник Міністерства сільського господарства США. Його довідник по бактеріальних хвороб був виданий в Китаї мільйонним тиражем і був розданий безкоштовно сільгоспвиробникам, тому що бактеріоз вражає рис - основний продовольчий злак країни.

Основною проблемою сьогодення є не стільки поширення бактеріозів, скільки фактична відсутність коштів боротьби з ними.

Всіх розслабила те, що XX століття було відносно благополучний до масового прояву бактеріозів. Бактеріози поширювалися в останній третині XIX століття. У XX столітті було кілька хвиль хвороб грибного походження, проти яких були створені ефективні синтетичні фунгіциди, однак сьогодні практично відсутні високоефективні препарати бактерицидного дії.

Крім того, в даний час кореневі гнилі - бактеріально-грибного походження, де бактеріальний компонент представлений бактеріями-аеробами, які добре розвиваються в верхньому шарі грунту на рослинних рештках, що може бути серйозною перешкодою для впровадження систем нульовий і мінімальної обробки. Основні втрати почнуться на полях з мінімальною обробкою.

МЕЧ ПРОТИ бича

Запропоновано системне вирішення цієї проблеми. Воно має на увазі застосування двох фунгіцидів для протруєння насіння, один з яких має бактерицидну дію, а також антибіотики на основі продуцентів актиноміцетів з подальшим використанням мікробних препаратів на основі ендо- Фітни і екзофітних штамів мікробів-заступників. Передбачається обробка пожнивних залишків складними мікробними препаратами. З існуючих сьогодні мікробних препаратів, незважаючи на запевнення продають їх організацій, немає жодного, здатного вирішувати завдання боротьби з кореневими гнилями та іншими хворобами бактеріального походження.

Є спостереження, що в деяких випадках препарати для розкладання пожнивних залишків з вираженим антігрібним дією можуть спровокувати активний розвиток бактеріального компонента кореневих гнилей. (Наприклад: в одному з господарств Ростовської області застосування восени 2008 р російського препарату Биофит-2 для розкладання пожнивних залишків в умовах епіфітотії в 2009 р викликало падіння врожайності озимої пшениці з 44 ц / га (2008 г.) до 12 ц / га (2009 г.). Тому в 2010 році буде запропоновано не менше трьох нових препаратів для роботи з рослинними залишками, що мають, крім антігрібной, антибактеріальну (проти збудників бактеріозів) активність. Активні компоненти розроблені у ВНДІ сельхозмікробіологіі (С.-Петербург) і Інституті вірусології та ми кробіологіі НАН України (Київ). Значне збільшення врожайності робить цю систему економічно привабливою.

Вище ми говорили в основному про епіфітотійне поширення Pseudomonas syringae на зернових культурах. Насправді має місце активізація підвидів цього мікроорганізму практично на всіх сільськогосподарських культурах: сої, горосі, люпині, квасолі, картоплі та ін. Зазвичай до причини масового поширення, - природній зміні в ланці паразит / гіперпаразит, додають потепління клімату.

Крім Pseudomonas syringae, активізувалися Xanthomonas translucens, Erwinia carotovora, Xanthomonas arboricola, Clavibacter michiganensis subsp. Michiganensis, Pseudomonas corrugate, Ralstonia solanacearum, Xanthomonas campestis і ряд інших фітопатогенних бактерій. Зміна патогенів - збудників бактеріозів пасльонових - томата, картоплі, баклажанів і перців сталася три роки тому. Сьогодні відзначається сильна поразка картоплі в Ростовській області, всієї Східної України, Волгоградської області і взагалі у всьому Південному Федеральному окрузі Російської Федерації. В даному випадку спостерігається одночасне ураження 3-4 видами збудників бактеріальних хвороб і мікоплазматіческой інфекцією. Симптоматика має схожість з ураженням фітофторою та іншими збудниками грибних хвороб. Існує необхідність диференціальної діагностики для прийняття ефективних рішень. Застосування фунгіцидів в даному випадку неефективно. Якщо хтось із фітопатологів сумнівається в існуванні епіфітотії бактеріозів на пасльонових, рекомендую відвідати теплиці в знаменитій Крівянке під Новочеркаському, які постачають ранні огірки і томати. Там давно використовують дозволені і недозволені антибіотики, трихопол в тому числі, причому успішно. Те ж саме з успіхом застосовують і в Україні. Я завжди захоплююся народної кмітливістю.

Патогени - збудники бактеріозів на посівах ріпаку, капусти та інших культур з сімейства хрестоцвітних: Xanthomonas campestris pv. campestris штами NCPPB528T, LMG8004, B100, PHW231, pv. armoraciae (756C), pv. raphani (NCPPB1946T), X. arboricola (новий пато-варіант з капустяних), Pseudomonas syringae pv. Maculicola DC3000 і ін.

Бактеріоз соняшнику в першу чергу, проявляється в зменшенні густоти стояння рослин, незважаючи на повну норму висіву насіння. Відзначається значна загибель молодих рослин у фазі проростання насіння. Якщо в 2009 р, ступінь зараження насіння в ЮФО Росії була в межах 40%, то насіння, які підуть на посів у 2010 р інфіковані до 80%. (Приватне повідомлення проф. В. В. Котлярова.)

В останні 2-3 роки спостерігається пригнічення і часткові випади в посівах озимої пшениці, посіяної по соняшнику. Причина - токсична дія виділень збудника бактеріозу соняшнику, яким зернові колосові не хворіють.

Бактеріозі хрестоцвітніх відрізняються НЕ только Збудник, а й великою кількістю рас патогенів (например, X. Campestris), Які були завезені на насінні ріпаку з Німеччини, Франции та других європейськіх, азіатськіх и Африканська стран, де Закордонні фірми ма ють Насінництво. Імпортне насіння зазвічай протравлені фунгіцідамі та це створює Ілюзію захіщеності. Фунгіциди не контролюють бактеріальну інфекцію, тому перепротравліваніе насіння ріпаку, кукурудзи, соняшнику та інших культур, що поставляються зарубіжними і вітчизняними організаціями, тірамсодержащім препаратом (не менше 400 г д.р. на тонну насіння) плюс інсектицид має стати обов'язковим прийомом, якщо ми хочемо уникнути великих втрат. І взагалі, контроль насіння на наявність збудників бактеріальних хвороб як функція госсемінспекцій повинен бути відновлений в якості обов'язкової заходи захисту.

ГОЛОВНІ ВИСНОВКИ:

• Спостерігається епіфітотійне поширення бактеріальних хвороб на посівах зернових колосових культур на Півдні Росії (до 70-100%). В Україні в 2009 році ураження відзначено повсюдно на окремих полях. Особливо були пошкоджені посіви на полях, взятих весняними заморозками.
• Виявлено епіфітотійне поширення бактеріальних хвороб на картоплі, томатах, кукурудзі, ріпаку, соняшнику, сої та інших культурних рослинах.
• В Україні, Краснодарському, Ставропольському краї, Ростовській області РФ найбільш поширені і шкідливі фітопатогенні бактерії Pseudomonas syringae spp.
• Визначено, що бактеріози знижують врожайність в два і більше разів за рахунок зменшення кущистості, довжини колоса і його озерненості, маси 1000 насінин, вмісту хлорофілу. При цьому знижується якість зерна пшениці.
• Застосування різних бактерицидних засобів для протруювання насіння з використанням обробки вегетуючих посівів антибіотиками-продуцентами стрептоміцетов з внесенням мікробіологічних засобів в рекомендованих дозах забезпечує захист посівів від бактеріозів, а також збереження врожаю і його якості.
• Застосування інфікованого зерна у випічці хліба може призвести до проблеми погіршення здоров'я людини.
• Використання інфікованого зерна на корм худобі призведе до падіння продуктивності тваринництва.

Під час написання даної статті використані матеріали Міжнародної конференції по бактеріозам, а також матеріали автора, його друзів і партнерів.

Олександр Харченко, агроном-технолог ТОВ АПК «Новий стиль», Харківська обл