В последние годы вопросы защиты сельскохозяйственных растений в системе возделывания культур выдвигаются на передний план и являются особенно актуальными, так как уровень развития патогенной микрофлоры в почве и на семенном материале достиг критического значения. В семенном фонде большинства хозяйств, практически отсутствует здоровый материал, почти каждая партия семян в той или иной мере заражена различными патогенными микроорганизмами. Данная ситуация усугубляется из года в год, так как не соблюдаются основные элементы технологии возделывания культур.
Важным элементом управления фитосанитарным состоянием посевов является контроль состава почвенных микромицетов, так как состояние микробиоты является основой жизни в почве для культурных растений, обеспечивающей стабильность их урожая. Микологический состав почвы в агроценозах зависит от многих факторов, однако определяется в основном предшествующей культурой. Качественный и количественный состав почвенной микробиоты влияет на супрессивность почвы, ее антифитопатогенный потенциал и «здоровье» в целом.
Супрессивность почвы – это показатель почвенного здоровья, проявляемый в подавлении и /или элиминировании из почвенной фито- топатосистемы отдельных видов фитопатогенов, обусловленный совокупным действием биологических, физико-химических и агрохимических свойств почвы.
Патогенностью называют способность паразита вызывать инфекционный процесс, обусловленный метаболитами гриба.
Как правило накопление большого количества растительных остатков в поверхностном слое почвы существенно увеличивает популяцию микроорганизмов, которые являются возбудителями болезней растений.
Патогенные грибы способны сохраняться в почве в течение нескольких лет. Продолжительность выживания при отсутствии основных хозяев, подавляющих патогенов, зависит от того, в какой форме гриб сохраняется. Так, например, хламидоспоры видов Fusarium способны сохраняться в почве свыше 5 лет. Некоторые виды грибов, являясь обитателями почвы, могут сохранять жизнеспособность чрезвычайно долго, такие как Ophiobolus, Gibellina, Rhizoctonia, Phomopsis, Verticillium, Rhizopus, Pythium, Alternaria, Cercosporella и др., в связи с чем севообороты в борьбе с ними часто не дают должного эффекта.
В сезоне 2016 года специалистами Научно-Консультационного отдела компании «Агротек» было отобрано и проанализировано 102 почвенных образца из ризосферно-прикорневой зоны сельскохозяйственных растений различных агроклиматических зон Краснодарского края (рис. 1). Образцы были взяты из пахотного горизонта озимой пшеницы, озимого ячменя, кукурузы, подсолнечника, сахарной свеклы, томатов.
Для проведения микологического анализа почвы использовали оригинальные методики. Экспозиция опыта составляла 14-15 дней, с дальнейшей идентификацией видового состава грибов. Подсчитывали содержание КОЕ (колоне-образующие единицы), тысяч штук в одном грамме абсолютно сухой почвы.
Были выделены и идентифицированы различные микромицеты, в основном представители группы несовершенных грибов с различной трофической приуроченностью, пространственной и временной частотой встречаемости. Видовой состав патогенов достаточно широк.
Основными факторами, способствующими заболеванию, являются:
- низкий уровень агротехники,
- высокая насыщенность посевов в севообороте зерновыми культурами,
- поверхностная обработка почвы,
- присутствие в посевах сорняков из семейства злаковых,
- благоприятные метеорологические условия (особенно характерно это для районов с неравномерным выпадением осадков, где воздушные засухи являются частым явлением).
В результате проведенного микологического анализа образцов почвы было установлено, что доминирующими в комплексе выделенных почвенных грибов являются виды родов Fusarium spp., Alternaria spp., Botrytis spp., Stachybotrys spp., Verticillium spp. (рис. 1).
Преобладание в патогенном комплексе микромицетов грибов-токсинообразователей (Fusarium spp., Verticillium spp., Alternaria spp., Stachybotrys spp.) свидетельствует о микотоксикозе почвы, в результате чего культурные растения испытывают стресс, а их прорастание, рост и развитие замедляются, питание нарушается, корневая система неспособна полностью усваивать питательные элементы из почвенного раствора.
Fusarium spp. сохраняется в почве, на растительных остатках, а частично и в самих растениях. Конидии этого гриба могут переноситься водой, насекомыми, орудиями производства и воздушными течениями, которые вызывают гниль корней в фазу всходов, а также может развиваться в течение всей вегетации, поражая листья и генеративные органы растения, значительно снижая его урожайность и качество продукции (рис. 2).
При фузариозе поражаются сосудистая система (фузариозное увядание) и ткани растения (гниль корней, плодов и семян). При фузариозных увяданиях поражения и гибель растений происходят из-за резкого нарушения жизненных функций вследствие закупорки сосудов мицелием гриба и выделения им токсических веществ. У пораженных растений наблюдается плохое цветение, пожелтение и опадание листьев, потемневшие слаборазвитые корни, общее увядание. На срезе стебля и листьев видны темные сосуды. При температуре ниже +16 °С больные растения достаточно быстро погибают.
Высокая зараженность почвы грибами рода Fusarium spp. свидетельствует о биологической гибкости видов этого рода, позволяющей им вести как сапротрофный, так и патогенный образ жизни, поражая практически все сельскохозяйственные культуры, возделываемые в севообороте. Химическая защита также не позволяет решить проблему с фузариозной инфекцией (Коростылева Л., Горьковенко В. И др., 2006 г.).
Для борьбы с заболеваниями, вызванными грибами рода Fusarium необходимо соблюдать севооборот (в случае насыщения севооборота культурами, которые накапливают фузарии, - вести учет КОЕ патогена в почве), активизировать работу антогонистов за счет внесения органических удобрений или микробиологических препаратов при заделке растительных остатков в почву.
Грибы рода Botrytis spp. встречались только в образцах почвы с полей, где предшествующей культурой была сахарная свекла (рис. 3).
Грибы рода Verticillium spp. вызывают различные заболевания многих сельскохозяйственных культур в севообороте, являясь полифагом (рис. 4).
Гриб вызывает побурение и потемнение сосудов проводящей системы больных растений. В пораженных сосудах обнаруживается мицелий гриба, скопление камеди — гуммиобразного вещества, закупоривающего сосуды.
Возможно и быстрое увядание растений, когда они погибают без видимых причин заболевания. Продуцируемые возбудителем токсины нарушают физиологические процессы в растении, влияя на различные стороны его обмена веществ, что приводит к гибели растения. Широко распространено вертициллезное увядание овощных и плодовых культур.
Одной из основных причин снижения всхожести является наличие гриба Alternaria spp. Симптомы болезни могут быть разными и зависят от условий окружающей среды. К ним относятся изреживание всходов, увеличение непродуктивной кустистости, белоколосость, либо потемнение зерна в зоне зародыша (рис. 5).
Грибы рода Stachybotrys spp., развиваясь сапрофитно на мертвых частях растений (стерне, соломе, засохших стеблях различных сорняков), принимают участие в разложении растительной клетчатки. В процессе своей жизнедеятельности патоген образует токсическое вещество, выделяемое им в субстрат (рис. 6).
Из супрессивной микофлоры во всех представленных почвенных образцах были выявлены грибы рода Penicillium spp. (рис. 7). Однако, при отсутствии грибов рода Trichoderma spp. они также становятся вредными, т.к. выделяют токсины, вызывающие стресс у растений.
Плесневые грибы рода Penicillium spp. входят в группу почвенных грибов-токсинообразователей и, в частности, угнетают развитие в почве азотфиксирующей бактерии Azotobacter chroococcum. Грибы рода Penicillium spp., как и большинство других плесневых грибов, не только используют питательные вещества зерновок, но и своими токсичными выделениями отравляют зародыш и ростки семян.
Таким образом, в результате отобранных и проанализированных проб встречались в основном патогены, поражающие корневую систему и вегетативные органы растений.
Доля фитопатогенов в обогащенной растительными остатками почве не должна превышать 15% от общего числа микромицетов, но как видно из полученных данных это соотношение не достигнуто. Традиционно степень супрессивности почвы определяется наличием в ней грибов рода Trichoderma (рис. 8).
Плодородием почвы можно управлять, обогащая ее прикорневые слои полезными микроорганизмами, создавая благоприятные условия для их развития и размножения. К таким условиям относятся внесение органических удобрений, использование сидератов, пожнивных остатков на поверхности почвы, сев многолетних трав. Это приводит к снижению плотности популяций патогенов и гармоничному природному сосуществованию различных обитателей микромира.
