Сергей Елански
Едно от най-опасните заболявания на картофите и доматите е късната болест, причинена от оомицета Phytophthora инфестанс (Монт.) Де Бари. Този фитопатоген е силно вреден, тъй като при подходящи метеорологични условия той е способен да се развива масово и да причинява големи загуби на реколта, както и силна изменчивост, което му позволява бързо да преодолее устойчивостта на сортовете и токсичния ефект на фунгицидните препарати. Към днешна дата не са създадени сортове картофи и домати, които да са напълно устойчиви на тези патогени.
Единствената възможност за защита срещу късна болест е използването на химикали за растителна защита. Епифитозата на късна болест се инициира от първичния инокулум. В Европа за първичен инокулум се счита инфекция, попаднала в почвата с болни семенни грудки, ооспори (дебелостенни репродуктивни структури P. инфестанс), както и зооспорангии, донесени от вятъра от растения, отглеждани от презимували клубени в миналогодишните полета („доброволни“ растения), или върху купища клубени, изхвърлени при съхранението им. От тях растенията, отглеждани върху купища изхвърлени грудки, се считат за най-опасния източник на инфекция. там броят на покълналите клубени често е значителен и зооспорангиите могат да се пренасят от тях на големи разстояния. Останалите източници (ооспори, "доброволни" растения) не са толкова опасни, тъй като не е обичайно да се отглеждат растения на едни и същи полета по-често от веднъж на 3-4 години. Заразяването от болни клубени на семена също е минимално поради добрата система за контрол на семената.
Като цяло количеството първичен инокулум в европейските популации е ограничено и следователно нарастването на епидемията е доста бавно и може успешно да се контролира с помощта на химически фунгицидни препарати.
В Русия ситуацията е коренно различна. По-голямата част от реколтата от картофи и домати се отглежда в малки частни градини; защитни мерки или изобщо не се извършват върху тях, или фунгицидните обработки се извършват в недостатъчен брой и започват след появата на късна болест по върховете. В резултат на това частните зеленчукови градини действат като основен източник на инфекция, от която зооспорангиите се пренасят от вятъра до търговски насаждения. Това се потвърждава от нашите преки наблюдения в региони Москва, Брянск, Кострома, Рязан: увреждания по растенията в частни градини са наблюдавани преди началото на фунгицидното третиране на търговски насаждения. Впоследствие епидемията в големи полета се ограничава от използването на фунгицидни препарати, докато в частните градини има бързо развитие на късната болест.
В случай на неправилно или "нискобюджетно" третиране на търговски насаждения, на полетата се появяват огнища на късна болест; в бъдеще те активно се развиват, улавяйки все по-големи площи.
Заразяването в частни градини оказва значително влияние върху епидемиите в търговските области. Във всички региони за отглеждане на картофи в Русия площта, заета от картофи в частни градини, е няколко пъти по-голяма от общата площ на полетата на големи производители. В такава среда частните зеленчукови градини могат да се разглеждат като глобален ресурс за инокулат за търговски полета.
Нека се опитаме да идентифицираме тези свойства, които са характерни за популациите на P. infestans в частни градини. Засаждане на семена и карантинен контрол на картофи за хранене, семена от домати, получени от съмнителни чуждестранни производители, дългосрочно отглеждане на картофи и домати в същите райони, неправилно третиране с фунгициди или пълното им отсъствие водят до тежки епифитотии в частния сектор, резултатът от които е безплатен кръстосване, хибридизация и образуване на ооспори в частни градини. В резултат се наблюдава много високо генотипично разнообразие, когато почти всеки щам е уникален по своя генотип (Elansky et al., 2001), а разпределението на генотиповете в популациите отговаря на съотношението Hardy-Weinberg (Amatkhanova et al., 2004), което свидетелства в полза на свободното кръстосване в популациите. Ооспорите се образуват активно в засегнатите растителни органи (Smirnov, Elansky 1999). Засаждането на семенни картофи от различен генетичен произход прави малко вероятно появата на клонални линии, специализирани за атака на определен сорт. Избраните в такъв случай щамове се отличават със своята гъвкавост по отношение на засегнатите сортове; повечето от тях имат близо до максимален брой вирулентни гени (Amatkhanova et al., 2004; Shein et al., 2009). Това е много различно от системата на "клонални линии", характерна за големи полета на селскостопански предприятия с правилно инсталирана система за защита срещу късна болест. "Клоналните линии" (когато всички щамове на патогена на късната болест в полето са представени от един или повече генотипове) са повсеместни в страни, където отглеждането на картофи се извършва изключително от големи ферми: САЩ, Холандия, Дания и др. (Goodwin et al., 1994, Dyakov, Elansky, 2007, Cooke et al., 2006). В края на 20-ти век „клоналните линии“ са широко разпространени в азиатските и далекоизточните части на Русия (Elansky et al., 2001), което очевидно се дължи на използването на същите сортове картофи изключително за засаждане. Напоследък ситуацията в тези региони също започна да се променя към увеличаване на генотипното разнообразие на популациите (S.N. Elansky, непубликувани данни).
Липсата на интензивно третиране с фунгицидни препарати има друг, пряк резултат - няма натрупване на устойчиви щамове в градините. Наистина нашите резултати показват, че устойчиви на металаксил щамове се откриват по-рядко в частни градини, отколкото в търговски насаждения (Elansky et al., 2007).
Близкото засаждане на картофи и домати в градините улеснява миграцията на щамове между тези култури, в резултат на което през последното десетилетие сред щамовете, изолирани от картофи, се е увеличил делът на носителите на гена за устойчивост към сортовете чери домат Т1, характерни преди това само за щамовете "домати". Щамовете с гена Т1 в повечето случаи са силно агресивни както към картофите, така и към доматите.
През последните години късната болест по доматите започна да се появява в много случаи по-рано, отколкото при картофите. Разсадът от домати може да бъде заразен с ооспори в почвата или ооспори, присъстващи в семената на домати или прилепнали към тях (Rubin et al., 2001). От края на 20-ти век в магазините се появяват голям брой евтини пакетирани семена, главно внос, към използването на които повечето от малките производители са преминали. Семената могат да съдържат щамове с генотипове, типични за регионите на тяхното отглеждане. В бъдеще тези генотипове са включени в сексуалния процес в частни градини, което води до появата на напълно нови генотипове.
Така частните градини са глобален „топилен съд“, в който в резултат на обмена на генетичен материал се обработват съществуващи генотипове и се появяват напълно нови. Освен това техният подбор се извършва при условия, които са много различни от тези, създадени за картофи в големи ферми: липсата на фунгицидна преса, сортовата еднородност на насажденията, преобладаването на растения, засегнати от различни форми на вирусна и бактериална инфекция, близост до домати и диви нощници, активно кръстосване и образуване на ооспори, възможността за ооспорите да предизвикат рецидив на болестта през следващата година. Всичко това води до много високо генотипно разнообразие на популациите в задния двор. При епифитотични условия късната болест се разпространява много бързо в зеленчуковите градини и се отделят огромни количества спори, които летят до близките търговски насаждения. Въпреки това, стигнали до търговските полета с правилната система на земеделска технология и защита, спорите, които са долетели, практически нямат възможност да предизвикат тежка епидемия в полето, което се дължи на липсата на клонални линии, устойчиви на 10 фунгициди и специализирани за култивирания сорт.
Друг източник на първичен инокулум могат да бъдат болните клубени, уловени в търговски разсад. Тези клубени се отглеждат, като правило, в полета с добри земеделски технологии и интензивна химическа защита. Генотиповете на изолатите, засегнали клубените, са адаптирани към развитието на техния собствен сорт. Тези щамове са значително по-опасни за търговско засаждане в сравнение с инокулума, произхождащ от частни градини. Резултатите от нашите изследвания също подкрепят това предположение. Популациите, изолирани от големи полета с правилно проведена химическа защита и добра земеделска технология, не се различават по високо генотипно разнообразие. Често това са няколко клонални линии, характеризиращи се с висока агресивност и преобладаване на щамове, устойчиви на фунгициди.
Щамовете от търговски семенен материал могат да навлизат в популациите в зеленчукови градини и да участват в процесите, протичащи в тях. В една зеленчукова градина обаче тяхната конкурентоспособност ще бъде много по-ниска, отколкото в търговската област и скоро те ще престанат да съществуват под формата на клонална линия, но техните гени могат да бъдат използвани в популацията „градина“.
Инфекцията, която се развива върху "доброволни" растения и върху купчини отбранени клубени по време на прибирането на реколтата, не е толкова важна за Русия, тъй като В основните региони за отглеждане на картофи в Русия се наблюдава дълбоко зимно замръзване на почвата и рядко се развиват растения от грудки, които са зимували в почвата.
Освен това, както показват нашите експерименти, патогенът на късната болест по правило не оцелява при отрицателни температури, дори на грудки, запазили своята жизнеспособност. В сухия пояс, където се практикува отглеждането на ранни картофи, късната болест е доста рядка поради сухия и горещ вегетационен период.
По този начин понастоящем наблюдаваме разделението на популациите на P. infestans на „полеви“ и „градински“. През последните години обаче се наблюдават процеси, водещи до сближаване и взаимопроникване на генотипове от тези популации.
Сред тях може да се отбележи общо повишаване на грамотността на малките производители, появата на достъпни малки опаковки от семенни картофи, разпространението на фунгицидни препарати в малки опаковки и загубата на страх от „химия” от населението.
Има ситуации, когато благодарение на енергичната дейност на един доставчик цели села се засаждат със семенни грудки от същия сорт и се снабдяват с малки опаковки от същите пестициди. Може да се предположи, че картофи от същия сорт ще бъдат намерени на търговски насаждения наблизо.
От друга страна, някои компании за търговия с пестициди популяризират „бюджетни“ схеми за химическо третиране. В този случай броят на обработките се намалява и се предлагат най-евтините фунгициди, като акцентът не е върху предотвратяването на развитието на късна болест до косене на върховете, а върху известно забавяне на епифитотията с цел увеличаване на добива. Такива схеми са икономически оправдани при отглеждане на картофи за хранене от нискокачествен семенен материал, когато по принцип не става въпрос за получаване на висок добив. В този случай обаче, за разлика от градинските популации, нивелираният генетичен фон на картофите ще позволи избора на специфични физиологични раси на фитопатогени, които са много опасни за този сорт.
Тенденциите към сближаване на "градински" и "полеви" методи за производство на картофи ни се струват доста опасни. За да се предотвратят отрицателните им последици както в битовия, така и в търговския сектор, ще е необходимо да се контролира както асортиментът от семенни картофи, така и асортиментът от фунгициди, предлагани на частни собственици в малки опаковки, както и проследяване на схемите за защита на картофите и използването на фунгицидни препарати в търговския сектор.
Поради слабото развитие на производството на семена в Русия, големи количества семенни картофи се внасят от чужбина. Заедно с него ще бъдат внесени нови, евентуално силно патогенни и устойчиви на фунгициди щамове на патогени, вкл. късна болест.
В Русия техният генофонд ще участва в естествения процес на отглеждане на нови генотипове, адаптирани към нашите условия и поражението на сортовете, култивирани в Русия.
В областите на частния сектор се наблюдава интензивно развитие не само на късната болест, но и на Alternaria. Повечето собственици на частни парцели не предприемат специални мерки за защита срещу Alternaria, като погрешно разработват Alternaria за естествено увяхване на върховете или развитие на късна болест. Следователно, с масовото развитие на Alternaria върху възприемчиви сортове, домакинските парцели могат да служат като източник на инокулум за търговски насаждения.
Тази работа беше извършена с частичната подкрепа на Руската научна фондация (проект N 14-50-00029).
Статията е публикувана в списание „Защита на картофите“ (No 1, 2015)