Защита растений от болезней при глобальном потеплении

ПРОБЛЕМЫ ФИТОСАНИТАРИИ
УДК 632.91
Защита растений от болезней
при глобальном потеплении
М.М. ЛЕВИТИН,
главный научный сотрудник ВИЗР,
академик РАСХН
Климат нашей планеты стреми$
тельно меняется. По оценке Феде$
ральной службы по гидро$
метеорологии и мониторингу ок$
ружающей среды, в последние де$
сятилетия региональные измене$
ния климата в России более суще$
ственны, чем в других регионах
мира. Среднее потепление за пос$
леднее тридцатилетие составило
1,33 °С. К середине века прогнози$
руется потепление почти на 2 °С.
При этом в разных регионах стра$
ны повышение среднегодовой
температуры воздуха будет раз$
личным, например, в Западной
Сибири на 3–4 °С, на севере евро$
пейской части России на 2–
3 °С. При потеплении климата мо$
жет произойти расширение ареа$
ла теплолюбивых видов фито$
патогенных грибов. Неизбежно
распространение на север забо$
леваний, свойственных югу. При$
меры тому уже сейчас имеются.
Возбудитель фузариоза коло$
са – гриб Fusarium graminearum,
исторически был распространен
на Северном Кавказе и Дальнем
Востоке, с низкой частотой прояв$
лялся на зерновых культурах в ЦЧО
и центре России. Однако начиная
с 2003 г. он появился в комплексе
патогенов, вызывающих фузариоз
зерновых культур на Северо$Запа$
де России. Первоначально он
был выявлен в Ленинградской, в
2007 г. – в Вологодской, Кировской
и Новгородской, в 2008 г. – в Кали$
нинградской и Псковской облас$
тях.
В 1985 г. в Краснодарском крае
сотрудниками Северо$Кавказско$
16
го НИИ фитопатологии было выяв$
лено новое заболевание– желтая
пятнистость листьев пшеницы,
которое в северных широтах не
встречалось. Но уже в 2005–
2006 гг. желтая пятнистость была
обнаружена на производственных
посевах пшеницы в Ленинград$
ской, Псковской и Новгородской
областях. На некоторых сортах
яровой и озимой пшеницы разви$
тие болезни достигало 70 %.
На юге доминирующим видом,
вызывающим септориоз пшени$
цы, является гриб Septroia tritici. В
2003–2005 гг. он стал основным
возбудителем болезни на Северо$
Западе. Пораженность яровой
пшеницы в фазе молочно$воско$
вой спелости составляла в зависи$
мости от сорта 51–100 %, а сте$
пень развития болезни – 8–30 %.
Приведенные примеры указыва$
ют на то, что потепление климата
действительно может привести к
расширению ареала теплолюби$
вых видов фитопатогенных грибов
и продвижению их в северные
зоны. Этот процесс может уско$
риться, если в связи с потеплени$
ем в северных районах начнут воз$
делывать южные виды растений,
поэтому следует заранее проду$
мать новые мероприятия по защи$
те их от болезней.
Прежде всего, следует изменить
подход к прогнозированию фито$
санитарных ситуаций. Необходи$
мы исследования по моделирова$
нию риска появления новых забо$
леваний или развития присущих
данной зоне болезней, основанно$
му на знании реакций патогенов и
растений$хозяев на основные
факторы внешней среды. Среди
которых наиболее важным стано$
вится температура. Обычно опти$
мальная температура для роста
большинства грибов находится в
пределах 24–28 °С, минимальная –
4–8, максимальная – 30–35 °С. Од$
нако у некоторых видов максимум
превышает 40 °С, например, для
спор Ustilago avenae он находится
в пределах 50–53 °С. Видимо, при
прогнозировании фитосанитар$
ной ситуации на термоустойчивые
виды следует обратить особое
внимание. Необходимо также учи$
тывать, что у разных стадий гриба,
таких как конидиальное споро$
ношение, рост мицелия, форми$
рование зимующих структур, мо$
гут быть разные требования к тем$
пературе.
Ожидаются разные сценарии по$
тепления климата. Одни специа$
листы считают, что более теплыми
будут зимы, другие – летние пери$
оды. Умеренно теплые зимы могут
способствовать выживанию гри$
бов из родов Alternaria, Cerco
spora, Colletotrichum, Phomopsis,
Septoria, Venturia, очень теплые –
сохранению возбудителя стебле$
вой ржавчины пшеницы Puccinia
graminis.
Если более теплым будет лет$
ний период, это будет благо$
приятствовать развитию видов
рр. Podosphaera, Sphaerotheca,
Uncinula и Ustilago [1], распростра$
нению на Северо$Западе России
вида Fusarium graminearum, про$
дуцирующего микотоксины, опас$
ные для человека и животных. В то
же время снизится вредоносность
таких видов, как F. culmorum и
Microdochium nivale, требующих
для своего развития прохладной
погоды. На ячмене и ржи, вероят$
но, усилится развитие ринхоспо$
риоза, который более интенсивно
развивается при высоких темпе$
ратурах и засушливых условиях,
увеличится вредоносность муч$
нистой росы на серых хлебах, на
овсе – распространенность и вре$
доносность красно$бурой пятнис$
ПРОБЛЕМЫ ФИТОСАНИТАРИИ
тости (в 2003–2005 гг. ее развитие
достигало 70 %). Вероятно, при
потеплении снизится вредонос$
ность фитофтороза картофеля,
поскольку его возбудитель для
своего развития требует прохлад$
ной и сырой погоды.
Несомненно, изменения клима$
та коснутся не только возбудите$
лей болезней, но и растений$хозя$
ев. Под воздействием высоких
температур растения могут менять
свой иммунный статус. После
стресса они часто становятся бо$
лее восприимчивыми к болезням,
что, несомненно, скажется на их
поражении патогенами и развитии
инфекции. Исследования показы$
вают, что такие растений, как пше$
ница и овес, с увеличением темпе$
ратуры становятся более воспри$
имчивыми к патогенам, некоторые
же разновидности зерновых, на$
оборот, более устойчивыми. Под
действием повышенной темпера$
туры у возбудителей, находящих$
ся в живых растениях, могут изме$
ниться продолжительность инку$
бационного периода и интенсив$
ность заражения, что описано, на$
пример, для возбудителя септори$
оза пшеницы S. tritici.
Температура может серьезно
повлиять на эффективность генов
устойчивости. Например, темпе$
ратура выше 20 °С может лишить
устойчивости к стеблевой ржавчи$
не овес с генами Pg3 и Pg4. При
более высоких температурах лиг$
нификация клеточных стенок уве$
личивается, тем самым повышает$
ся сопротивление к грибным пато$
генам.
Разумеется, изменения климата
скажутся и на эффективности за$
щитных мероприятий. Экстре$
мальные температура, ветер,
осадки и другие факторы окружа$
ющей среды могут влиять на эф$
фективность фунгицидов и их фи$
тотоксичность, изменять динами$
ку фунгицидов в почве, осаждае$
мость на листья, поглощение лис$
тьями и деградацию препарата.
Споры грибов чаще прорастают и
заражают растения при 100 %
влажности. Такие условия возни$
кают в основном в ночной период.
Оптимизация времени примене$
ния фунгицидов – один из спосо$
бов повышения их эффективнос$
ти. Это тоже важно предусмотреть
при глобальном потеплении.
В том, что климатические и по$
годные условия существенно вли$
яют на эффективность пестицидов,
подтверждают и наши исследова$
ния в разных зонах страны [2]. Наи$
большая прибавка урожая пшени$
цы при применении пестицидов в
Нечерноземной зоне была при оп$
тимальной обеспеченности влагой.
В зонах с недостаточной или избы$
точной влажностью наблюдали от$
рицательное воздействие пестици$
дов на пшеницу. Многолетние опы$
ты, проведенные в Северной Осе$
тии, показали, что в обычный по по$
годным условиям год обработка
пестицидами повышала урожай
пшеницы сорта Партизанка на 4,3–
5 %, а при избытке влаги во второй
половине вегетации урожай после
обработки пестицидами снижался
на 8,5–13,7 %.
В последнее десятилетие в сис$
темы защиты от болезней активно
включают микробиологические
препараты, многие из которых со$
зданы на основе бактерий и гри$
бов. При повышенных температу$
рах они могут терять активность.
Например, грибной препарат бо$
верин. Изменение климата потре$
бует создания микробиологичес$
ких препаратов, эффективных при
повышенных температурах.
Особое внимание должно быть
уделено и селекции болезнеустой$
чивых сортов, в частности, созда$
нию сортов с более широкими
адаптационными возможностями.
Следует больше уделять внимания
объединению в новых сортах ма$
лых генов устойчивости и генов,
контролирующих расонеспецифи$
ческую устойчивость, что обеспе$
чит длительную болезнеустойчи$
вость сорта в меняющихся услови$
ях среды. Для этого нужно шире ис$
пользовать новые подходы – мар$
кер$вспомогательную и трансген$
ную селекцию. Использование ге$
терогенных популяций, содержа$
щих сорта, устойчивые и толеран$
тные к абиотическим и биотичес$
ким факторам, уменьшит риск раз$
вития эпифитотий в агроценозах.
Таковы некоторые возможные
проблемы защиты растений при
глобальном потеплении. При этом
нужно понимать, что любой сцена$
рий является звеном общей био$
логической системы со множе$
ством отдельных компонентов,
каждый из которых будет по$сво$
ему влиять на патосистемы в каж$
дой конкретной агроклиматичес$
кой зоне страны.
ЛИТЕРАТУРА
1. Agrios G.N. Plant Pathology. – Elseiver
Acad. Press, 2005, 952 p.
2. Танский В.И., Ишкова Т.И., Леви
тин М.М., Соколов И.М. Влияние удобре$
ний на биологическую эффективность
пестицидов // Агрохимия, 1995, № 10,
с. 82–88.
Аннотация. Климат нашей планеты
стремительно меняется. Наблюдается
глобальное потепление. что приводит к
изменению географического распрост$
ранения фитопатогенных грибов. Необ$
ходимо более внимательно отнестись к
биологии и экологии возбудителей бо$
лезней и их взаимоотношениям с расте$
ниями$хозяевами. Прогноз развития бо$
лезней при глобальном потеплении об$
суждается.
Ключевые слова. Фитопатогенные
грибы, изменение климата.
Abstract. Climate of our planet changes
very rapidly. The temperature increases that
lead to the change of geographical
distribution of phytopathogenic fungi
species. In this connection the attention to
biology and ecology of plant pathogens and
to interaction between plant and pathogen
is paid. The forecast of diseases
development is discussed.
Keywords. Phytopathogenic fungi,
climate change.
17