Ржавчина на озимой пшенице

Резюме

Ржавчины являются одним из факторов получения высоких и стабильных урожаев при возделывании озимой пшеницы. К ним относятся бурая листовая ржавчина, желтая ржавчина и стеблевая (черная) ржавчина. В наших климатических условиях наибольшее экономическое значение имеет бурая листовая ржавчина из-за ее ежегодного проявления в посевах пшеницы. Симптомы желтой ржавчины наблюдаются относительно реже, так как болезнь развивается в основном в районах с более влажным и прохладным климатом. Появление стеблевой (черной) ржавчины связано с наличием промежуточного хозяина – барбариса, но причиняемый ею ущерб может полностью скомпрометировать посевы.

Одним из наиболее важных и распространенных листовых заболеваний пшеницы является бурая ржавчина, вызываемая патогеном Puccinia recondita Rob. ex Desm. Благодаря своей широкой экологической пластичности, она также является наиболее распространенной ржавчиной на пшенице в нашей стране. Хотя она и не самая вредоносная, болезнь занимает первое место по экономическому значению, поскольку развивается почти каждый год. Ее высокий репродуктивный потенциал, способность перезимовывать в климатических условиях страны и различия в вирулентности внутри популяции патогена в значительной степени определяют ее вредоносность. Ржавчинные инфекции вызывают глубокие нарушения физиологических и биохимических процессов растений, что приводит к сильному снижению продуктивности и ухудшению качества зерна. Циклически они развиваются в эпизоотических масштабах.

Бурая ржавчина

Бурая ржавчина поражает все зеленые части растений. Внешние симптомы болезни наблюдаются на листьях и влагалищах в виде ржаво-коричневых урединий. Впоследствии пораженные ткани чернеют из-за образования черных телий. На восприимчивых к болезни сортах пшеницы патоген образует крупные урединии, при этом вокруг пораженных тканей не наблюдается хлороза и некроза. На устойчивых сортах урединии мелкие или среднего размера, окруженные некротическими или хлоротичными зонами. На иммунных сортах листья остаются стерильными. При высокой степени заражения посевы выглядят опаленными. Болезнь может развиваться в течение всего вегетационного периода, но чаще всего наблюдается от колошения до созревания. При более раннем и массовом проявлении растения остаются более низкорослыми, меньше кустятся и формируют более мелкие колосья. У растений пшеницы, зараженных бурой ржавчиной, уменьшается количество зерен в колосе. Зерно из таких колосьев мельче, щуплое, легкое и мучнистое. Такое зерно дает муку и хлеб низкого качества. Массовому развитию бурой ржавчины способствуют теплые дни (20–25^oC) и ночи с ливнями, особенно в послеобеденные часы, и образование росы. Интенсивное азотное удобрение и возделывание восприимчивых сортов могут привести к более раннему весеннему появлению и распространению болезни, но обычно массовое заражение начинается после выколашивания, причем более позднеспелые сорта поражаются сильнее.

Желтая ржавчина

За последние 3–4 года желтая ржавчина, вызываемая Puccinia striiformis f. sp. tritici, стала серьезной проблемой как для производителей, так и для селекционеров пшеницы. Болезнь имеет большее экономическое значение в северных регионах с более влажным и прохладным климатом. Если в некоторые годы такие метеорологические условия возникают и в других регионах возделывания пшеницы, можно ожидать значительного ущерба от патогена. Потери урожая от желтой ржавчины могут достигать 100%, если болезнь появляется на ранних стадиях роста растения пшеницы и продолжает развиваться в течение всего вегетационного периода. В большинстве случаев потери урожая варьируют от 10% до 70% в зависимости от восприимчивости сорта, скорости развития и продолжительности болезни. Внешние симптомы болезни наблюдаются на листьях и влагалищах в виде мелких лимонно-желтых урединий. Очень редко симптомы можно наблюдать на стеблях, колосковых чешуях и остях. Урединии располагаются группами между жилками листьев, образуя широкие полосы длиной до 10 см. Полосы сопровождаются хлорозом и некрозом тканей. В случаях сильного проявления болезни растения имеют замедленный рост, листья засыхают и опадают, а все поле приобретает характерный желтоватый цвет. В конце вегетационного периода одновременно с урединиями образуются мелкие, линейно расположенные телии, которые покрыты эпидермисом. Развитие патологического процесса ингибируется при температурах около 20–25°C. Поэтому патоген сильнее проявляется в районах с более высокой высотой над уровнем моря, в годы с поздней весной и прохладным летом, а также при частых дождях в период колошения.

Последние исследования показывают, что усиленное распространение желтой ржавчины связано с двумя вновь образовавшимися расами. Они схожи по фенотипу и вирулентности и обладают исключительной агрессивностью даже при более высоких температурах окружающей среды.

Черная (стеблевая) ржавчина

Черная (стеблевая) ржавчина (Puccinia graminis f. sp. tritici) на пшенице является экономически важным заболеванием, которое встречается на территории страны относительно редко, но обладает сильным вредоносным потенциалом и может причинять очень серьезный ущерб. Поскольку этот вид ржавчины является разнохозяйным патогеном, его распространение связано с наличием другого вида, участвующего в его жизненном цикле – Berberis vulgaris (барбарис). Появление черной ржавчины в нашей стране связано с переносом инокулюма воздушными потоками, в частности с переносом урединиоспор из некоторых южных стран, особенно после второй половины мая. По экономическому значению стеблевая ржавчина занимает второе место после листовых ржавчин, причем причиняемый ею ущерб зависит от времени ее появления – чем раньше она появляется, тем больше ущерб. Потери урожая от стеблевой ржавчины могут достигать 100% в случае эпизоотического развития патогена.

Черная стеблевая ржавчина чаще всего наблюдается на стеблях и влагалищах листьев и реже на других зеленых частях растений. На пораженных частях образуются удлиненные сорусы, покрытые эпидермисом, которые после его разрыва превращаются в порошащие, ржаво-коричневые массы урединий. Изначально они единичные и разбросанные. При массовом развитии болезни сорусы становятся многочисленными и сливаются, образуя различной величины ржаво-коричневые порошащие пятна или полосы с разорванным эпидермисом. Позже, когда растения начинают созревать, урединии чернеют и превращаются в телии, в которых образуются зимние споры – телиоспоры. В случаях сильного заражения, особенно в сухую и жаркую погоду, растения созревают раньше, а их зерна остаются щуплыми, с пониженным весом и сильно ухудшенным качеством. На устойчивых сортах урединии мельче и окружены хлоротичным ореолом. На иммунных сортах образуются только стерильные хлоротичные пятна. Наибольшее влияние на продуктивность оказывает повреждение последнего междоузлия. У сильно пораженных растений наблюдаются белоколосость; растения обламываются и полегают. Развитию гриба Puccinia graminis благоприятствует влажная и умеренно теплая погода в мае (период от колошения до цветения). При раннем и загущенном посеве, засоренности посевов и несбалансированном азотном удобрении патологический процесс протекает более интенсивно.

фото: Институт генетических ресурсов растений «К. Малков» – Садово

Литература:

1. Mebrate, S., Dehne, H., Pillen, K., Oerke, E. (2008), Postulation of Seedling Leaf Rust Resistance Genes in Selected Ethiopian and German Bread Wheat Cultivars, Crop Sci., 48, 507-516.

2. Nakov, B., Karov, S., Popov, A., Neshev, G. (1999), Special Phytopathology, Sofia, 22-24.

3. Karzhin, H. (2003), Study on rusts in wheat in Bulgaria and means for their control, Monograph – DZI General Toshevo.

4. Nedyalkova, S., Ur, Z., Bozhanova, V., Chavdarov, P. (2014), Evaluation of accessions from closely related and distant species of durum wheat for resistance to brown rust and powdery mildew, Conference in Karnobat.

5. Roelfs, A., Singh, R., Saari, E. (1992), Rust Disease of wheat: concepts and methods of disease management, Mexico, D.F. CIMMY, p. 81.

6. Bolton, M., Kolmer, J., Garvin, D. (2008), Wheat leaf rust caused by Puccinia triticina, Molecular Plant Pathology, 9, 563-564.

7. Zheng, Q., Huang, W., Cui, X., Dong, Y., Shi, Y., Ma, H., Liu, L. (2019), Identification of wheat yellow rust using optimal three-band spectral indices in different growth stages. Sensors 19, 35.

8. Brown, J., Hovmøller, M. (2002), Aerial dispersal of pathogens on the global and continental scales and its impact on plant disease, Science 297, 537–541.

9. Chen, X. (2005), Epidemiology and control of stripe rust (Puccinia striiformis f. sp. tritici) on wheat, Can. J. Plant. Pathol. 27, 314–337.

10. Shahin, A. (2020), Occurrence of new races and virulence changes of the wheat stripe rust pathogen (Puccinia striiformis f. sp. tritici) in Egypt, Archives of Phytopathology and Plant Protection, 53(11-12), 552-569.

11. Stancheva, Y. (2002), Atlas of diseases of agricultural crops, Volume 3 – Diseases of field crops. Pensoft, Sofia-Moscow.

12. Figueroa, M., Hammond‐Kosack, K., Solomon, P. (2018), A review of wheat diseases—a field perspective. Molecular plant pathology 19, 6, 1523-1536.