Оидиум винограда

Введение . Оидиум, или мучнистая роса винограда, является серьезной угрозой для виноградарства, поскольку способен значительно снизить урожайность и ухудшить качество ягод. Важно своевременно выявлять и эффективно бороться с этим заболеванием, чтобы предотвратить его распространение и минимизировать потери.

Борьба с оидиумом – это комплекс мероприятий, направленных на защиту виноградника от этого опасного грибкового заболевания. Своевременное выявление, профилактические обработки и применение эффективных фунгицидов позволят сохранить урожай и обеспечить высокое качество винограда. Поэтому исследования в данной области являются актуальными.

Цель исследования – провести анализ литературы по распространенности и методам борьбы с оидиумом в России и мире.

Результаты и их обсуждение

Таксонометрическое положение и биологические особенности возбудителя. Оидиум – одно из самых распространенных грибковых за- болеваний виноградных лоз в мире, вторая по экономическому значению болезнь винограда в Европе и первая – в ряде стран Американского и Азиатского континентов. Родиной заболевания считают юго-восток Северной Америки [1], либо Японию. В Средиземноморье и Причерноморье, составлявших вторичный очаг оидиума с середины позапршлого столетия, болезнь развивалась по типу эпифитотий с многолетним циклом [2].

Возбудитель заболевания – Uncinula necator (Schw.) Burill, в стадии конидии – Oidium tuckrri Berk . Оидиум (мучнистая роса) поражает зеленые части растения: листья, побеги, гребни, а также ягоды в условиях промышленных виноградников [3, 4]. Оидиум относится к влаголюбивой группе самого ксерофитного грибного семейства – мучнистых грибов.

Симптомы. Вредоносность, распространенность заболевания . Инфицирование греб-неножек у восприимчивых сортов в фазу окрашивания ягод может повлиять на качество урожая, что приведет к плохому накоплению сахара и возможной потере урожая многих сортов [5–9].

Замедляется рост зараженных побегов, на них появляются характерные серые пятна. Грибковое поражение приводит к тому, что увядают и ослабевают соцветия, побеги и листья. В то же время ягоды винограда, пораженные мучнистой росой, приобретают грязно-серый цвет и чаще всего растрескиваются, обнажая семена [10].

Грибница свободно переносит ежегодные зимние заморозки из года в год, представляя собой в весенний период источник инфицирования для здоровых растений. Инфекция оидиума имеет способность к накоплению из года в год. Споры прорастают без воды на сухих листьях и распространяются ветром, массовое размножение гриба и поражение зеленых органов лозы становится возможным только с наступлением высокой температуры. Поскольку на винограде ежегодно и интенсивно распространяется заболевание, а распускание глазков сопровождается достаточно высокой температурой, то оидиум проявляется на некоторых сортах уже до фазы цветения. Значительному снижению запаса зимующей инфекции способствуют низкие зимние температуры (до –17 °С), обильные осадки, высокая относительная влажность (80 %) воздуха весной и в первой декаде лета, также сухие ветра.

Заболевание впервые проявляется с момента набухания почек при среднесуточной положительной температуре воздуха 23,7 °C. День появления оидиума берется за начало первого инкубационного периода. Сроки появления первичной грибковой инфекции колеблются по географическим точкам и по годам.

Исчисление генераций начинается через 5– 6 дней после начала распускания листочков. В течение этого времени происходит образование весенних конидий.

Агротехнические приемы защиты. Для эффективной борьбы с оидиумом важно учитывать погодно-климатические условия, так как высокая влажность и температура окружающей среды способствуют быстрому его распространению. В связи с чем при появлении первых признаков заболевания необходимо принимать меры по сдерживанию распространения болезни, своевременно проводить обработки виноградников, ориентируясь на прогноз погоды; внедрять интегрированные системы защиты растений (биологический, химический методы и способы фитосанитарного контроля), включая агротехнические приемы (не допуская загущен-ности и поддерживая максимальную проветри- ваемость кроны куста), что является важным аспектом борьбы с заболеванием [11].

Учет состояния растений и фитосанитарную оценку проводят на естественном инфекционном фоне в полевых условиях. Перед уборкой оценивают характер поражения растений. Обследуются участки по длине, ширине и диагонали, таким образом проводится общая оценка всего поля [12, 13].

В значительной степени инфекционный запас гриба сохраняется в земляном валу на укрывных производственных виноградниках. На виноградниках, где несвоевременно проводится мониторинг и борьба с грибной инфекцией, образуются очаги заболевания, иногда на целых массивах.

Исследователи также предложили разработки для автоматизированного мониторинга и диагностики виноградников, основанные на использовании беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и специализированного программного обеспечения. Комплекс позволяет проводить мониторинг на 2,5 га виноградных насаждений за световой день на основе программных решений для встроенных устройств, включая телефоны на базе Android и платы Nvidia Jetson [14, 15], изображения получать с помощью камеры и интеллектуальной системы контроля жизненного цикла растений на основе компьютерного зрения. Тип: IBM PC; ОС: Windows 7/8.1/10, ЖК-дисплея [16]. Следующим этапом в усовершенствовании информационной системы, обработке и принятии решений по этому параметру в ее аппаратной части будет использован модуль со встроенным искусственным интеллектом. А усовершенствованная информационная система может стать перспективным средством корректировки режимов орошения, мониторинга состояния растений и ухода за многолетниками [17, 18].

Проблема ухудшения экологической обстановки вызванной химизацией земледелия . Ухудшение экологической обстановки вызывает в настоящее время обеспокоенность общественности, которая в значительной мере связывает процесс со всевозрастающими объемами химизации земледелия в сельском хозяйстве. Получение экологически чистого, высококачественного урожая технических сортов – задача, требующая комплексного подхода, особенно в свете растущей обеспокоенности негативным воздействием химических пестицидов [19–22].

Традиционные методы защиты растений, основанные на интенсивном применении химических препаратов, хотя и эффективны в борьбе с вредителями и болезнями, но приводят к загрязнению почвы, воды и воздуха, накапливаясь в растениях и в конечном итоге в пищевой цепи. Это влечет за собой не только экологические проблемы, но и риски для здоровья потребителей, снижая качество продукции. Профилактические меры включают в себя грамотное ведение севооборота, поддержание оптимального уровня плодородия почвы, использование здорового посадочного материала, своевременную уборку растительных остатков, а также создание благоприятных условий для развития полезной энтомофауны.

Биологические средства защиты растений . Кроме химических фунгицидов, в защите виноградников все чаще применяются биологические препараты [23]. Они основаны на использовании естественных антагонистов грибковых патогенов, таких как бактерии или грибы. Биологические фунгициды характеризуются низкой токсичностью и благотворно влияют на экосистему виноградника. Зачастую биологические фунгициды используются в баковых смесях с инсектицидами, что позволяет одновременно контролировать грибковые и вредительские инфекции, сокращая количество обработок и экономя ресурсы [24]. Однако эффективность биологических фунгицидов может быть ниже, чем у химических, поэтому важно правильно выбирать препараты и составлять схемы обработки с учетом погодных условий и уровня развития болезни.

Активные меры, применяемые при появлении признаков поражения растений, должны быть преимущественно биологическими. Это могут быть биопестициды на основе бактерий, грибов или вирусов, специфически поражающих определенные виды вредителей и не оказывающих негативного влияния на полезные организмы и окружающую среду. Применение биологических методов требует более глубокого понимания экосистемы поля и, возможно, более частого мониторинга состояния растений. Однако это компенсируется более безопасной и экологически чистой продукцией, улучшением качества почвы, сохранением биоразнообразия и долгосрочной устойчивостью агросистемы [25].

Применяемые фунгициды биологической природы

«Споробактерин», СП – предназначен для профилактики и терапии грибковых и бактериальных заболеваний растений, таких как муч- нистая роса, фитофтороз, ложная мучнистая роса, корневые гнили, фузариозное увядание, бактериальные пятнистости, черная ножка, сосудистые и слизистые бактериозы, ризоктониоз, монилиоз, макроспориоз, серая гниль, милдью и оидиум, а также парша. Действующее вещество – споры бактерий: Bacillus subtilis – титр не менее 108 КОЕ/г; Trichoderma viride, штамм 4097 – титр не менее 106 КОЕ/г [26, 27]. Штаммы Bacillus subtilis оказывают многогранное влияние на патогенные микроорганизмы: они синтезируют антибиотики, выступают в роли антагонистов фитопатогенов и способствуют повышению иммунитета растений. Более того, в большинстве случаев они оказывают стимулирующее воздействие на защищаемую культуру [28]. Штамм Trichoderma viride 4097 положительно влияет на рост и развитие таких растений, как огурцы, томаты, картофель, капуста, виноград, земляника и другие. Это достигается за счет увеличения поглощения питательных веществ растениями и активации развития азотофиксирующих бактерий в ризосфере. Экспериментально подтверждено, что данный штамм демонстрирует высокую эффективность при обработке многолетних культур, в частности винограда и яблонь, особенно в тех случаях, когда традиционные методы применения биологических средств оказываются недостаточно результативными [29].

При эпифитотийном развитии оидиума возможно применение биопрепаратов «Микосан-В» и «Сатек» [30].

«Микосан-В» представляет собой биологический фунгицид, созданный на основе гриба трутовик. Он предназначен для профилактической обработки садов, ягодников, виноградников, огородов и полей, а также для защиты комнатных растений от различных болезнетворных микроорганизмов. Этот препарат служит стимулятором естественного иммунитета растений [31]. Активный компонент «Микосана-В», извлекаемый из клеток грибов, проникает внутрь растительных клеток и способствует синтезу ферментов (хитиназ, хитозаназ, глюканаз). Эти ферменты способны разрушать клеточные стенки патогенных грибов. Таким образом, «Ми-косан-В» обеспечивает растениям высокую и продолжительную защиту от множества заболеваний, а также повышает их устойчивость к неблагоприятным климатическим условиям [32].

Методика использования биопрепаратов для защиты винограда от милдью и оидиума подразумевает применение биопрепаратов либо в первых двух, либо в последних двух опрыскиваниях, сочетая их с химическими средствами защиты в остальных обработках. Эксперименты подтвердили результативность этой методики с использованием биопрепаратов «Микосан В» и «Сатека» [33].

Биокомплекс «Сатек (в)» – смесь препаратов ризосферных азотфиксирующих, фунгицидных, фосформобилизирующих бактерий, гуминовых кислот, микроэлементов для обработки сельскохозяйственных культур в вегетационный период. Применяется совместно с прилипателем. Повышает потребление растениями питательных веществ, снижает поражение фитопатогенами, способствует повышению продуктивности растений [34].

«Вермикулен» (грибной, Penicillium vermicula-tum ) – биологический препарат, представляет собой живую культуру (споры и мицелиальная масса микроорганизма Penicillium vermiculatum PK-l) [35]. Способен значительно снизить прессинг многократных химических обработок [36].

Химические средства защиты . Кроме биологических методов, интегрированная защита растений может включать в себя и ограниченное использование химических пестицидов, применяемых только в крайних случаях и с минимально допустимой дозировкой, в строгом соответствии с инструкцией и с учетом периода ожидания до уборки урожая. Важно подчеркнуть, что такой подход предполагает тщательное планирование и мониторинг, использование современных технологий для оценки состояния растений и своевременное принятие решений. Только комплексный, индивидуальный подход, учитывающий специфику конкретного региона, культуры и погодных условий, позволит достичь целей экологически чистого и высококачественного сельского хозяйства [37, 38]. Поэтому для достижения высоких показателей урожайности и качества при одновременном минимизировании вреда окружающей среде необходимо переходить к системам интегрированной защиты растений, основанным на принципах профилактики и применения биологических методов борьбы с вредителями и болезням [39–48].

Применение препаратов природного происхождения в органической системе защиты винограда [49] является перспективным направлением в борьбе с оидиумом и предотвращении возникновения резистентности и позволит разработать более эффективные стратегии защиты [50].

За последние 30 лет существенное влияние на распространенность заболевания косвенно оказали фунгициды из групп дитиокарбаматов, бензимидазолов и триазолов. Было установлено, что 3–4-кратное применение за сезон дитио-кабаматов (купрозан) в течение 2–3 лет увеличивало интенсивность заболевания оидиумом в 1,5–2,0 раза [51, 52]. Этот парадоксальный эффект, казалось бы, противоречащий цели применения фунгицидов, объясняется несколькими факторами, тесно взаимосвязанными между собой. Во-первых, дитиокарбаматы, будучи контактными фунгицидами, обладают сравнительно узким спектром действия и не проникают глубоко в ткани растений. Во-вторых, длительное применение одного класса фунгицидов неизбежно ведет к развитию резистентности у патогена. В-третьих, плотная посадка растений, недостаточная вентиляция в кроне, избыток азотных удобрений создают благоприятный микроклимат для развития патогена. В таких условиях, даже при применении фунгицидов, эффективность борьбы с оидиумом существенно снижается.

Центральной в защите растений и при разработке мер повышения долговременной устойчивости агроэкосистем промышленного земледелия является задача предотвращения и преодоления резистентности вредных организмов к пестицидам. В выборе необходимых методов борьбы обычно руководствуются направленным отбором и стабилизирующим отбором [53].

Изменение чувствительности возбудителей грибных заболеваний к фунгицидам всех поколений – явление многофакторное. Оно должно рассматриваться во взаимосвязи с компонентами «растение – патоген – природа» и особенностями возделывания пород и сортов. В настоящее время установлено, что на восприимчивых сортах изменение чувствительности возбудителей основных заболеваний к системным фунгицидам происходит через 3–5 лет применения [54].

В мировом агропромышленном производстве современной тенденцией в производстве безоговорочно остается развитие экологических технологий, в т. ч. органического земледелия, что связано с растущим интересом к потреблению натуральных, экологически чистых продуктов питания, а также снижением антропогенного действия на агроэкосистему. В настоящее время Закон «Об органической продукции…» предполагает активное развитие органического ви- ноградарства в Российской Федерации (вступил в силу в 2020 г.) [55, 56].

Для эффективности химической защиты виноградников от оидиума необходимо проводить обработку только при появлении на пораженных органах налета грибницы со спороношением, так как возбудитель оидиума живет на поверхности пораженных органов. Для первой обработки против оидиума следует применять системные фунгициды, так как в это время интенсивно проходят ростовые процессы и фунгицид вместе с соком быстро передвигается по растению, защищая его. Системные и контактные фунгициды следует чередовать, а в конце вегетации применять контактные, потому что уже мало отрастает новых побегов с листьями, нуждающихся в системной защите.

Химические обработки должны быть направлены главным образом на уничтожение перезимовавшего в прошлогодних очагах болезни инфекционного запаса гриба, а в годы эпифито-тий – на защиту всех насаждений винограда от повреждения в течение вегетации, и в первую очередь восприимчивых сортов [57].

Чтобы предотвратить распространение грибкового заболевания, профилактические мероприятия необходимо начинать в осенний период. Перед укрывкой виноградника на зиму его следует обработать раствором медного или же железного купороса. До того, как в весенний период пробудились почки, нужно обрабатывать посадки винограда «Азофосом», это усилит действие меди. С целью профилактики заболевания применяются такие фунгициды, как «Та-лендо», «Свитч», «Каратан» [58].

Первым рекомендуется проводить искореняющее опрыскивание против болезни. Вторую обработку следует проводить в конце первого инкубационного периода, затем в конце третьего и так далее, через один инкубационный период, если не было ливневых дождей, смывающих фунгицид. Она должна охватывать все виноградники в районах сильного развития оидиума. Так, ранней весной, до пробуждения почек, виноградники следует обрабатывать раствором оксида железа или смесью серы. Перед цветением обработать водным раствором серы (1,5 кг серы на 100 л воды). Лозу следует 2–3 раза опудрить сухой серой (15–20 кг/га) [59–61]. При температуре выше 19 °С споры оидиума погибают в течение суток, при температуре 27–28 °С гибель спор наступает через 4–6 ч после обработки.

В дальнейшем системное фунгицидное опрыскивание в период формирования ягод эффективно контролирует U. necator и обеспечивает более здоровый и высокий урожай винограда [62, 63]. Третья обработка проводится через 14 дней, с объемом рабочего раствора – 1000 л/га [64].

Защита виноградников от грибковых заболеваний, таких как оидиум и милдью, является одной из ключевых задач виноградарства. Выбор эффективных и безопасных фунгицидов напрямую влияет на урожайность и качество продукции. Успешное применение фунгицидов зависит от множества факторов, включая температуру окружающей среды, видовой состав возбудителя болезни, устойчивость самого растения и грамотное составление программ обработки. Оптимальная температура для обработки винограда фунгицидами химической природы – не ниже 20 °С. В этом температурном диапазоне наиболее эффективны препараты, такие как «Скор» (дифеноконазол), «Тиовит» (коллоидная сера), «Джетили» (флудиоксонил + цимокса-нил), «Хорус» (ципродинил), «Ридомил Голд МЦ» (манкоцеб + мефеноксам), «Шавит» (тебу-коназол). Высокую эффективность также демонстрируют «Строби» (крезоксим-метил), «Топаз» (пенконазол) и «Байлетон» (триадимефон) [65]. Эти фунгициды принадлежат к различным химическим классам, что минимизирует риск развития резистентности у возбудителя. Кроме того, эффективными оказались в ряде испытаний фунгициды «Принцип 90 Sс» (пираклостро-бин), «Топаз к.э.» (пенконазол), «Фалькон к.э.» (тебуконазол) и «Талендо к.э.» (флудиоксонил). Важно отметить, что конкретный выбор препарата зависит от специфики заболевания, фазы развития винограда и погодных условий. Особый интерес представляют фунгициды с комбинацией действующих веществ, например мик-лобутанил (45 г/л) и квиноксифен (45 г/л). Такие препараты, как «Динали» (диоксикарб) и «Луна Транквилити» (флуопирам + тебуконазол) [37], часто используются в антирезистентных программах, чередуясь с препаратами других химических групп. Применение комбинированных препаратов снижает риск развития резистентности у патогенов к отдельным действующим веществам. Антирезистентные программы [66] подразумевают строгое чередование препаратов различных химических классов, а также использование препаратов, обладающих различ- ными механизмами действия. За последние десятилетия произошел значительный прогресс в разработке фунгицидов. В XX в. был существенно расширен ассортимент доступных препаратов, при этом акцент был сделан на снижении токсичности. Многие высокотоксичные соединения были исключены из применения, что позволило сделать защиту виноградников более безопасной для человека, животных и окружающей среды [67, 68]. Современные фунгициды часто обладают селективным действием, нанося минимальный вред полезным насекомым и микроорганизмам. Однако эффективность фунгицидов зависит не только от их свойств. Огромную роль играет генетическая предрасположенность самих виноградных кустов к заболеванию.

Селекционно-генетические методы . Наблюдения показывают, что гибриды винограда, не обладающие целевыми аллелями генов устойчивости к оидиуму, часто характеризуются повышенным содержанием органических кислот. Это связано с направленным отбором, преимущественно ориентированным на улучшение вкусовых качеств ягод, а не на повышение устойчивости к заболеваниям [69]. Поэтому селекционная работа по выведению сортов винограда, устойчивых к оидиуму, является крайне важной.

Также стоит учитывать особенности конкретного сорта винограда, так как устойчивость к оидиуму различна у сортов винограда и гибридных форм. Выращивание сортов винограда, устойчивых к оидиуму, позволяет сократить количество химических обработок насаждений. Сорта европейско-азиатскиого вида винограда Vitis vinifera L. наиболее восприимчивы к поражению оидиумом, несмотря на некоторое различие в расщеплении анитгенов. К сортам, генетически устойчивым к возбудителю, относятся сорта северо-американского вида винограда V. riparia Michx., американского вида винограда V. aesti-vals Michx., восточноазиатского вида винограда V. romaneti Rom. du Gaill. [70–72].

Полученные данные позволили классифицировать изученные сорта и гибриды винограда на группы по устойчивости к болезням и вредителям и рекомендовать для производственного выращивания сорта с наиболее высокими показателями устойчивости, адаптивности и продуктивности [73–78]. Однако данные о наличии негомологичных доминантных генов высокого уровня устойчивости к оидиуму и милдью у Дальневосточной популяции Vitis amurensis Rupr. являются новыми и опровергают устоявшуюся теорию о недостаточной устойчивости амурского винограда к грибковым заболеваниям по сравнению с американским [79].

Одним из наиболее перспективных в биологической защите против вредных организмов, в том числе и оидиума, является активное использование защитных механизмов растений, их иммунитета как врожденного, так и индуцированного.

Относительно устойчивые к вредоносным грибным заболеваниям сортообразцы винограда могут быть использованы в качестве исходного материала для селекции данной культуры на устойчивость к микозам [80–82].

Известно, что наличие двух генов Rpv3 и Rpv12 в одном генотипе винограда имеет аддитивный эффект [83] (лат. additivus – прибавляемый, добавочный) – в фармакологии представляет собой ситуацию, когда комбинированное действие двух препаратов равно сумме эффектов двух этих препаратов, действующих независимо друг от друга [84].

Лабораторные и тепличные оценки устойчивости на уровне фенотипа согласуются с устойчивостью, ожидаемой на основе наличия ассоциированных с устойчивостью аллелей маркеров простых повторов последовательностей (SSR) для локусов Rpv3 и Ren3 , подтверждая их полезность в качестве индикаторов вероятной устойчивости к ложной и настоящей мучнистой росе соответственно, особенно к ложной мучнистой росе [85].

В настоящее время осуществляется создание Базы данных аллельного состояния локусов устойчивости ( Rpv3, 11-Rpv12, 1- Rpv10, 18-Rpn3, 19- Rpn9 ) к ложной и мучнистой росе для сортов винограда. Данные получены методом ПЦР с последующим фрагментным анализом на автоматическом генетическом анализаторе. B процессе разработки селекционных программ могут быть применены полученные учеными результаты по выявлению источников локусов устойчивости [86–95].

Дифференцированная защита перспективных сортов винограда должна основываться на степени устойчивости, сроках обнаружения первичных поражений и наблюдениях за развитием болезни.

Заключение. Таким образом, можно сказать, что в почвенно-климатических разнящихся условиях мирового виноградарства эффективная борьба с оидиумом на винограднике – это сложная задача, требующая комплексного подхода, охватывающего все этапы вегетационного периода. Успешная стратегия борьбы базируется на сочетании агротехнических приемов, грамотного использования удобрений, селекции устойчивых сортов, фитосанитарного и экологоэкономического мониторинга, применения средств защиты растений, с учетом при этом специфики климатических условий каждого го- да, стремясь к получению экологически чистой продукции, соответствующей всем Государственным стандартам (Федеральный закон от 27 декабря 2019 г. № 468-ФЗ «О виноградарстве и виноделии в Российской Федерации», ГОСТ 32786-2014 «Виноград столовый свежий. Технические условия»).

Важно помнить, что регулярный контроль, своевременное принятие мер и индивидуальный подход – ключ к успешной защите виноградников от этого распространенного заболевания.