Распространенность ржавчины на сортах подсолнечника в условиях Краснодарского края

Введение. Ржавчина на подсолнечнике – одна из наиболее распространенных и вредоносных болезней. Возбудитель болезни – узкоспециализированный базиди-альный гриб Puccinia helianthi Schw. из порядка Uredinales .

Впервые патоген появился на подсолнечнике в XIX веке в Северной Америке, постепенно распространился по всему миру [1]. Поражение подсолнечника ржавчиной отмечалось в Индии [2], Болгарии, Чехии [3], Восточных прериях США [4], Турции, Австралии, Иране, Испании, Франции [6].

Впервые в России этот патоген был обнаружен на подсолнечнике в 1866 г. ученым Ворониным М.С., установлена его видовая принадлежность [7]. Вредоносность болезни в те годы была настолько велика, что приходилось подсолнечник заменять другими культурами. В настоящее время Якуткин В.И., Саулич М.И. определили ржавчину на посевах подсолнечника в России, Украине, Молдавии, Казахстане [8].

Проведенные в начале XX века исследования Целле (1932) подтвердили высокую вредоносность ржавчины на подсолнечнике [9].

Она заключалась в уменьшении ассимиляционной поверхности листьев и преждевременном их усыхании, что в свою очередь приводило к недоразвитости растений. Диаметр корзинки уменьшался на 7,5–16 %, урожай – на 14–38, масса семян – на 10–19 и содержание жира в ядрах – на 4–12 %.

Слюсарь Э.Л. в своих работах отмечала, что средняя степень поражения подсолнечника ржавчиной приводит к снижению урожая на 0,5–0,7 т/га, при сильной степени поражения эти потери увеличиваются в 2–3 раза. Масличность снижается на 40 % [10; 11].

По данным американских и канадских ученых, гриб вызывает снижение урожайности подсолнечника до 50 % [12].

Якуткин, Саулич [8] отнесли ржавчину к группе болезней с умеренной вредоносностью, потери урожая от которых не превышают 25 %, но в настоящее время ее вредоносность продолжает нарастать, создавая определённую угрозу в будущем.

В 1962 г. в Северной Америке Секстоном (Sackston W.E.) было выделено 4 ра- сы ржавчины, причем раса 1 была отмечена как наиболее вирулентная [13]. Изучением расового состава ржавчины на подсолнечнике в Краснодарском крае занималась Слюсарь Э.Л. Было установлено, что превалирует раса 1, она же является и наиболее опасной [14]. В настоящее время в Америке и Западной Европе идентифицировано более 10 рас [12]. В нашей стране в последние годы расовый состав не определялся.

Одним из способов борьбы с ржавчиной является создание устойчивых сортов. Первые работы в этом направлении были начаты в начале прошлого века академиком Пустовойтом В.С. и успешно продолжены Пустовойт Г.В. На основе межвидового скрещивания были получены ржавчиноустойчивые гибриды [15; 16]. Разработанные Пустовой Г.В. и Слюсарь Э.Л. методы искусственного заражения и оценки межвидовых гибридов позволили получить селекционный материал, высокоустойчивый к ржавчине. Был создан сорт Кремний, устойчивый к ржавчине и другим патогенам [17].

В последнее время в России и странах СНГ происходит постепенное нарастание распространенности и интенсивности проявления болезни. В Среднем Поволжье, на Северном Кавказе и в южной части Центральной Черноземной зоны России, а также в Украине и Молдавии ржавчина проявляется несколько сильнее, чем в других местах [18].

По данным Бородина и Котляровой [19], за период с 1994 по 2004 гг. на посевах подсолнечника в Краснодарском крае практически ежегодно наблюдалось появление ржавчины, развитие болезни варьировало от 0,5 до 50,0 %. Маршрутные обследования посевов подсолнечника, проведенные сотрудниками ВНИИ масличных культур (2011–2013 гг.), показали, что в Ростовской области, Ставропольском и Краснодарском краях на общей площади 25 тыс. га ржавчина обнаружена на 25 % обследуемых площадей [20].

Инфекционное начало болезни сохраняется на больных растениях подсолнечника и на сорняках. Поражению ржавчиной подвержено сорное растение дурнишник обыкновенный ( Xanthium strumanum L.), который может служить источником инфекции [21].

Для ржавчины характерным признаком является появление на растении пустул различной формы и величины. Цикл развития гриба Puccinia helianthi на подсолнечнике включает три стадии и пять типов спороношения. В связи с тем, что стадии развития патогена неодинаковы, формы проявления болезни тоже различны. Весной на падалице или всходах подсолнечника развивается эциальная (весенняя) стадия гриба. На семядолях, первой и второй парах настоящих листьев появляются желтовато-зеленые, затем желтеющие пятна. На верхней стороне листа в местах пятен образуются маленькие кувшинообразные вместилища – спермогонии (пикнии), в которых формируются мелкие споры - спермации (пик-ниоспоры). На нижней стороне листа в местах пятен образуются светло -оранжевые порошистые подушечки (пустулы) - эции с эциоспорами. Вторая стадия - урединиостадия (летняя), когда зрелые эции разносятся воздушными потоками на большие расстояния, вызывая массовое поражение подсолнечника. Для этой стадии характерно появление на листьях, черешках листьев и листовой обвертке корзинки мелких ржаво-коричневых подушечек урединиопустул с массой урединиоспор. В конце вегетации подсолнечника ржаво-бурые пустулы заменяются темно-коричневыми, почти черными, содержащими телиоспоры. Это третья - телиостадия (зимняя). Источником инфекции служат телиоспоры, которые зимуют на растительных остатках в почве и в местах очистки семян [22].

Материалы и методы. Исследования проводились на центральной экспериментальной базе ВНИИМК в 2007–2017 гг. Материалом для получения данных о поражении и развитии ржавчины служили ранее созданные, новые и широко ис- пользуемые в производстве сорта подсолнечника селекции ВНИИМК разных групп спелости: позднеспелый сорт силосного направления Белоснежный; среднеспелые   сорта Флагман, Мастер,

Фаворит, Пересвет, Юбилейный 60, СПК, Лакомка, Джинн; раннеспелые Бородинский, Орешек, ВНИИМК 8883, Умник, Круиз, Березанский; скороспелые Р 453, Бузулук, СУР, Шолоховский.

Симптомы болезни изучали в течение всего вегетационного периода растений подсолнечника.

Учет проявления ржавчины проводили в фазе физиологической спелости по общепринятым методам [23; 24]. Основными элементами учета служили: распространенность, или частота встречаемости (Р), и интенсивность развития болезни (R). Вычисляли по формулам:

P = (n х 100): N;

R=(Z а xb) х 100: N х K; или R=(^а хс): N), где Р - распространенность болезни, %;

R - развитие болезни, %;

n - количество больных растений, шт.;

N - общее количество растений, шт.;

^а х b - сумма произведений числа больных растений (а) на соответствующий им балл поражения (b), шт. х балл;

К - высший балл учетной шкалы.

Степень поражения растений определяли по шкале Мельчерса и Паркера [25], видоизмененной Русаковым Л.Ф.: 0 - отсутствие поражения; 1 - поражено до 10 % поверхности листа; 2 - поражено от 11 до 25 % поверхности листа; 3 - поражено от 26 до 50 % поверхности листа; 4 - поражено свыше 50 % поверхности листа.

Результаты и обсуждение . По нашим многолетним наблюдениям (2007–2017 гг.), в условиях Краснодарского края на сортах подсолнечника селекции ВНИИМК отмечалось ежегодное поражение растений ржавчиной . Распространенность болезни колебалась в среднем от 16,0 до 52,0 % (рис. 1).

Рисунок 1 – Распространенность ржавчины на сортах подсолнечника селекции ВНИИМК в Краснодарском крае,

2007–2017 гг.

За годы наших исследований зарегистрировано несколько вспышек проявления ржавчины. Наиболее сильная была в 2012 г., частота встречаемости в среднем по сортам селекции ВНИИМК составила 52,0 %. Год отличался избыточным количеством осадков в начале вегетации подсолнечника, высокой температурой воздуха и недостатком влаги во второй половине лета. Слабое проявление болезни отмечено в 2010 и 2013 гг. (16,0–16,5 %). Чуть менее 20,0 % поражение ржавчиной растений подсолнечника составило в 2009, 2014 и 2015 гг. Интенсивность поражения сортов селекции ВНИИМК не превышала 5,0 %.

Распространенность ржавчины на подсолнечнике зависит и от группы спелости сорта (рис. 2).

Рисунок 2 – Частота встречаемости ржавчины на сортах подсолнечника селекции ВНИИМК в Краснодарском крае, % (2007–2017 гг.)

Наиболее сильно подвержен поражению ржавчиной позднеспелый сорт силосного направления Белоснежный. 104

Средняя частота встречаемости патогена составляла 69,4 % и варьировала от 50,4 % в 2013 до 88,0 % в 2007 гг. (табл. 1).

Таблица 1

Распространенность ржавчины на сортах подсолнечника селекции ВНИИМК в зависимости от группы спелости, %

Сорт	Год
	2007 2008 2009 2010				2011	2012	2013 2014 2015			2016	2017
Позднеспелая группа
Белоснежный	88,0	69,8	63,7	61,3	85,0	80,6	50,4	55,9	68,9	60,1	80,2
Среднеспелая группа
Флагман	6,7	36,0	8,0	4,5	32,0	54,8	10,0	12,0	13,7	8,0	11,2
Мастер	8,0	36,0	6,7	4,5	38,7	36,0	12,0	12,8	9,9	11,0	9,5
Юбилейный 60	6,7	40,0	17,3	5,1	33,3	43,0	-	-	-	-	-
СПК	1,3	12,0	4,0	1,3	45,0	54,0	4,5	4,6	3,3	2,4	3,9
Лакомка	9,3	25,3	4,3	0	42,0	50,3	3,3	3,8	3,0	1,3	3,9
Джинн	-	-	-	-	-	-	-	-	1,0	1,3	2,5
Раннеспелая группа
Орешек	-	-	2,9	0	33,5	45,4	2,8	1,3	1,3	2,0	2,8
Умник	-	-	-	0	40,2	35,6	1,5	1,5	2,5	1,3	2,5
Круиз	7,0	2,4	1,5	0	48,0	42,8	1,9	3,0	5,9	2,8	1,5
Скороспелая группа
Бузулук	0	0	0	0	11,4	14,8	0	0,5	1,3	0	0,5
СУР	0	0	0	0	10,0	29,0	0	0	0,5	0	0,5

Среднеспелые и раннеспелые сорта сильно поразились ржавчиной в 2008, 2011 и 2012 гг., частота встречаемости на них составляла от 32,0 до 55,0 %. Наибольшая распространенность возбудителя ржавчины была в 2012 г. на среднеспелом масличном сорте Флагман (54,8 %) и раннеспелом крупноплодном сорте Орешек (45,4 %).

Поражение ржавчиной сортов подсолнечника скороспелой группы отмечалось не каждый год. В среднем за годы исследований частота встречаемости патогена составила 4,2 % (рис. 2). Наиболее сильное проявление болезни было в 2012 и 2013 гг., когда распространенность патогена достигала 29,0 % на сорте СУР (табл. 1). В другие годы частота встречаемости болезни не превышала 0,5 %. Наибольшей устойчивостью к патогену обладал скороспелый сорт Бузулук, за все время исследований распространенность болезни колебалась от 0 до 14,8 %.

Типичные симптомы проявления ржавчины на сортах подсолнечника мы наблюдали в течение всей вегетации растений. На рисунке 3 представлена третья стадия развития патогена – телиостадия (зимняя).

а

б

в

Рисунок 3 – Ржавчина подсолнечника Puccinia helianthi Schw. (ориг.):

• а) лист; б) листовая обвертка корзинки;

• в) морфологически нижняя сторона корзинки

Выводы. В результате проведенных исследований выявлено, что в последние годы на посевах сортов подсолнечника селекции ВНИИМК в условиях Краснодарского края наблюдается значительное увеличение поражения растений ржавчиной. Частота встречаемости болезни варьирует от 16,0 до 52,0 % в зависимости от условий года и от группы спелости сорта. Наиболее сильно подвержены заражению сорта подсолнечника средней группы спелости Флагман, Мастер и позднеспелый сорт силосного направления Белоснежный. Частота встречаемости болезни в отдельные годы на этих сортах достигала 54,8 %, 38,7 и 88,0 % соответственно. Наибольшей устойчивостью к патогену обладали сорта скороспелой группы. За годы исследования распространенность болезни на этих сортах не превышала 29,0 %, в среднем поражение болезнью составило 4,2 %.

На сегодняшний день существенного вреда сортам подсолнечника патоген не наносит, но в благоприятные годы может вызвать эпифитотию. Постепенное увеличение вредоносности ржавчины на подсолнечнике требует разработки мероприятий по борьбе с этой болезнью.