Ученые мира против заразихи

Подсолнечник всегда считался одной из самых рентабельных культур и для многих сельхозтоваропроизводителей является основой экономического благополучия. Наша страна по праву считается второй родиной солнечного цветка. Но есть у масличной культуры и злейшие враги – это болезни и вредители, которые мешают производственникам получать максимальную урожайность культуры. Пожалуй, самым агрессивным ее врагом можно назвать заразиху.

Пылеподобные семена заразихи как самые мелкие занесены в книгу рекордов Гиннесса. В отличие от других представителей флоры, это растение не питается солнцем и не вырабатывает хлорофилл, но при этом выпускает сочный фиолетовый цветок, наполненный почти полумиллионом микросемян. Семена попадают в почву, сохраняя способность к прорастанию до двадцати лет.
Сегодня растение-паразит атакует посевы многих стран. По разным источникам, им поражено более семи миллионов гектаров подсолнечника. Российское поле – шесть миллионов гектаров – оказалось под особой угрозой.
Первая раса заразихи появилась на полях сто лет тому назад. В 1926 году из-за массового поражения посевов в России ставился вопрос о прекращении выращивания этой масличной культуры. Спустя много лет благодаря кропотливому труду ученых Л.А. Жданова в Ростове, С.М. Плачека в Саратове, B.C. Пустовойта в Краснодаре и других удалось вывести устойчивые к заразихе сорта и гибриды подсолнечника.
Казалось, проблема была решена. Но через каждые двадцать – двадцать пять лет появлялась новая раса. В настоящее время, как считают ученые, сроки появления новых рас паразита значительно сократились, и уже каждые четыре-пять лет идет атака новых, более агрессивных рас…
Проблемой избавления посевов подсолнечника от злостной заразихи озабочены во всем мире. Более сорока лет каждые четыре года селекционеры и ученые разных стран собираются вместе, чтобы поделиться последними разработками и исследованиями. В этом году мероприятие было решено провести в России, в Краснодаре, поскольку именно Кубань является лидером по производству масличной культуры.
В Международном симпозиуме приняли участие около шестидесяти представителей науки из пятнадцати зарубежных стран, ведущие ученые Кубанского Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур имени В.С. Пустовойта и других НИИ. Организаторами выступили ГНУ ВНИИМК Россельхозакадемии, Международная ассоциация по подсолнечнику, а генеральным спонсором мероприятия стала компания БАСФ.
Вице-губернатор Кубани Евгений Громыко в своем приветственном слове рассказал о достижениях кубанских земледельцев в производстве масличных культур, в том числе и подсолнечника, которого ежегодно производится более одного миллиона тонн. Масличная культура занимает на Кубани около 500 тысяч гектаров пашни, ее по праву считают одной из самых доходных. В среднем урожайность составляет до 23 центнеров с гектара, в лучших хозяйствах она доходит до 35 центнеров. Евгений Васильевич подчеркнул, что на Кубани принят специальный закон, регламентирующий площади возделывания культуры, который нужно соблюдать в обязательном порядке. В противном случае его нарушение приведет к болезням почвы, ухудшению фитосанитарной обстановки, иссушению почвы и в итоге к резкому снижению плодородия полей и как следствие – урожайности.
Перед участниками Международного симпозиума выступил академик Российской сельхозакадемии Виктор Долженко. Он отметил, что подсолнечник – очень важная и нужная культура. В общей сложности Россия более чем на 80 процентов обеспечивает себя растительным маслом. И это не предел. Для увеличения сегодняшних показателей необходимы новые сорта и гибриды, новые технологии защиты подсолнечника. И видные ученые, которые собрались в этом зале, готовы совместно с производственниками решать проблемы, с которыми сталкиваются сельхозтоваропроизводители при его возделывании.
О поражении европейских линий – дифференциаторов подсолнечника заразихой из Ростовской области рассказала Нина Арасланова, ведущий научный сотрудник ГНУ ВНИИМК.
– Заразиха имеет столетнюю историю паразитизма на подсолнечнике в России. За этот период она трижды ставила масличную культуру под угрозу исчезновения, вследствие чего ее возделывание становилось нерентабельным. Последний раз критическая ситуация сложилась в начале 70-х годов. В то время заразиха была обнаружена в Молдавии и получила название «молдавской расы». Она очень быстро распространилась во все регионы возделывания подсолнечника. Но с помощью новых сортов культуры удалось ликвидировать заразиху, и до начала 90-х годов она не давала о себе знать. Было даже сложно найти семена этого паразита для тестирования устойчивости селекционного материала. В последние годы ситуация изменилась. Из разных районов Волгоградской и Ростовской областей, Краснодарского и Ставропольского краев поступали сообщения о сильной засоренности посевов подсолнечника заразихой. Причем паразит «нападал» не только на российские гибриды и сорта, но и гибриды иностранной селекции. Это свидетельствует о грядущей четвертой волне повсеместного поражения заразихой в России. Целью наших исследований была идентификация популяции заразихи в аграрных районах Ростовской области при применении европейских линий – дифференциаторов рас заразихи подсолнечника. Они были переданы нам из Румынии, Испании и ВНИИМК.
Семена высевали в пластиковые цветочные ящики, заполненные почвенно-песчаной землей, смешанной с семенами заразихи. Растения выращивали в климатических камерах при оптимальных режимах. Через тридцать дней после всходов растения выкапывали, промывали корни и подсчитывали среднее количество клубеньков и зачатков стеблей заразихи на одно пораженное растение подсолнечника. Мы протестировали шесть популяций заразихи, собранной в 2009 году в разных хозяйствах Белокалитвинского района Ростовской области. Растение-паразит именно из этого района преодолевает действие генов устойчивости гибридов. С высокой степенью оказалась пораженной линия подсолнечника из Румынии, устойчивая к расе F. Ограниченное количество семян этого гибрида не позволило использовать его для оценки всех популяций заразихи, имеющихся в этом районе. Есть такие районы, где некоторые расы не получили широкого распространения. Это значит, что популяция заразихи из 14 районов Ростовской области различается по уровню агрессивности, то есть результаты исследований доказали, что один и тот же селекционный материал по-разному устойчив к заразихе.
Докладчика дополнил Ф.И. Горбаченко – директор ГНУ Донская опытная станция ВНИИМК им. Л.А. Жданова.
– Пока подсолнечник возделывается на полях наших сельхозтоваропроизводителей, проблема заразихи будет существовать и всегда находиться в поле зрения ученых. Если обратиться к истории, то в 30-е годы были созданы иммунные сорта подсолнечника Саратовский 169, Саратовский 206 и др. Они занимали лидирующие площади пашни и были устойчивы к паразиту, – говорит Федор Иванович. – В результате проведенных исследований выяснилось, что ранее созданные сорта оказались неустойчивыми к этому растению-вредителю. Более того, на некоторых полях подсолнечник вообще не давал урожая.
Ученые опытной станции под руководством профессора Жданова, изучая ситуацию в близлежащих регионах, обнаружили устойчивые к заразихе сорта в Украине, в Мариупольской области. Отобранные растения были своего рода родоначальниками сортов, которые очень быстро заняли площади под этой культурой. Таким образом, академик Леонид Афанасьевич не дал кануть в Лету подсолнечнику как сельскохозяйственной культуре. Проблема не возникала в течение сорока лет. В 70-м году она вернулась. Однако селекционеры быстро создали устойчивые к заразихе сорта из выделенных устойчивых растений.
Проблема как будто была решена, но из-за расширения посевных площадей заразиха снова вернулась на ростовскую пашню в 2006–2007 годах, и снова ученые Донской опытной станции были вынуждены создать инфицированный фонд, куда внесли более 32 килограммов семян заразихи на гектар, собранных из разных районов региона. Разделили его на четыре части. Оказалось, что семена растения-паразита, взятые оттуда, где посевы подсолнечника превышали допустимую площадь, проявляли себя более агрессивно. По этой причине в области жестко поставлен вопрос о сокращении площадей под масличной культурой. И уже в этом году засеяно около 900 тысяч гектаров, что на 400 тысяч гектар меньше. Ведь соблюдение севооборота – это не прихоть, а закон земледелия!
«Гуру» селекции профессор Драган Шкорич из Сербии открыл некоторые секреты селекции подсолнечника на устойчивость к заразихе. Говорил о распространенных и менее распространенных видах заразихи в 58 странах.
– Существует ряд различных популяций, которые могут оказывать негативное воздействие на культуры. Если смотреть глобально, так сказать, в мировых масштабах, то мы видим определенные доминирующие очаги вокруг Черного моря: в Турции, Болгарии, Греции, Румынии, Молдавии, Украине, России. Очаги встречаются даже в Австралии и Израиле. Это значит, что в перечисленных странах работают программы, направленные на борьбу с этой проблемой. Но в первую очередь, как правильно сказал мой коллега Федор Горбаченко, необходимо строго соблюдать севооборот. Когда мы ищем механизмы воздействия на заразиху, то в борьбе с ней можно и нужно использовать разные методы. При этом учитывать тип почвы. Нужно знать, что, к примеру, в кислой среде заразиха прорастает очень хорошо, а вот щелочная среда, напротив, помогает растениям устоять против паразита. Необходимо отслеживать, каким образом происходит распространение заразихи, и только тогда выбирать методы борьбы с ней и сорта для селекционной работы. Для этих целей необходимо иметь теплицы, чтобы вести работу круглый год, поскольку результаты, которые получены в тепличных условиях, наиболее показательны.
В своем выступлении Яков Демурин из ВНИИМК рассказал о разных этапах борьбы с заразихой учеными мира.
– Химические способы борьбы с заразихой впервые были применены в начале 70-х годов, когда наблюдался очередной агрессивный период ее царствования. В ходе опытов было установлено, что два килограмма действующего вещества трефлана на гектар могут ликвидировать заразиху на 70%. Следует учитывать два момента – время внесения и генотип, используемый в опытах, в частности это были обычные сорта подсолнечника. Первым этапом было внесение гербицидов до начала посевов. В этом случае имидазолиноны частично останавливали развитие паразита. Вторым этапом стало применение гербицидов по вегетирующим растениям, то есть после всходов. Третий этап – использование гербицидоустойчивых генотипов, которые были получены от Джерри Миллера из публичного генетического банка Северной Дакоты. Мы определили для себя три задачи. Проверить, насколько генотипы устойчивы к гербицидам, и подавляют ли они заразиху в нашем регионе. Вторая задача – поиск генов устойчивости к гербицидам в нашей коллекции, и третья – исследовать и внедрить эти гены в элитные линии селекции ВНИИМК. В опытах мы использовали неустойчивые к заразихе и гербицидам линии, а также семена, собранные работниками отдела селекции сортов подсолнечника в Ставропольском и Краснодарском краях, Ростовской области в 2004 году. Работу проводили в теплице. Мы пришли к выводу, что на сегодняшний день самым эффективным способом для сельхозтоваропроизводителей является использование гербицидоустойчивых растений. Только тогда у подсолнечника появляется вместо щита меч против заразихи!!!
В данном случае первым помощником производственников можно назвать одну из последних уникальных разработок компании BASF – технологию CLEARFIELD® («чистое поле») на основе гербицида ЕВРО-ЛАЙТНИНГ™, который уничтожает все сорняки и даже последние расы заразихи. Преимуществом данной системы является то, что это первый послевсходовый гербицид с широким спектром действия. Необходима только одна обработка за весь вегетационный период, система может быть использована при минимальной и нулевой обработке почвы. При этом она подавляет и уничтожает злаковые и двудольные сорняки, в том числе наиболее проблемные и заразиху, действует через листья и корни. При попадании на сорные растения имазапир и имазамокс быстро поглощаются через листья, а также проникают в растения через корни. Эти действующие вещества попадают через ксилему и флоэму в ткани растений, где действуют в качестве ингибиторов фермента ацетолактатсинтазы (ALS). Этот фермент имеется только у растений и бактерий, его нет у животных. ALS является катализатором биосинтеза незаменимых аминокислот: валина, лейцина и изолейцина. Подавление образования ALS имидазолинонами блокирует образование этих незаменимых аминокислот и синтез белка, что, в свою очередь, приводит к гибели сорных растений. После применения гербицида ЕВРО-ЛАЙТНИНГ™ нежелательно проводить механические обработки междурядий, так как это может нарушить гербицидный экран.
С докладами на международном симпозиуме выступили и другие видные ученые. В их числе профессор Джеральд Сайлер из США, который подробно остановился на вопросах эффективности использования в селекции на устойчивость к болезням диких видов подсолнечника. О перспективах селекции подсолнечника на устойчивость к болезням рассказал Фелицити Веар из Франции и многие другие…
Симпозиум, как ему и полагается, выполнил главную задачу – дал возможность ученым еще раз озвучить проблемы как науки, так и сельхозтоваропроизводителей. А присутствующие, как и следовало ожидать, почерпнули много новой и интересной для себя информации. «Международная сборная по селекции» готова продолжить работу над выведением новых сортов гибридов подсолнечника, устойчивых к болезням, а главное – к чуме XXI века – заразихе, у которой сегодня существует уже семь рас! Ученые уверены, что новые гибриды будут устойчивыми к уже имеющимся расам и самое главное – доступными, приемлемыми для сельхозтоваропроизводителей.