Главная По следам эпифитотии

По следам эпифитотии

Комментарий


      В последние годы на большой территории Западной Сибири, Урала и Северного Казахстана мы наблюдаем нарастание инфекционной нагрузки по такой весьма вредоносной для пшеницы болезни – стеблевой ржавчины.  И если в предыдущие годы преобладало очаговое поражение наших посевов в конце вегетации растений, то в 2017 году было массовое, лавинообразное заражение, которое правильно было классифицировать как эпифитотия. Подобной эпифитотии этой болезни в нашей зоне не было 50 лет. О биологии стеблевой ржавчины, ее развитии и распространении, об особенностях оценки и селекции на устойчивость к этому патагену, о новых перспективных сортах и многом другом мы и рассказали на страницах журнала «Аграрный сектор» №4 (34) 2017 г.



 
 

 
«По следам эпифитотии»



    - Традиционный уже вопрос, каким был для вас уходящий год? Какие итоги можете подвести?


    - Погода в зоне резко континентального климата как обычно не баловала крестьянина: переувлажненная незрелая почва и переуплотнение при посеве, и сильное азотное голодание в период кущения. В июне, во время холодных циклонов, дули сильные ветра, и как следствие - почвенная засуха в северной половине нашего района и обильные дожди в южной его части. Задержка колошения в июле, затем резкий набор температур в первой декаде августа и ранняя уборка. На первый взгляд все как обычно, но последствия такого развития событий очень существенные.

    Анализируя итоги прошедшего сельскохозяйственного года, можно сделать однозначный вывод, что он был не самым простым и во многом переломным в моем понимании стратегии селекции пшеницы на данном этапе. Он заставил задуматься о возможности науки противостоять скрытым природным угрозам. Что нового было в нашей селекции? Уверенными шагами идет в производство сорт Любава 5. Мы размножаем и готовим к испытаниям несколько перспективных сортов, обладающих устойчивостью к грибным заболеваниям. Проходит первый год  государственного испытания в РФ нашего нового пластичного сорта Экада 214. Радует своими достижениями и Экада 70, один из первых сортов объединения «Экада». В этом году в России он вошел в тройку наиболее распространенных сортов яровой мягкой пшеницы.


    - Посетив во второй половине августа Карабалыкский район, я увидел, насколько серьезно пострадала пшеница от стеблевой ржавчины. В чем причина такого распространения этой болезни?

    - Можно вспомнить наше первое интервью, которое напечатано в журнале  «Аграрный сектор» №4(22) за 2014 год. Там были такие строки: «Статистически повышается вероятность новой  серьезной вспышки стеблевой ржавчины. Она обязательно будет, как только сложатся погодные условия и совпадут факторы, благоприятствующие ее массовому проявлению». Прогноз был верным. Подобного массового поражения на территории области не было 50 лет. Если посмотреть на ежегодное нарастание инфицирования стеблевой ржавчиной, то эта эпифитотия была вполне предсказуема, и она состоялась. В последние годы наблюдались очаговые поражения на поздних сроках посева пшеницы. Но уже в прошлом году на нашем селекционном участке мы отметили совместное распространение вначале бурой, а затем и стеблевой ржавчины. Это позволило оценить устойчивость сортов и провести результативную браковку изучаемого материала.

    Ну а в этом году произошла вспышка эпифитотии на территории северо-востока Костанайской области. Я уверен, что подобное нарастание инфекционной нагрузки можно только так и классифицировать. Все очень серьезно. Поэтому я предлагаю сегодня поговорить,  в первую очередь, о стеблевой ржавчине на яровой мягкой пшенице.


    - Что опять случилось с качеством зерна? Это последствие поражения ржавчиной?

    - В очередной раз возникли проблемы с качеством зерна на севере Костанайской области. Причем, это результат сочетания комплекса факторов. Конечно, сильное влияние оказало поражение ржавчиной. Гриб, проникая и развиваясь в растении, не только повреждает его, но и, потребляя питательные вещества и влагу, нарушает существующий баланс. И чем сильнее поражение, тем существеннее снижение не только урожая зерна, но и ухудшение его качества, как товарного, так и технологических. Был в этом году и сильный температурный стресс. Многие его просто не заметили. Уверен, фермеры знают, что селедочный запах зерна говорит о заспорении твердой головней, полынный – попался на пути комбайнера душистый сорняк. А вы не задумывались, чем пахнет пшеничное поле после дождя при созревании, после заморозков, или в период сильной жары? Так вот, по моему мнению, если на поле появляется специфический запах высыхающего сена, то это свидетельствует о начале процесса так называемого «запала» или «захвата». Причем, в этом году он наступил очень рано - 5-7 августа. Практически сразу после выпадения осадков, произошел резкий набор температуры воздуха. В это время у многих сортов шло только формирование зерна, поэтому сильнее пострадали сорта, с растянутым периодом вегетации и более поздние посевы. Тепловой шок нарушил процессы синтеза белка и углеводов в растении. И как следствие - неестественно быстрое созревание пшеницы, резкое снижение доли клейковины даже в щуплом зерне и минимальный сбор белка с гектара. Мы в этом году приступили к уборке уже 20 августа. Обычно так рано в нашей зоне она начинается только в годы с сильной засухой.

    Но что удивительно, сегодня мукомолы предпочитают покупать зерно 4-го и 5-го классов. Оно дешевле и такая мука востребована потребителем. Так есть ли смысл производить качественное зерно в зоне обыкновенных черноземов? Нужно ли применять для повышения качества дорогостоящие подкормки? И как сохранить бренд североказахстанской сильной пшеницы? Насколько эта проблема значима для селекции, и не пора ли перейти к созданию высокопродуктивных филлеров? Эти вопросы можно обсудить на страницах вашего журнала.
 

   - Думаю, наших читателей интересуют особенности биологии стеблевой ржавчины?

    - Этот патоген отличается от других сложным циклом развития, определенными нюансами и приспособительными возможностями, своими промежуточными хозяевами и специализацией, вирулентными расами и биотипами, генетикой популяции и большим ареалом распространения.


 
Уредопустулы стеблевой ржавчины на стебле пшеницы
 
 
 
Телейтопустулы стеблевой ржавчины на стебле пшеницы


     К примеру, что мы видим на растении при поражении ржавчиной? Вначале светло-коричневые уредопустулы с уредоспорами и затем черные длинные телейтопустулы. Телейтоспоры, или как их сейчас называют телеоспоры, зимуют на растительных остатках. И во многом от их сохранности к весне зависит дальнейшая споровая нагрузка. Определенную долю дополнительной инфекции дают злаковые травы (пырей, кострец безостый). Это наглядно можно было наблюдать в августе на посевах рядом с обочинами дорог и полями многолетних трав.

 
 
Поражение стеблевой ржавчиной костреца безостого

 
Но все это связано с бесполым размножением в летней части цикла. Гриб двудомный и промежуточным хозяином является барбарис, на котором завершается полный цикл развития гриба. Весной на листьях формируются эцидии с эцидиоспорами, которые инфицируют пшеницу и все продолжается вновь.  

 
 
Эцидии на листе барбариса

 
    Считается что в нашей зоне барбарис достаточно редкое растение. Но, если вы присмотритесь к колючему кустарнику с ярко красными ягодами, а иногда и с красивыми антоциановыми листьями, то заметите, что его часто используют в озеленении парков, садов и дачных участков. Именно на барбарисе происходит половая стадия размножения и рекомбинация генов вирулентности, которые помимо мутаций являются основой изменчивости патогена. Хотя есть утверждения ученых, что на севере Казахстана, на барбарисе формируется не пшеничная, а мятликовая форма ржавчины, и что в основном у нас занесенная инфекция. Возможно, но я не был бы столь категоричен. По моим наблюдениям, в этом году именно от барбариса произошло заражение падалицы пшеницы. Возникло логичное предположение, что идет нарастание инфекционной нагрузки, угрожающее яровой пшенице, посеянной в оптимальные сроки. Так и произошло.


    - А как практически на растении фермеру отличить бурую ржавчину от стеблевой?

    - Внешне проявление на листьях бурой и стеблевой ржавчины очень похожи. Но у бурой ржавчины пустулы небольшие округлые с мелкими спорами и не порошащие в начальный период. Напротив, пустулы у стеблевой ржавчины более крупные и вытянутые. Они быстро разрывают эпидермис пораженного листа и сливаются между собой. Не зря ее часто называют – линейной ржавчиной. Как самому отличить эти виды ржавчины? Просто переверните флаговый лист. В отличие от бурой, стеблевая ржавчина повреждает и нижнюю сторону листовой пластинки.
 
 

Стеблевая ржавчина на нижней стороне листовой пластинки

 
    Кроме того, она поражает фактически все части растения - стебель, ости, колосковые чешуи и даже стержень колоса. Но, если очистить стебель под листовым влагалищем, то он будет не поврежденным. Так что у селекционеров в степной зоне, которые традиционно ведут селекцию на засухоустойчивость, учитывая депрессию ростовых процессов, возникают противоречия в оценке значимости выноса подколосового междоузлия над флаговым листом. Очевидно, что увеличивая не защищенную часть стебля и площадь флагового листа, мы повышаем вредоносность ржавчины для растения. Придется искать компромисс.
 
 
 
Повреждение подколосового междоузлия
 
 
    В наших условиях заражение посевов бурой ржавчиной происходит равномерно и в более ранние сроки. Инфекция сохраняется на растительных остатках и падалице пшеницы, но часть спор заносится к нам воздушными потоками из южных регионов России. Во многом это и объясняет сходность популяций болезни. У стеблевой же ржавчины споры более тяжелые, поэтому переносятся ветром на менее значительные расстояния и, как правило, распространение носит очаговый характер. Интересно, что в этом году агрономы наблюдали, необъяснимое поражение полей в полоску, в стиле рекламы Билайн. Скорее всего, оно связано с ветровыми потоками или с весенней обработкой полей. Часто поражение этими видами ржавчины идет одновременно. И тут в лидерах может оказаться тот гриб, который первым занял место на листе пшеницы. Стеблевая ржавчина проявляется на посевах не так часто как бурая, но вредоносность ее более значимая, поскольку она разрушает все растение и тем самым существенно снижает урожай.


    - Кстати, а что же такое эпифитотия?

    - Согласно принятому в свое время ГОСТу, это «массовое, прогрессирующее во времени и пространстве инфекционное заболевание сельскохозяйственных растений».


    - А была ли эпифитотия или это просто локальное поражение полей ржавчиной в определенной части области?


    - Это и есть классическая эпифитотия стеблевой ржавчины на территории Северного Казахстана, Южного Урала, Зауралья и других соседних регионов. И идет она не первый год, хотя во многом ее вредоносность сглаживается массовым применением современных фунгицидов. К сожалению, у казахстанских аграриев пока нет понимания масштаба этой проблемы.

    Эпифитотийное проявление болезни зависит от сочетания различных факторов и, в первую очередь, погодных. При оптимальной температуре и влажности, новая генерация формируется в течение недели. И, так как заражение происходит не одновременно, то создается впечатление, что количество пустул нарастает ежедневно в геометрической прогрессии. На каждой стадии развития гриба есть определенные условия (наличие первоначальной инфекции, комфортная температура воздуха, капельно-жидкая влага, экспозиция и т.п.) для быстрого и массового распространения спор.  Что и наблюдалось в этом году на наших полях.

    Эпифитотии появляются неожиданно и так же быстро заканчиваются. Но никто не даст гарантий, что будущим летом она не повторится. Устойчивых сортов в производстве практически нет. Изменения в популяции патогена произошли, и возросла ее агрессивность. В наличии большой запас телейтоспор на соломе и как они перезимуют пока не известно.  Зяблевая обработка с заделкой в почву растительных остатков не вписывается в современные технологии. Так что, если нас обойдет сильная летняя засуха, вероятность повторения эпифитотии значительная. Очевидно, что у тех кто торгует средствами защиты растений будет очередной «праздник». Применение фунгицидов на огромных площадях, да еще не по одному разу – это дорогого стоит.


    - Есть ли примеры такого же массового распространения этой болезни?

    - Кто интересуется историей развития сельского хозяйства, вспомнит 1967 год, когда была одна из самых значительных эпифитотий  стеблевой ржавчины на казахстанской Целине, которая нанесла огромный ущерб производству зерна пшеницы. Сильнее других поразился в то время новый сорт Карабалыкской опытной станции Жана кызыл. С занимаемой этим, как оказалось, сильно восприимчивым сортом, площади в 250 тысяч гектар практически не был собран урожай зерна. М.К.Койшибаев в книге «Болезни зерновых культур» (2002) пишет, что на Кустанайском ГСУ масса 1000 зерен у этого позднеспелого сорта при поражении составила всего 9,5 грамм. Но были и другие года так же с массовым инфицированием пшеницы стеблевой ржавчиной, хотя и не таким сильным. Долго среди агрономов ходила байка о приезде на старейшую опытную станцию Казахстана в августе 1964 года Никиты Сергеевича, о «красной новинке» и ржавых спорах на светлых штанах партийного лидера, после посещения посевов этого красноколосого сорта. Это была последняя поездка Н.С.Хрущева в Казахстан. Но выводы из произошедшего не сделали и в итоге через три года получили масштабную эпифитотию. Хотя и у Жана кызыл был свой «звёздный час» – когда селекционеры стали использовать ее в качестве сорта – заражателя при закладке инфекционных фонов.

    В этой же монографии дан очень интересный аналитический материал по болезням на севере Казахстана. В частности, приводится информация об их массовом распространении на территории Комсомольского (Карабалыкского) района за период с 1949 по 1992 годы: «…эпифитотийное развитие стеблевой ржавчины на яровой пшенице наблюдалось только 2 раза - в 1958 и 1962гг., а совместно с бурой – в 1967 и 1976 гг.». Можно поспорить с выводами по 1976 году, относительно засушливого, с сильными суховеями в начале августа. Мы в группе селекции короткостебельных пшениц Карабалыкской СХОС смогли получить в том году поражение пшеницы ржавчиной только при искусственном заражении. Но больше таких значимых эпифитотий стеблевой ржавчины у нас не было.

    Или, вот пример из истории мощных эпифитотий в США, когда-то поставивших производство здесь пшеницы под большой вопрос. По данным У.К.Лоджеринга (1967) в США с начала прошлого века постоянные «эпифитотии стеблевой ржавчины вызывали колоссальные потери урожаев пшеницы». Так в 1935 году от этой болезни в 4 штатах была потеряна половина урожая яровой пшеницы. Все это принесло не только убытки, но и дало толчок к развертыванию государственных программ по борьбе с эпифитотиями, по уничтожению восприимчивых видов барбариса в основных зонах возделывания пшеницы и селекции на устойчивость к этому патогену. Были созданы не поражающиеся в свое время сорта Thatcher, Selkirk, Lee, Jastin, которые казахстанские ученые активно использовали в гибридизации в 80-е годы.


    - Как же бороться с эпифитотией ржавчины?

    - Сейчас есть современные эффективные фунгициды, способные сдержать развитие многих болезней. Раньше эпифитотии противостоял только сорт, но сегодня его роль, заметно снижается. Изменился сам подход к защите растений. Многое зависит теперь от финансовой составляющей, наличия на рынке доступных средств защиты, знаний агронома и организационных моментов. И все равно устойчивый к болезням сорт наиболее действенный и дешевый компонент интегрированной защиты растений. А без ее внедрения мы будем постоянно тушить пожар эпифитотии не этой, так другой болезни.

    В одном из наших интервью я уже говорил о возможности пространственно – генетического подхода к размещению сортов на определенной территории. Об использовании «мозаики» сортов в борьбе с болезнями писала еще в 1980 году краснодарский фитопатолог А.А.Воронкова в своей монографии «Генетико-иммунологические основы селекции пшеницы на устойчивость к ржавчине». Это один из наиболее предпочтительных способов противостояния эпифитотиям. И на Кубани им давно пользуются. Подобный комплексный подход предполагает приоритетное развитие селекции и создание серии устойчивых сортов. Но на сегодня в Казахстане их нет.


    - Но ведь у наших соседей есть сорта способные противостоять этой болезни?


    - В России есть новые устойчивые сорта, которые вполне можно привлекать для внедрения в производство в нашем регионе. Они созданы в объединении «ЭКАДА» (ведущие селекционеры В.В.Сюков, В.Г.Захаров, В.Г.Кривобочек, В.И.Никонов, Н.З.Василова, В.А.Ганеев), в СибНИИСХозе (И.А.Белан), в Омском аграрном университете (В.П.Шаманин), в ЗАО «Кургансемена» (И.В.Кашина), да и в ряде других учреждений, ведущих сегодня успешную селекцию в этом направлении. На базе ОмГАУ развернуты перспективные международные исследования под руководством известного ученого А.И.Моргунова, в том числе с использованием в селекции так называемых синтетиков. В первую очередь, внимание уделено геному такого дикого сородича пшеницы как эгилопс - Aegilops squarrosa и Aegilops tauschii. Есть и попытки завоза различными организациями зарубежных устойчивых сортов мягкой пшеницы. Из иностранных образцов, высеянных в этом году в Карабалыке на Казахстанской сортоиспытательной станции, я бы выделил низкостебельный сорт Квинтус (Quintus) компании Saaten-Unin GmbH (Германия). Сорт хорошо выдержал испытание ржавчиной. Однако, имея своеобразный европейский габитус растения, он вряд ли будет технологичным в нашей зоне. Из новых казахстанских сортов, устойчивость к поражению стеблевой ржавчиной несет и сорт Айна, созданный на Карабалыкской СХОС совместно с СИММИТ (Международный центр по селекции  пшеницы и кукурузы – ред.).  Эту способность передали ему сорта Pastor и Babax.

    И все же, какой смысл в новых устойчивых сортах, даже допущенных к использованию, если все они опоздали к массовому проявлению болезни. Самое неприятное то, что создав сейчас резистентные сорта и даже развернув их семеноводство, мы ничего кардинально не решим. К следующей эпифитотии популяция ржавчины изменится и нужны будут новые формы с другими эффективными генами, которых, скорее всего пока и нет у исследователей. Единственный устойчивый к этой болезни сорт, который сегодня занимает значимые производственные площади в нашей области - Любава 5. От внедрения остальных, не поражаемых сортов, если закончится эпифитотия, эффект будет минимальный.

    Ценный материал в плане устойчивости к болезням передавал нам в свое время СИММИТ. Но мы сами прекратили сотрудничество с самым эффективным мировым селекционным центром. Полтора десятилетия интенсивного труда по созданию совместного материала по программе «челночной» селекции, проводившейся во всех селекционных учреждениях Казахстана, так и не принесли желаемого результата. Селекционеры просто не успели доработать перспективный генетический материал. Не выделили на основу биобезопасности страны минимального государственного софинансирования исследований на завершающем этапе селекционных работ и потеряли в масштабах страны очень много. Повторить подобную совместную работу уже не удастся. Время упущено. А жаль. Результаты этой селекционной программы могли быть впечатляющими.

    Многие с определенной долей тщеславия утверждают, что казахстанские сорта соответствуют мировому уровню. Хотя это далеко не так. Да, они самые приспособленные к местным условиям, потому что создаются здесь, и это не оспоримый факт.  Но, к сожалению, мы не обладаем даже минимальными возможностями, которые есть у зарубежных селекционеров. А это современные селекционные базы, лаборатории с необходимым оборудованием, масштабность исследований, и привлечение к совместной работе высокопрофессиональных специалистов смежных специальностей. Без использования всего лучшего, что создано в мире, добиться успеха в казахстанской селекции невозможно. В тех же нескольких небольших отделах и лабораториях, ведущих сейчас селекцию, объемы прорабатываемого селекционного материала явно не соответствуют современному уровню научных исследований.


    - Ученые бьют тревогу по поводу возможного прихода Ug99 на территорию бывшего Союза. А что с этой агрессивной расой стеблевой ржавчины?

    - История с появлением на африканском континенте этой чрезвычайно агрессивной расы
достаточно полно отражена в научных статьях и в интернете. О ней рассказал на страницах вашего журнала в прошлом году профессор М.К.Койшибаев («Аграрный сектор» №2(28)2016 ). Впервые раса TTKSK или как ее упрощенно называют Ug99, была обнаружена в Уганде в 1998году, далее - в Кении (2002), Эфиопии (2003), Судане и Йемене (2006) и в ряде других стран. Перенос ее спор с ветровыми потоками происходит постоянно, хотя и не такими быстрыми темпами как ожидалось. Ведь с момента ее идентификации прошло почти 20 лет. Селекционеры и генетики многих стран и в первую очередь в СИММИТе развернули успешную селекцию на устойчивость к этому патогену. Но ржавчина продолжает развиваться, и уже выделены 11 ее разновидности, в том числе с аббревиатурой- TTKST, TTTSK, PTKSK и т.п.

    А что же у нас? Ученые НИИСХ Юго-Востока С.Н.Сибикеев и др. в условиях эпифитотии 2013-2014 годов в Саратовской области уже установили присутствие расы Ug99. Именно она преодолела защитный барьер гена устойчивости Sr31. А это говорит о том, что совсем близко от Казахстана, появилась известная африканская раса стеблевой ржавчины. Информация очень тревожная, хотя мне кажется, Природа выработала и размножила в нашем регионе, что то более агрессивное. Например, сорт Фитон 109 в предыдущие годы был устойчив у нас к поражению ржавчиной. И при оценке в международном инфекционном питомнике в Кении он показал достаточно высокую устойчивость к Ug99 - 10 RMR (2008 и 2009) и 20 RMR (2013). К сожалению, в этом году на нашем селекционном участке он был полностью поражен стеблевой ржавчиной, что тоже говорит о повышении вирулентности болезни. Думаю, в ближайшее время генетики и фитопатологи уточнят изменения, произошедшие в составе североказахстанской популяции стеблевой ржавчины, и определят, каким образом к нам попал такой агрессивный патотип.


    - Следует ли создавать сорта, акцентируя внимание только на Ug99?


    - Это очень серьезная проблема и она не решится сама собой. Но и ломать селекционные программы, акцентируя внимание только на этой расе не самый правильный выбор. Нужно просто вести современную селекцию на устойчивость - на опережение, с использованием новых источников резистентности, интрогрессивных форм, генетических маркеров, скрининга и т.д. Хотя привлечение в селекцию других видов и внесет определенные противоречия во взаимосвязь признаков и свойств, но это поправимо. Что такое сорт? На мой взгляд, это баланс признаков, достигнутый в одном генотипе - набор компромиссов и допусков с приоритетом формирования в определенном направлении. Но есть лимитирующие факторы и пренебрежение хотя бы одним из них может привести к тщетности усилий на других направлениях селекции. Устойчивость к болезням, а точнее к любой из них, в обычных условиях вряд ли может быть в приоритете признаков. Но при эпифитотии все остальные отходят на второй план. Это даже не лимитирующий признак в обычном понимании – это та красная черта, которая говорит о жизнеспособности в производстве того или иного сорта.


    - Несколько слов об оценке сортов в Кении.

    - Селекционерам Казахстана и России повезло, что СИММИТ предоставил возможность участникам программы КАСИБ испытать свои новые сорта на инфекционных фонах в Кенийском научно-исследовательском институте – KARI, расположенном практически на экваторе в городе Njoro. Именно там проводится профессиональная оценка сортов пшеницы на устойчивость к Ug99. Масштабы исследований поражают своим размахом. Ежегодно изучают около 45 тысяч образцов при весеннем и осеннем вегетационных периодах. Исследованиями руководит известный специалист – Рут  Ваниера. Кроме того на базе института, СИММИТом в рамках программы «Глобальная инициатива по ржавчине пшеницы» (BGRI), носящей имя автора «зеленой революции» Нормана Борлауга, крупнейшие фитопатологи проводят лекции и обучающие семинары для ученых со всего мира. Первыми сортами из питомников КАСИБ, устойчивость которых подтверждена на международном уровне были Степная 62 (Актюбинская СХОС) и Омская 38 (СибНИИСХоз). Сегодня же достаточно много сортов и селекционного материала получает положительную характеристику специалистов, в том числе сорта фирмы «Фитон» и объединения «ЭКАДА». Тем, кто интересуется современной информацией о ржавчине пшеницы, я бы посоветовал посетить сайт BGRI - Borlaug Global Rust Initiative  https://www.globalrust.org/

 

Ruth Wanyera проводит семинар на инфекционном участке в KARI

 
    - Можно ли фермеру самому оценить устойчивость сорта и как не ошибиться при его выборе?

    - Несомненно, у фермера должно быть право выбора. А для этого нужно знать основные принципы и специфику классификации устойчивости сортов, которые он собирается возделывать на своих полях. Для такой характеристики разработаны различные шкалы оценки поражения ржавчиной - Э. Стэкмана и Левина для бурой ржавчины, Т.Д.Страхова, Л.Ф.Русакова – для стеблевой, универсальные для обеих болезней – Петерсона и модифицированные Джеймса, Кобба. Есть балловые оценки поражения и деление на группы устойчивости. Существуют старые проверенные временем и более современные, принятые при международной классификации. Но все сводится к тому, чтобы исследователи при учете последствий заболевания растения говорили на одном языке. Я считаю, что сегодня наиболее приемлема шкала оценок, учитывающая степень (процент) и тип поражения. Используя ее можно отличать устойчивые (с типом обозначаемым символом R – Resistant) и среднеустойчивые (MR- Moderatele Resistant), от сортов восприимчивых (S- Susceptible). Разделение по типу реакции растений на проникновение инфекции важно для понимания того борется сорт с болезнью или нет


 
Шкала оценки типа поражения стеблевой ржавчиной
 
 
 
Стебель устойчивого сорта Экада 204 с типом поражения MR

 
     Принимая решение о необходимости использования средств защиты растений, мы обычно определяем процент поражения листьев. И еще желательно уточнить очаги распространения стеблевой ржавчины на площади посева, а также есть ли вероятность перезаражения с соседних участков, какова возможная инфекционная нагрузка и время заражения относительно стадии развития пшеницы. Для оценки же сорта нужно, в первую очередь, выяснить ответную реакцию растения на проникновение патогена – определить тип его устойчивости или восприимчивости. Именно он говорит о способности сорта сопротивляться инфекции. Чтобы понять, как ведут себя различные гены резистентности, и какие возможности есть у селекционеров, я бы рекомендовал посмотреть атлас «Ржавчина пшеницы» изданный в 1995 году известным австралийским генетиком Робертом Макинтошем в соавторстве с К.Р.Веллингсом и Р.Ф.Парком. В нем наглядно, в фотографиях показана реакция различных генов устойчивости на внедрение патогена (стеблевая, бурая, желтая ржавчина).

 
 
Известный специалист по  генетике устойчивости, профессор R.A. McIntosh,(KARI, Кения, 2009)


    Отличить устойчивые сорта от восприимчивых можно даже по внешнему виду. У растений, способных противостоять инфекции, формирование и налив зерна проходят без помех. И они в этот период светло-зеленые, без видимого угнетения. Посевы же не устойчивых сортов приобретают коричневый, а затем и практически черный цвет. Особенно это хорошо заметно после дождя.




Устойчивый к поражению стеблевой ржавчиной сорт Фитон 96 (слева) и восприимчивый - Фитон 74



    - На вашем селекционном участке я видел достаточно много устойчивых сортов и селекционных линий. Расскажите, как ведется селекция в этом направлении?

    - При создании устойчивых сортов важно понять принципы, на которых основано взаимоотношение растения хозяина и патогена. Изучение иммунитета организма принимает ряд утверждений, как постулат и, в первую очередь, теорию генетического соответствия. Она констатирует, что гены авирулентности и вирулентности составляют определенные матрицы, которые постоянно обновляются. Гены устойчивости, выработанные в результате длительного процесса эволюции, находят ученые и внедряют в улучшаемое растение, а гены вирулентности болезни формируются в естественных условиях, преодолевая создаваемый нами барьер защиты сорта. Рассматриваются два основных типа устойчивости. Моногенная (расоспецифическая) и полигенная (полевая) устойчивость, отличаются количеством генов, обеспечивающих защиту растения от конкретной болезни. Причем у каждого заболевания своя генетическая составляющая и нужно стремиться к комплексному иммунитету. С расоспецифической устойчивостью селекционеру работать проще, но она и быстрее преодолевается  новыми агрессивными биотипами болезни. Создание сортов с полевой устойчивостью, с формированием «пирамиды генов» длительный процесс, но и более надежный. Хотя не все так просто. Есть возрастная устойчивость и достаточно эффективная замедленная восприимчивость (slow rusting), есть реакция сверхчувствительности организма и температурная экспрессия генов, толерантность (выносливость) и еще многое другое, что нужно учитывать при ведении селекции. Кроме того важно понимать, что мы имеем дело с популяцией патогена, вирулентность которой постоянно меняется и она саморегулируется, на основе внутренней конкуренции по определенным биологическим законам.

    Селекция строится на генах, которые способны сдерживать вредоносное действие патогена, и не дают ему перевести локальное поражение в эпифитотийное. Гены устойчивости к стеблевой ржавчине обозначаются символом - Sr, к бурой ржавчине - Lr, к мучнистой росе – Pm, к пыльной головне - Ut и т.д. К сожалению идентифицированных генетиками эффективных генов не так много («Каталог генетических символов пшеницы» R.A.McIntosh и др.,1998 - ред.).

    Обычно в годы с массовым поражением болезнями селекционер осмысливает проделанную многолетнюю работу. Видны ее плюсы и минусы. А иногда происходит и полное крушение надежд. Приходиться выбраковывать практически весь селекционный материал, как не соответствующий сложившимся реалиям. Разве не трагедия увидеть свои сорта, годами улучшаемые по качеству, засухоустойчивости, продуктивности, поразившимися в течение нескольких дней новыми неизвестными биотипами болезни.  Но такие годы для селекции очень важны.  Это проверка на прочность и конкурентоспособность селекционной программы, и хорошая возможность коррекции стратегии. Одним словом – чем хуже условия для селектируемого объекта, тем проще селекционеру найти тот единственный генотип, который впоследствии станет настоящим сортом и не подведет агрария в будущем. Могу с уверенностью сказать, что в моей селекции есть и устойчивые и слабовосприимчивые сорта.

    Вывести сорт, защищающий хотя бы от одной болезни, используя только естественный фон, достаточно сложно. Но создать искусственный инфекционный фон с адекватной популяцией патогена на перспективу еще сложнее. Поэтому устойчивый на сегодня селекционный материал нужно максимально эффективно использовать. Нельзя упускать редкую возможность проведения оценки селекционного материала в условиях повышенной инфекционной нагрузки. Понимая это, мы в течение многих лет вели отбор элитных растений, отслеживая их возрастную устойчивость процессе вегетации. Я называю такой отбор – динамическим, потому что он позволяет маркировать слабовосприимчивые генотипы в гибридных популяциях и проводить повторные отборы в расщепляющихся селекционных образцах.


    - Сорт иммунный ко всем болезням - это фантастика?

    - На современном этапе развития науки это действительно несбыточная мечта. Несомненно, каждый генотип способный противостоять даже одному заболеванию, уникален и ценен не только эффективным геном устойчивости, но и возможностью его сочетания со всем генетическим комплексом растения. Это и есть настоящее селекционное достижение. Его нужно сохранять, изучать и использовать для дальнейшей селекции, хотя бы в генетических коллекциях.

    Меня как селекционера всегда интересовали вопросы - как расставить приоритеты в исследованиях и когда будет востребован устойчивый сорт?  Селекция на этот признак практически является погоней за ускользающей возможностью противостоять патогенной микрофлоре, обновляемой с каждой генерацией. Да и создав устойчивый сорт к одному патогену, на лидирующую позицию в борьбе за чистый зеленый лист растения выходят другие. Любая болезнь пшеницы в природе не бывает одна и не проявляется изолированно от других. Внедрив в пшеницу новый эффективный ген устойчивости, мы в перспективе сами меняем вирулентность популяции патогена, вызывая качественный скачек. Этот процесс непрерывный и требующий для такого противодействия больших интеллектуальных и финансовых затрат. Но думаю, что с существующим подходом к селекции, мы будем постоянно проигрывать в этой борьбе, открывая дорогу фунгицидам.  


    - А на какие болезни следует сегодня еще обратить внимание?

    - В июньском номере журнала «Аграрный сектор» была опубликована статья профессора В.В.Евсеева, в которой акцентируется внимание на таком заболевании пшеницы как пиренофороз. Полностью согласен с выводами автора. Мощная инфекционная нагрузка этого заболевания у  нас идет уже не один год. И все списывают на септориоз. А это две совершенно разные, хотя и сходные по внешнему проявлению болезни. Целенаправленной селекции на устойчивость к желтой пятнистости не ведется, но практически ежегодно можно делать полевую оценку. Вот и в этом году в объединении «ЭКАДА» мы смогли провести качественную оценку на устойчивость к этому патогену всего нашего материала на селекционном участке Ульяновского НИИСХ.


    - И все-таки нужен или нет устойчивый сорт?

    - Один, высеваемый в ограниченных объемах, а тем более созданный с помощью отдельного эффективного гена устойчивости, ничего не изменит. Нет смысла привозить на север Казахстана и устойчивые, но малоприспособленные к нашим условиям зарубежные сорта. Не факт, что используемый сейчас ген будет действовать так же эффективно при следующих эпифитотиях. К тому же они происходят не так часто. Если уж участвовать в обеспечении биобезопасности страны, то комплексно с учетом реального положения дел в селекции. Важно привлечь все селекционные и исследовательские учреждения, связанные с защитой растений в единую государственную программу. Она может и не приносить прибыль в годы без эпифитотии, но точно не даст рухнуть одномоментно всему производству пшеницы в регионе. Или же лучше совсем не браться за эту практически невыполнимую миссию.


    - Есть высказывания о вырождении сортов и потере ими устойчивости. Так ли это?

    - В последнее время все чаще озвучивается мнение о вырождении сортов пшеницы. Что можно сказать? Читайте классику - учебники профессора Г.В.Гуляева. Генетику пока никто в очередной раз не отменял. Не может созданный по традиционной схеме гомозиготный сорт пшеницы, прошедший индивидуальный отбор и многолетнюю оценку опытного селекционера, а при государственном испытании тест на ООС (отличимость, однородность, стабильность) расщепляться и тем более вырождаться при пересеве одной репродукции на другую. Это аксиома, если только в данный процесс не вмешались семеноводы и не нарушили биотипический состав сорта. Современные пластичные сорта, как правило, состоят из нескольких биотипов, соотношение которых можно определить анализом спектров высокомолекулярных белков. Но это не мешает им быть однородными и связывать это с вероятностью вырождения не стоит. Неопытный семеновод при индивидуально-семейном отборе может легко ухудшить сорт, неправильно отобрав элитные растения. А если он вместо типичных растений сорта будет отбирать лучшие, то это будет уже не семеноводство, а популяционная селекция нового сорта. О стабильности сортов говорит и пример Саратовской 29, устойчиво сохраняющей свои сортовые качества многие годы. Возможно под словами о «вырождении» следует понимать моральное старение сортов и необходимости их замены на новые более продуктивные и уникальные по качеству. Но это прерогатива сортоиспытателей. У ученых, конечно, есть выражение – «потеря устойчивости сорта к болезни». Хотя это не значит, что сорт вырождается и теряет свою генетическую идентичность. Просто в природе появляются новые более вирулентные биотипы патогена, которые преодолевают его защитный барьер, обеспечиваемый генами устойчивости.

    Сегодня в республике идет формирование новых концепций ведения сельского хозяйства. Рекомендуются быстрая сортосмена и новый подход к сортообновлению. Но, на мой взгляд, поспешная смена существующего сортимента может привести к массовой передаче производству не достаточно изученных «сырых новинок». Появляется информация о желании селекционеров создавать сорта за 5-7 лет, используя современные методы. За столь короткий срок получить исходные линии оригинального генотипа очевидно возможно, но всесторонне испытать, размножить и развернуть хотя бы их первичное семеноводство нельзя. И уже совсем нереально проработать отдельное селекционное направление. На это уходят десятилетия. Загляните в историю биологической науки. Не напоминает ли это прожекты Т.Д.Лысенко. Каких-то 70 лет назад он писал в «Агробиологии»: «Ну, а если для выведения сорта требовалось раньше 10-15 лет, то и получается, что большинство селекционеров, проработав всю свою жизнь селекционерами, до смерти не могут увидеть выведенного ими сорта на настоящих практических полях. Мы теперь можем выводить сорт в два с половиной года». Неужели хождение по «агрономическим граблям» ничему не учат? Создать настоящий сорт это более сложный процесс, чем простое изменение генотипов, даже с использованием биотехнологии. Скорее всего, здесь идет не совсем корректное толкование самого понятия «создание сорта».

    В Казахстане планируется уже в 2021 году использовать на посев только семена элиты и первой репродукции. Конечно, это новый уровень семеноводства, который  потребует серьезных изменений в  его структуре. Но я думаю, что рекомендуемое резкое увеличение посева более высокими репродукциями семян существенно не поднимет урожай. Хотя такой подход поможет решить важную проблему семеноводства - соблюдение авторских прав селекционера. Обмен или продажа семян - так называемого у фермеров «товарняка», сегодня принимает гораздо большие масштабы, чем производство репродукционных семян в аттестованных семеноводческих хозяйствах. Возможность использования на посев семян без сортовых документов, или с их подменой, позволяет одним необоснованно получать прибыль, а другим приобретать дешевые семена. Это такой простой «крестьянский» обход авторского права оригинаторов, а попросту – воровство. То же самое происходит и с российскими сортами, которые многие даже аттестованные производители семян выращивают без приобретения соответствующих лицензий и выплаты роялти за их реализацию. Теневой (не санкционированный) рынок семян - это системная проблема. И вы думаете, что кто-то за рубежом будет вести целенаправленную селекцию для наших аграриев, которые не соблюдают права на селекционные достижения, даже участвуя в UPOV? Поэтому иностранных шедевров, которые сегодня могут быть приемлемыми для посева в Казахстане ждать не стоит, разве что одноразовых «сортов-терминаторов».


    - А как быть с экологической продукцией? Можно ли при таком существенном поражении растений обойтись без химической защиты?

    - Сегодня нет устойчивой биологической защиты полей, на которых выращивается экологически чистая продукция. Эти посевы не изолированы в территориальном пространстве  и инфекционная нагрузка одинакова для всех. Единственная возможность стабильно получать такую продукцию – использовать устойчивые сорта. Но их в производстве единицы. Так что обрабатывать посевы в условиях подобной эпифитотии дорогими фирменными фунгицидами, более дешевыми и малоэффективными дженериками, биопрепаратами с непредсказуемым действием, или совсем не защищать посевы и практически гарантировано терять урожай, каждый выбирает сам.

    Тем, кто специализируется на выращивании экопродуктов, я бы порекомендовал в такие экстремальные годы обратить внимание на сверхранний, или даже подзимний посев, уходящий от массового инфицирования болезнью.


   - Как себя показал в этом году сорт Любава 5, за которым наш журнал наблюдает с момента его районирования?

    - Он успешно выдержал в производстве испытание эпифитотией. Думаю во многом благодаря значительным посевам этого сорта в Карабалыкском, Федоровском, Мендыкаринском, Карасуском районах удалось избежать более серьезных последствий поражения ржавчиной в целом по Костанайской области. Получилось своеобразное «эшелонированное» размещение посевов Любавы 5 на территории северной ее части.

    Как мне кажется, сорт несет полевую устойчивость, полученную от объединения генотипов комплексно устойчивых родителей. Хотя при очень поздних посевах и максимальной инфекционной нагрузке поражение на Любаве 5 все же проявляется, но на уровне типа МR. Последствия такого действия патогена минимальные, что говорит и о его хорошей толерантности. По данным изучения в Кении в 2008 и 2009 гг. поражение сорта Любава 5 расой Ug99 было на уровне 20 RМR, а в 2013 году - 40МR. Его материнская форма – сорт Мильтурум 4 (PV-18/Саратовская 29), созданный моим отцом, там же показал резистентность - TR и 1 RMR. Это очень хорошие результаты.
 
   Сорт Любава 5 в последние годы выделяется на фоне полного отсутствия в области устойчивых сортов. Не заметить эту особенность сорта, которую он показывает в производственных условиях на десятках тысяч гектар просто невозможно. Но, к сожалению даже при таком развитии событий, никто  из фитопатологов и сортоиспытателей не говорит об этом. Создание сорта оказалось своевременным. И не его вина, что он не успел вовремя занять  свою производственную нишу, в результате чего была упущена реальная возможность получения максимального эффекта на фоне эпифитотии. Сейчас, после такого проблемного сельскохозяйственного года, идет ажиотажный спрос на семена сорта Любава 5. Но хочу предупредить фермеров, что его доля, как раннеспелого сорта, не должна превышать в хозяйстве научно-обоснованных пропорций.


    - Промышленный сорт состоялся?

    - Однозначно – да. Я не делал и не собираюсь проводить рекламную кампанию сорта. Чтобы иметь длительную востребованность производством он сам должен выдержать конкуренцию и заслужить доверие агрономов. Наша задача, как оригинаторов, развернуть семеноводство и обеспечить производителей зерна необходимым количеством кондиционных семян. Сорт Любава 5, в силу целого ряда объективных причин, не обладает самым большим потенциалом продуктивности. Но, уже который год хозяйства, выращивающие это сорт, показывают наиболее высокую урожайность в области. Не исключение и этот год. И я уверен, что в нашей зоне он самый рентабельный и надежный. Это объясняется не только устойчивостью к основным болезням, но и высокими заготовительными показателями и качественными характеристиками (белок, клейковина, натура, стекловидность, твердозерность), устойчивостью к стрессам, выносливостью и пластичностью. Любава 5 является достойным продолжателем направления хорошо сбалансированных сортов степного экотипа, заданного одной из его родительских форм – Саратовской 29.


    - А что было в прошедшем году с повреждением посевов вредителями?

    - В нашей зоне произошло заметное увеличение повреждения посевов хлебным пилильщиком. Достаточно пройти по полю перед уборкой, и вы обнаружите упавшие стебли. Их много. Впервые в своей агрономической практике я увидел на пшеничных полях существенное размножение тли. Были куртины белоколосых растений  с явными следами деятельности пшеничных трипсов. На необработанных инсектицидами полях, отмечено массовое появление разнообразных клопов, и особенно много было вредной черепашки. Кстати, оригинально звучит его имя на украинском языке – «клоп шкідлива черепашка». Во многом именно он ответственен за плывущую клейковину. И это маленькое насекомое может стать у нас большой проблемой, как в Поволжье и на юге России. Думаю, порог вредоносности для насекомых, составляющих основу энтомофауны пшеничных полей, пока не превышен, но теплые зимы и наша «работа» с землей создают хорошие перспективы для этого. Не стоит забывать и о серой зерновой совке, луговом мотыльке, листовертке, пьявице, полосатой блошке, шведской и гессенской мухах. Вспышки их численности уже были. Селекция на устойчивость ко многим из этих вредителей возможна, но она, к сожалению, не ведется. Вся надежда в сохранении урожая на наблюдательность и понимание агрономом биологии насекомых, доступные инсектициды и адекватные агротехнологии.




«Урожай-2017» клопа черепашки



    - Приближается юбилей фирмы «Фитон». Какие перспективы вы видите в дальнейшей работе?


    - В феврале 2018 года исполняется 25 лет селекционной фирме, которую мы создали с братом Василием, чтобы продолжить научную работу наших родителей. По меркам столетних НИИ, юбилей скромный. Начинали с нуля в так называемые «лихие 90-е», когда не то, что финансов и специфической материально технической базы - не было ничего. Мы в шутку в то время называли свои исследования «огородной селекцией». Но поддержали друзья. Именно на их полях мы смогли развернуть полномасштабный селекционный процесс. За четверть века пережили и пожары на селекционном участке, и девальвации, и реформы. Но выдержали, устояли - фирма успешно работает. Наши сорта занимают немалые площади посева. Есть  новые оригинальные разработки, которые в ближайшие годы мы представим производству. Хотя «радужных» перспектив в работе, к огромному сожалению, я не вижу. И дело не в нашей фирме, и не в полном отсутствии заинтересованности в ее исследованиях со стороны государства. На мой взгляд, сама традиционная селекционная наука подошла к черте, за которой пока нет движения вперед. Я уважаю многолетний самоотверженный труд коллег-селекционеров, пытающихся реализовать свои научные возможности, но важен сам подход к улучшению селектируемого объекта. Да, сегодня создается много сортов с красивыми и оригинальными названиями, с отличной рекламой и быстрым продвижением на поля, есть даже коммерчески успешные. Будет и еще много других. И все же значимого прогресса в селекции пока нет, да и в отечественной аграрной науке в целом, не предвидится. Мы пожинаем проблемы, выращенные 20-30 лет назад и их «урожай» достаточно весомый. Но, об этом мы поговорим в следующий раз. А сейчас хочу вспомнить слова гениального мыслителя Козьмы Петровича Пруткова:  «Вещи бывают великими и малыми не токмо по воле судьбы и обстоятельств, но также по понятиям каждого».



Стеблевая ржавчина в 2017 году



Стеблевая ржавчина в 2016 году



Стеблевая ржавчина в 2015 году




Стеблевая ржавчина в 2007 году



Посмотреть версию статьи журнала "Аграрный сектор" в формате PDF >>>