Вірусні хвороби зернових колосових: чинники ризику, симптоми та контроль!

ЮЛІЯ ДОЛГАЛЬОВА,
фахівець лабораторії Білоцерківського діагностичного центру​

МИКОЛА ДЕМ’ЯНЮК,
менеджер з технічної підтримки, напрям «Інсектициди для польових культур»

Кожна людина хоча б раз за своє життя хворіла ГРВІ (гострою респіраторною вірусною інфекцією). Тож кожен із нас відчув на собі й добре знає симптоми прояву вірусного захворювання. В 2020 році з вуст майже кожної людини нашої планети звучало слово коронавірус. Хто міг би подумати, що в 21 столітті населення планети почне підлаштовувати свій шалений графік життя під примхи якогось вірусу. До нинішньої пандемії коронавірусу широкий загал практично не приділяв значної уваги цьому питанню. А дарма! У світі рослин так само можуть траплятися вірусні епідемії — епіфітотії, здатні спричинити значні економічні втрати у сільському господарстві. За даними продовольчої та сільськогосподарської організації ООН (FАО), втрати врожаю сільгоспкультур від вірусних хвороб можуть досягати 40 % і мати непередбачувані наслідки.

ТО ЩО Ж ТАКЕ ВІРУС?

Вірус — від лат. virus — отрута — неклітинний інфекційний агент, який може існувати лише всередині живих клітин. Віруси не мають клітинної будови, складаються з молекули РНК або ДНК, яка зазвичай оточена білковою оболонкою. Розмножуються в організмі господаря або переносника, живлячись вмістом клітини, внаслідок чого вона втрачає свій енергетичний потенціал, руйнується і гине.

Віруси уражують всі типи організмів. Залежно від організму господаря віруси розділяють на зоопатогенні (збудники вірусних захворювань людини та тварин), фітопатогенні (віруси рослин), бактеріофаги (віруси бактерій) та ціанофаги (віруси синьо-зелених водоростей). Фітопатогенні віруси викликають незворотні негативні зміни в розвитку рослин, призводять до порушення вуглецевого й азотного обміну, пригнічують ріст та розвиток культури, зменшують кількість і якість отриманої продукції, а у багатьох випадках стають причиною загибелі рослин. На відміну від бактерій та грибів, віруси не здатні самостійно інфікувати рослини. Для проникнення у тканини їм потрібні вірусоспецифічні комахи-переносники. Також, слід зазначити, що вірусні інфекції можуть розповсюджуватися через насіння, пилок і ґрунт. Саме тому ураження рослин вірусними захворюваннями визначається декількома чинниками: погодними умовами, фазою розвитку культури та чисельністю комах-переносників.

Усі вірусні захворювання рослин за симптомами прояву можна розділити на дві групи:

1. Жовтяниці — характеризуються рівномірним пожовтінням вегетативної маси рослин, надмірним кущенням, скороченням відстані між вузлами стебла. Локалізуються і репродукуються віруси жовтяниці в клітинах флоеми.

2. Мозаїки — група, якій притаманне специфічне мозаїчне забарвлення листя з некротизованими ділянками, нерівномірним кущенням та формуванням недорозвиненого колосу або повної його відсутності. Віруси мозаїки репродукуються переважно в паренхімних клітинах і передаються комахами, як правило, з колюче-сисним ротовим апаратом.

Група фітопатогенних вірусів на сьогодні налічує досить велику кількість — у світі відомо понад 100 вірусів, які здатні уражувати лише злакові культури або мають розширену спеціалізацію. В агроценозах України найбільш розповсюдженими вірусними хворобами пшениці є: вірус смугастої мозаїки пшениці (ВСМП), вірус жовтої карликовості ячменю (ВЖКЯ), вірус карликовості пшениці (ВКП).

Вірус смугастої мозаїки пшениці (Wheat streak mosaic virus) належить до роду Tritimovirus, родини Potyviridae, поширений у всіх регіонах зерновиробництва і є найшкодочиннішим вірусом зернових культур в умовах України. Водночас із пшеницею уражує кукурудзу, просо, сорго, ячмінь, а також бур’яни. Кругообіг ВСМП у природі відбувається з допомогою кліщів роду Aceria. Інкубаційний період вірусу в тілі кліща становить 24 год, хоча для інфікування рослини достатньо всього 2 хв живлення. Вірус не поширюється рослинами у контактний спосіб, а насінням передається з досить низькою вірогідністю. Озима пшениця, як резерватор інфекції, має особливе значення — на рослині зимують як кліщі, так і віруси. На молодих листках пшениці та ячменю захворювання проявляється у вигляді світло-зелених і жовтих смужок чи штрихів різної довжини, що розташовані паралельно жилкуванню. За високого рівня ураження рослин хворобою смуги вкривають поверхню всього листка, таким чином хлоротичність охоплює всю листкову пластинку. Через деякий час уражені ділянки некротизуються та відмирають.

Перші симптоми захворювання проявляються через два-три тижні після появи сходів і зазвичай розповсюджуються від меж поля до центру. На ранніх стадіях симптоми вірусних захворювань досить важко відрізнити від наслідків дефіциту азоту, впливу абіотичних чинників чи інших хвороб.

Вірус жовтої карликовості ячменю (Barley yellow dwarf virus) належить до роду Luteovirus, родини Luteoviridae, найбільш поширене і небезпечне захворювання злакових культур у всіх країнах світу. Вірус уражує велику кількість зернових культур, зокрема пшеницю, ячмінь, овес, жито, кукурудзу, рис та ін. Захворювання, спричинене цим збудником, є проблемою у понад 50 країнах, де вірус періодично викликає епіфітотії та призводить до втрати 80 % урожаю.

Симптоми хвороби зернових культур залежать від виду і сорту злаків, періоду інфікування, умов вирощування рослин та штаму вірусу. Найчастіше на хворих рослинах спостерігають пожовтіння та/або почервоніння листків, симптоми розповсюджуються від країв до центру листка. Листки уражених рослин розташовані вертикально, вони товстіші та жорсткіші, ніж у здорових, з’являється так звана осоковість листка. Хворі рослини часто не утворюють колосся, значно відстають у рості та розвитку від здорових. Окремі сорти й гібриди кукурудзи є безсимптомними носіями вірусу, а на деяких з них можна спостерігати темно-червоні, навіть пурпурові листки, часто проявляється карликовість рослин. Основними резерваторами ВЖКЯ є дикорослі злаки, особливо багаторічні.

На сьогодні відомо декілька штамів вірусу. В рослинах збудник зберігається у флоемі й передається різними видами злакових попелиць. Слід зазначити, що ВЖКЯ не передається механічним шляхом та через насіння, а циркулює в організмі комахи-переносника, яка далі поширює вірус на великі відстані під час своїх міграцій. Зазвичай кількість хворих рослин на посівах залежить від чисельності популяції переносника та її активності. На рівень ураженості посівів впливає тривалий період вегетації озимих культур восени, помірний температурний режим, за якого і вірус, і переносник краще розмножуються. Так, нині практика ранніх строків посіву озимих колосових культур та теплі зими призводять до масового поширення захворюваності.

Вірус карликовості пшениці (Wheat dwarf virus) — представник роду Mastrevirus, родини Geminiviridae. Досить поширений ДНК-вмісний вірус, що уражує пшеницю, жито, ячмінь. Передається ВКП персистентно цикадкою Psammotettix alienus, зберігається під час линьок і не розмножується в організмі переносника. Таким чином, розповсюдження даного збудника дуже тісно пов’язане зі способом життя його унікального переносника. Симптоми даного захворювання проявляються у вигляді пожовтіння, карликовості рослин, призводить до зменшення їх продуктивності. Ступінь пошкодження залежить від віку рослини на момент зараження. Саме тому на полях пшениці та жита восени добре видно ділянки жовтого кольору, представлені ураженими рослинами з надмірним кущенням.

За симптоматикою вищезазначені вірусні хвороби мають свої особливості та водночас багато спільних ознак прояву. Як правило, візуально відрізнити один вірус від іншого майже неможливо, для цього необхідно застосувати серологічні чи молекулярно-біологічні методи дослідження. Впродовж 2019–2020 років у Білоцерківському діагностичному центрі компанії «Сингента» у рамках програми технічної підтримки «АгроГід» було проаналізовано 95 зразків рослинного матеріалу пшениці озимої на наявність збудників вірусних захворювань (вірус смугастої мозаїки пшениці, вірус жовтої карликовості ячменю, вірус карликовості пшениці). Діагностику проводили методом конкурентного імуноферментного аналізу (ІФА) за використання комерційних тест-систем Leove (Німеччина) згідно з методикою виробника.

За результатами діагностики було встановлено, що кількість зразків, інфікованих фітопатогенними вірусами, значно збільшилася в 2020 році, порівняно з 2019-м (рис. 1). Домінуючим захворюванням виявився вірус карликовості пшениці (Wheat dwarf virus) — 81,5 %.

Загальновідомо, що серед найшкодочинніших для рослин патогенів віруси посідають друге місце після грибних інфекцій. Особливістю вірусів є унікальна і досить ефективна система поширення за допомогою різноманітних векторних організмів. Слід також не забувати про можливість безсимптомного існування збудників всередині рослинних тканин зовні здорових рослин (латентна форма). Все це зумовлює складність контролю вірусних захворювань на сільськогосподарських культурах.

Рис. 1 Кількість уражених зразків рослин озимої пшениці по роках.

ЗАХИСТ ОЗИМИХ ЗЕРНОВИХ

Однак, застосовуючи відпрацьовані системи захисту рослин, ефективність яких доведена численними дослідженнями та перевірена у виробництві, забезпечити мінімальний ступінь ураження рослин вірусними патогенами цілком реально. З початком осені, з настанням осінньої посівної кампанії, у сільгоспвиробників знову виникає питання ефективного захисту озимих зернових культур від цієї групи фітопатогенів. Й така стурбованість не є безпідставною…

Як уже зазначалося, певні види вірусів у злаків є досить поширеними й шкодочинними, а їх розповсюдженість та здатність до інфікування здорових рослин безпосередньо залежать від погодних умов, фази розвитку культури та чисельності комах-переносників. Так, молоді рослини озимої пшениці восени є досить сприйнятливими до ураження ВСМП чи іншими збудниками, що викликають карликовість. За тривалої теплої погоди, яка триває до середини осені або й довше, різко збільшується ступінь інфікування й захворюваності рослин зазначеними вірусами внаслідок розмноження останніх генерацій цикадок (Cicadellidae), попелиць (Aphidoidea), пшеничного кліща (Асeria tritici Shevtch.), які тоді мають можливість довгий час живитися на посівах, сприяючи розповсюдженню цих патогенів та інфікуванню ними рослин.

Відповідно, система захисту від фітопатогенних вірусів повинна передбачати заходи, що насамперед спрямовані на скорочення чисельності популяцій вказаних комах-переносників, які, окрім того, є ще й прямими шкідниками злакових культур. Компанія «Сингента» має у своєму портфелі весь необхідний набір препаратів, що здатні комплексно й успішно вирішити проблему з цими фітофагами. Так, системні інсектициди, які містять активну сполуку тіаметоксам, забезпечуватимуть ефективний захист від більшості шкідників, передусім сисних (попелиць, цикадок), завдяки тривалій системній дії. Насамперед, необхідно забезпечити захист сходам і молодим рослинам озимих у фазу кущіння. Для цього слід застосувати один із рекомендованих протруйників насіння на основі тіаметоксаму: Круїзер 350 FS, т. к. с.; Селест Макс, FS, TH; Вайбранс Інтеграл 235 FS, т. к. с. Варто зазначити, що, якщо Круїзер ® здатний захищати рослини від фітофагів упродовж 1 місяця (з моменту сівби), то у сучасніших комбінованих препаратів, як-от Селест ® Макс та Вайбранс ® Інтеграл, період захисної дії сягатиме 1,5 місяця завдяки більшій кількості тіаметоксаму, що припадає на 1 т обробленого насіння за використання рекомендованих норм витрати.

Все ж нерідко трапляється, що за теплої та затяжної осені, коли температура повітря утримується на рівні +15–20 °C, вказані інсектицидні протруйники не можуть справитися зі шкідливим ентомокомплексом, представники якого продовжують заселяти поля озимини й живитися рослинами. Адже за таких умов сисні та інші фітофаги можуть перебувати на посівах аж до кінця жовтня — початку листопада! За такої ситуації необхідно додатково обприскувати посіви контактно-системними інсектицидами. З цією метою компанія «Сингента» пропонує використовувати сучасний ефективний інсектицид Енжіо 247 SC, к. с. (лямбда-цигалотрин, 106 г/л + тіаметоксам, 141 г/л) з нормою витрати 0,18 л/га. Даний продукт є комбінованим і містить контактно-кишкову інсектицидну сполуку лямбда-цигалотрин, що має виражену стартову ефективність (або «нокдаун-ефект»), та контактно системний тіаметоксам, про який йшлося вище. Саме тіаметоксам, завдяки своїй вираженій системній дії, здатний надійно і на довгий час (до 3 тижнів) захистити рослини від сисних шкідників уже після того, як терміни захисної дії інсектицидних протруйників закінчилися. Упродовж вказаного періоду ефективність дії препарату утримується на рівні не нижче ніж 90 %, чого неможливо досягти, наприклад, інсектицидами групи фосфорорганічних сполук чи піретроїдів. От тому Енжіо ® буде достатньо ефективний проти комплексу сисних комах, що у цей час присутні на посівах: попелиць, цикадок та ін.

Для контролю пшеничного та інших видів рослиноїдних кліщів, попередження їх прямої та опосередкованої шкідливості (як переносників вірусних патогенів) оптимальним рішенням буде застосування препаратів, що містять хлорпірифос. Ця фосфорорганічна сполука не лише є надійним і універсальним інсектицидом, а ще й має виражену акарицидну активність, ефективно знищуючи всі рухомі стадії кліщів-фітофагів. До того ж, порівняно зі специфічними акарицидами, гектарна вартість інсектицидів на основі хлорпірифосу є невеликою і, відповідно, досить доступною для захисту польових культур…

Окрім інсектицидного контролю комах-переносників, не слід забувати й про елементарні агротехнічні заходи, що є не менш важливими й ефективними в системі запобігання інфікуванню озимих зернових вірусними патогенами.

Так, дотримання правильного чергування культур (уникнення сівби озимих після злакового попередника), систематичне знищення падалиці культурних злаків та бур’янів цієї ж родини гербіцидами або за допомогою механічних обробітків ґрунту на усіх полях сівозмін матиме безумовний і очевидний ефект у зниженні захворюваності рослин вірусами. Також невід’ємною складовою будь-якої технології вирощування сільськогосподарських культур є постійний моніторинг симптомів прояву хвороб. Білоцерківський діагностичний центр компанії «Сингента» вже декілька років поспіль у рамках програми технічної підтримки «АгроГід» надає своїм клієнтам можливість використовувати лабораторні сервіси з дослідження рослинного матеріалу зернових колосових культур на наявність вірусних захворювань.

Імуноферментний аналіз рослинного матеріалу

• Дозволяє ідентифікувати і/або діагностувати збудників хвороб рослин вірусної етіології. Проводиться за допомогою імунологічного методу (ІФА), в основі якого лежить специфічна реакція антиген — антитіло.
• Тривалість аналізу — 2–3 дні. Протоколи діагностичних центрів компанії «Сингента» — це висновки лабораторної діагностики згідно із загальноприйнятими методиками, кваліфіковані рекомендації щодо запобігання розвитку і поширенню хвороб та шкідників, обґрунтовані консультації з підбору й застосування препаратів та агротехнічних заходів для збереження майбутнього врожаю.