Борьба с заразихой подсолнечника. Устойчивые гибриды и подбор гербицидов
Подсолнечник — высокодоходная масличная культура и может обеспечить все потребности России в высококачественном растительном масле. Однако существенным фактором, ограничивающим его возделывание, является сорное растение — заразиха кумская (Orobanche cumana Wallr.), облигатный паразит-однолетник.
Заразиха относится к высшим цветковым растениям, принадлежит к семейству Orobanchaceae (Заразиховые) из порядка Scrophulariales (Норичниковые), надпорядку Lamianae (Губоцветные), подклассу Lamiidae, классу Magnoliopsida, Dicotyledones (Магнолиопсиды, или Двудольные). Урожайность подсолнечника, пораженного заразихой, снижается на 30-70% или погибает полностью.
В Европе и России
В настоящее время в Европейских странах, возделываемых подсолнечник, O. cumana расценивается как одно из главных ограничений в производстве этой культуры. За последние 15 лет усилия ученых и селекционеров представить генетические источники устойчивости к этому паразиту в гибридах подсолнечника сопровождались возникновением новых вирулентных рас, которые быстро преодолели все известные гены резистентности. Проблема заразихи актуальна сегодня для Северо-Кавказского, Южного и Приволжского федеральных округов. Кроме того, ареал распространения паразита продолжает неуклонно увеличиваться и продвигаться в более северные регионы России.
На подсолнечнике, в зависимости от почвенно-климатических условий, известны 8 рас O. cumana: А, В, С, D, E, F, G и Н, причем последние три — самые вирулентные на протяжении последнего десятилетия, обнаружены сначала в Румынии, затем в Испании и Турции. В настоящее время эти расы поражают все отечественные сорта и зарубежные гибриды подсолнечника.
Насчитывается более 100 видов заразихи. На территории России во всех зонах возделывания подсолнечника зарегистрировано около 30 её видов, из которых доминирует кумская (Orobanche cumana Wallr.) и ветвистая (Orobanche ramosa L.).
Морфология заразихи
Проросток семени заразихи врастает в корень подсолнечника и питается за его счёт, образуя снаружи корня особую структуру — клубенёк, богатый питательными веществами. В клубеньке формируются одна или несколько точек роста, из которых вырастает один или несколько стеблей с многочисленными цветками. У O. cumana известны два типа развития побега. Первый — эндогенный — путем закладки меристематических инициалей в клубеньке, являющийся результатом эволюции паразитизма в семействе Orobanchaceae. O. cumana наблюдается второй тип развития стебля — экзогенный, когда эпикотилярная зона редуцированного зародыша, выполнив гаусториальную функцию в эндосперме, не отмирает, а развивается в апекс побега. Из нее в дальнейшем вырастает одиночный стебель.
Экзогенный тип обусловлен адаптацией к паразитизму на однолетних, главным образом, культурных растениях-хозяевах, обусловливающей существенное сокращение времени развития плодущих побегов. В изученных популяциях заразихи наблюдали довольно высокую частоту одновременного развития побегов, формирующихся разными путями, возможно, из-за снятия доминирования одного побега и закладки множественных меристематических инициалей в клубеньке. Возможное вегетативное размножение этого вида на подсолнечнике ограничено формированием 1–3 побегов из клубенька. Клубенек при этом трансформируется в основание главного стебля или стеблей с венчиком рудиментарных корней. В целом же O. cumana свойственна одностебельная форма с полным доминированием одного побега.
Вместо листьев на стебле спирально располагаются бурые чешуи. Стебель и чешуи покрыты многочисленными мучнистого вида желёзками, испаряющимися в больших количествах воду. Цветки голубоватые, венчик трубчатый, согнут вперед. Плод — коробочка, содержащая большое количество очень мелких семян длиной 0,25-0,50 мм. Семена продолговатые, продольно-морщинистые.
Настырный полифаг
O. cumana — вид-полифаг и ему свойственны резкие различия морфологических признаков при развитии на разных видах растений-хозяев. В настоящее время разнообразие морфологических признаков у этого вида наблюдается даже на одном и том же хозяине — подсолнечнике. Так, в изученных популяциях O. cumana ярко выражен полиморфизм соцветий. Во «Флоре СССР» указано, что колосовидное соцветие O. cumana на подсолнечнике обычно рыхлое, с далеко расставленными нижними цветками, равное остальной части стебля или длиннее ее. По данным Т.С. Антонова, Е.А. Стрельников, С.З. Гучетль, Т.А. Челюстникова отмечены соцветия как с рыхло расставленными, так и с плотно расположенными цветками.
Плодовитый паразит
Исследованиями Всероссийского НИИ масличных культур (ВНИИМК) установлено, что потенциально на одном растении подсолнечника может паразитировать до 50-100 цветоносов заразихи. Кроме подсолнечника, она заселяет томаты, табак, огурцы, арбузы, сафлор, коноплю, арахис, капусту, кунжут и др., а из сорных растений наиболее часто — полынь, дурнишник крапивы, ромашку непахучую, паслен черный и др.
Заразиха O. cumana плодовита, одно растение может сформировать от 200 до 500 тыс. семян, которые легко разносятся ветром и водой, а также орудиями обработки почвы и сельхозмашинами. Такое количество семян с одного растения быстро засоряет поля, и при частом возврате подсолнечника на прежнее место концентрация семян заразихи в пахотном слое почвы возрастает катастрофически (В.М. Лукомец, Т.С. Антонова). При этом в почве семена могут сохранять всхожесть до 20 лет. В.Ф. Кукин, 1982 отмечает, что в одной коробочке у паразита может насчитываться до 2 тыс. семян. Принимая во внимание, что на одном растении в среднем может быть около 40 коробочек, автор сообщал, что от одного растения можно получить до 80 тыс. семян.
В настоящее время имеются сведения, что при хорошем развитии стебли заразихи могут достигать 93 см в длину и образовывать до 100 цветков, имеющих около 5 тыс. семян в коробочке. Следовательно, от одного растения можно получить до 500 тыс. семян, которые, попадая на поверхность почв, легко переносятся ветром на большое расстояние.
Как прорастают семена заразихи?
Основная масса семян оседает вблизи произрастания заразихи. В почве семена сохраняют жизнеспособность до 8-12 лет. Поэтому при монокультуре или при «коротком» севообороте в почве накапливается большой запас семян.
Прорастают семена заразихи с глубины до 40 см под влиянием корневых выделений растения-хозяина. Всходы появляются на 45-60 день после посева подсолнечника.
При прорастании семян образуется проросток, который растущим концом прикладывается к корешку питающего растения и внедряется в кору корня до древесины. Позже у проростка образуются сосуды, сливающиеся с сосудами растения-хозяина.
Семена заразихи всегда прорастают вместе с корнем подсолнечника. Для их прорастания необходим химический стимулятор, представляющий собой продукт жизнедеятельности корня подсолнечника, выделяемый им наружу. Прорастание семян заразихи происходит в непосредственной близости от корня (дистанция не более 3 мм). Только при таком условии проросток заразихи может проникнуть в корень и продолжить своё развитие. Очевидно, что не все семена заразихи встретятся с растущими корнями подсолнечника в один сезон. Основная их масса сохранится до нового посева культуры. Так у заразихи выработалась способность к длительному сохранению запаса всхожих семян. Семена заразихи наиболее интенсивно прорастают вблизи корней не только подсолнечника, но и непоражаемых растений. Для прорастания семян требуется влажность почвы в пределах 70-85% ПВ. Они не выдерживают долгого пребывания в насыщенной влагой почве, где быстро теряют всхожесть.
Факторы вредоносности заразихи
Влажность почвы оказывает существенное влияние на вредоносность заразихи. Так, наибольшее угнетение растений наблюдается в условиях пониженной влажности и в засушливые годы. Эта особенность вызывает необходимость осуществлять мероприятия, направленные на накопление и сохранение влаги в почве. Оптимальная температура для прорастания семян и развития проростков заразихи — +16-25 °С при определенной кислотности почвы (рН 5,3-5,8). При температуре ниже +10 °С и выше +25 °С семена не прорастают.
Появление стеблей заразихи на поверхности почвы обычно совпадает с началом цветения подсолнечника (и позже). После появления стеблей на поверхности почвы заразиха вскоре зацветает и затем обсеменяется. Особенность этого паразита — способность образовывать семена даже на сорванных цветущих растениях, если они были оставлены в поле в затенённом месте.
Эффективное действие на снижение поражаемости подсолнечника заразихой оказывают фосфорно-калийные удобрения. Микроэлементы (цинк, магний) усиливают положительное действие фосфора и калия. Однако в засушливые годы эффект действия минеральных удобрений значительно снижается или вообще не наблюдается.
Изучая особенности защитных реакций подсолнечника на внедрение заразихи, А.Я. Панченко установил, что иммунитет к заразихе обуславливается образующимся барьером. В местах внедрения паразита на стенках сосудов устойчивого растения откладывается лигнин, препятствующий срастанию проростка паразита с сосудистой системой растения. Через некоторое время паразит, не преодолев этот барьер, отмирает. У восприимчивых форм образование лигнина не обнаруживается.
Т.С. Антонова в своих исследованиях отмечает, что заразиха способна поражать только корни подсолнечника первичного строения. Корни, имеющие вторичное строение, обладают структурным иммунитетом. Главный корень практически не поражается в силу быстрого ухода поражаемого участка на глубину, недоступную для семян заразихи.
Предупреждаем развитие и распространение паразита!
(Селекционный, агротехнический, биологический и химический методы борьбы)
Большой проблемой является уничтожение заразихи: этот широко распространенный и вредоносный на подсолнечнике паразит постоянно мутирует, появляются новые, ранее неизвестные расы, в результате поражаются даже устойчивые гибриды и сорта, особенно там, где нарушаются севообороты.
Селекционный метод
Появление новых более агрессивных рас заразихи вызывает необходимость селекции на устойчивость к этим расам паразита. Такая работа проводится во многих селекционных учреждениях страны. Размножение и внедрение в производство заразихоустойчивых сортов и гибридов позволит сократить потери, причиняемые заразихой.
Большим достижением в снижении вредоносности паразита было выведение селекционерами ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур им. В.С. Пустовойта» (ВНИИМК) и его структурными подразделениями устойчивых к нему гибридов и сортов подсолнечника:
- Гибриды: Авангард, Альтаир, Факел, Окси, Спринт, сорта: Бузулук, Умник, Мастер, Белочка, Джинн;
- Меркурий, Ирэн, Натали, Арис, Арнеб (устойчив к заразихе рас A-E);
- Горфилд, Горстар и Реванш (толерантны к 7 расам заразихи A-G);
- Донской 1448 и Донской 342 (устойчив к комплексу рас заразихи A-D);
- Имидж (устойчивый к гербициду Евро-Лайтнинг® производственной системы Clearfield®).
Например, «Российская гибридная индустрия» производит гибриды: Саваж, Аполло, Селфи и Эдванс, которые, как и гибриды компании «Агроплазма»: Оракул, Орфей, Вулкан ОR и Олигарх ОR, обладают устойчивостью к 7 расам заразихи (от А до G). Шести-, семирасовая заразихоустойчивость присуща гибридам П63ЛЕ10, НСХ6006, НСХ6007, пригодных к возделыванию по технологии «Sumo или Экспресс сан», основанной на применении гербицида Экспресс®.
Компания «Сингента» предлагает широкую линейку гибридов подсолнечника, устойчивых к заразихе рас A–E (гибриды НК Конди, НК Брио, НК Роки, Савинка, СанброМР, СИ Фламенко, Арена ПР, НК Делфи, НК Долби, НК Армони, Опера ПР, СИ Эденис и др.), а также к новым расам заразихи F+ (гибриды СИ Купава, СИ Ласкала, СИ Кадикс, Босфора, Трансол, Эстрада).
В Ростовской области в настоящее время на многих полях доминирует раса G заразихи, вытеснившая в последние годы расы D, E и F. Аналогичная картина наблюдается и в ряде районов Волгоградской области, а также Ставропольского и Краснодарского краёв.
В борьбе с заразихой помогает возделывание подсолнечника с участием ультраскороспелых и скороспелых гибридов и сортов подсолнечника, имеющих короткий период вегетации (от 78 до 88 суток), уборка которых возможна в середине июля, то есть раньше созревания семян заразихи, наступающего в августе-сентябре. К очень скороспелым сортам подсолнечника относятся: Белгородский 94, Богучарец, Бузулук, Енисей и гибриды Аттик, Вейделевский 11; скороспелыми гибридами являются: Альзан, Альтаир, Богучарский 50, ВА220, ВА306, Вейделевский 80, Вейделевский 99, Гермес, Донской 151, Донской 22, Драган, Зоро, Комбат, Санмарин 444 и др. Скороспелые сорта и гибриды подсолнечника заслуживают более широкого применения как для борьбы с заразихой, так и в качестве резервных предшественников озимой пшеницы, тем более, что их урожайность (25-30 ц/га до 35 ц/га) не сильно уступает среднеспелым гибридам.
Агротехнический метод
Соблюдение научно-обоснованных севооборотов — эффективный способ борьбы с заразихой. Подсолнечник следует размещать в севообороте с таким расчётом, чтобы его посевы возвращались на прежнее место не ранее чем через 8-9 лет; лучшие предшественники для него — зерновые колосовые, которые не имеют с подсолнечником общих болезней. Особенно сильно «страдают» поля в Ростовской области, где во многих хозяйствах возврат подсолнечника на прежнее поле через 1-3 года стало нормой. В ряде субъектов Российской Федерации (Краснодарский край, Воронежская и Ростовская области) объемы возделывания подсолнечника ограничены региональными нормативными правовыми актами.
Корневые экссудаты корней некоторых сельскохозяйственных культур тоже могут стимулировать прорастание семян паразита O. cumana. Однако проростки её не способны проникнуть в корни растений таких культур и питаться за их счет, что приводит их к гибели. Примерами таких культур, провоцирующих прорастание семян заразихи являются кукуруза, просо венечное, лён масличный, суданская трава, сорго зерновое, хлопок. Там, где такие культуры традиционно могут возделываться, их надо вводить в севооборот с подсолнечником. Эти провокационные посевы способствуют уменьшению концентрации семян заразихи в почве экологически безопасным путём, а также увеличению срока возврата подсолнечника на прежнее место в севообороте.
Чтобы не допускать распространения семян заразихи сельскохозяйственными машинами, необходимо после обработки поля, занятого подсолнечником, очищать орудия обработки, колеса и гусеницы машин и тракторов от приставшей почвы перед выездом их с поля. Следует вести борьбу с сорняками во всех полях севооборота, особенно с растениями из семейства сложноцветные, на которых может развиваться заразиха.
Глубина обработки почвы тоже влияет на зараженность растений заразихой. Под подсолнечник обычно применяют глубокую (25-27 см) вспашку зяби с предплужниками. Такая обработка уменьшает, а мелкая, тем более нулевая обработка — увеличивает вредоносность заразихи.
Весьма целесообразно после подсолнечника в севооборотах иметь не чистый пар (как это широко распространено), а провоцирующие заразиху занятый и сидеральный пары. Падалица (или посев) подсолнечника в таких парах спровоцирует семена заразихи на прорастание и в большей степени обеспечит очищение поля от засорения этим паразитом, поскольку растения заразихи будут уничтожены при послеуборочной обработке почвы занятого или сидерального пара задолго до ее обсеменения. Занятые и сидеральные пары, создаваемые в поле после подсолнечника (взамен чистого пара) успешно используются в производстве, особенно в последние годы.
Биологический метод
В качестве биологического средства борьбы с заразихой может использоваться минирующая мушка фитомиза (Phytomyza orobanchiae Kalt.), которая откладывает яйца в цветки заразихи, и личинки питаются мякотью стеблей и плодов заразихи, выедают большую часть семян, при этом урожай подсолнечника все равно под угрозой. В течение лета развиваются два-три поколения этой мухи. Фитомиза способна находить побеги заразихи на расстоянии до 3 км. Однако это ручной труд, мероприятие по сбору, хранению, выращиванию мушек для производственных условий не всегда оправдывает себя на обширной практике. Как дополнительная мера снижения количества семян заразихи должна применяться систематически.
Фузариоз, вызываемый грибами рода Fusarium — одно из распространенных заболеваний на заразихе. Из образцов паразита, отобранных на полях в Ростовской области, Морозовского района, в результате проведенного микологического анализа был выделен и идентифицирован вид Fusarium sporotrichioides. Этот вид фузариума в зависимости от условий может значительно повреждать цветоносы заразихи. Однако использование разновидностей грибов-фузариев в качестве меры борьбы с заразихой чревато нарушением экологии агроценозов. Следует помнить, что подсолнечник тоже поражается фузариозом, и заразиха условно служит источником сохранения и распространения инфекции.
Химический метод
В России с 2008 г. получила регистрацию производственная система Clearfield® на подсолнечнике, что позволило реально получать урожаи и эффективно бороться со всеми расами заразихи на сильно инфицированных полях. При этом важно знать, что должен высеваться гибрид, устойчивый к гербицидам химического класса имидазолинов. Примером гербицида для производственной системы Clearfield® является гербицид КАПТОРА, ВРК.
Желательно, чтобы гибрид также обладал генетической устойчивостью к расам D, Е.
Семена высеваются, и в фазу растений 4–6 листьев (2–3 пары настоящих листьев) посевы обрабатываются гербицидом КАПТОРА, ВРК в норме расхода 1–1,2 л/га — это обеспечивает уничтожение проросших семян заразихи и защиту культуры в течение 30 дней. Как правило, посевы до уборки остаются «чистыми» от вышедшей на поверхность заразихи и большинства однолетних сорняков. Отмечено, что при выпадении обильных осадков до цветения подсолнечника корневая система культуры активно разрастается в верхнем слое почвы и провоцирует к росту заразихи из семян. Однако влияние на урожай и качество маслосемян в этом случае паразит оказывает минимальное. После уборки данного гибрида возвращение подсолнечника на это поле должно быть на 5-6-й год.
Для системы Clearfield® предложены следующие гибриды подсолнечника — НК Неома, НК Фортими, Санай МР, Тристан и др., а также высокоолеиновые гибриды СИ Коломби и СИ Эксперто и др.
Одной из новейших разработок в защите подсолнечника является производственная система Clearfield® Plus, являющаяся развитием системы Clearfield®. Она включает в себя гибриды подсолнечника Clearfield® Plus и гербицид Евро-Лайтнинг® Плюс в норме расхода 1,6-2,5 л/га.
Гербицид надежно контролирует сорняки, при этом гибкая норма расхода препарата позволяет подобрать решение под конкретную ситуацию на поле. Падалица гибридов подсолнечника Clearfield® Plus обладают большей чувствительность к сульфонилмочевинам, что облегчает ее контроль в севообороте на последующих культурах.
Таким образом, применение всего комплекса мер возделывания подсолнечника в условиях высокой фитопатогенной нагрузки почвы заразихой может способствовать ограничению распространения паразита, возникновения новых вирулентных рас и получения высокого стабильного урожая семян подсолнечника. Кроме того, проблема предотвращения распространения и появления новых высоковирулентных рас паразита должна решаться совместными усилиями учёных, селекционеров, сортоиспытателей, фермеров и государственных органов управления АПК страны.
- Заразиха (Orobanche cumana Wallr.) на подсолнечнике и меры борьбы с ней // В.М. Лукомец, Т.С. Антонова.
- Распространение высоковирулентных рас заразихи Orobanche cumana Wallr., поражающей подсолнечник на юге Российской Федерации // Т.С. Антонова, Н.М. Арасланова, Е.А. Стрельников, С.А. Рамазанова, С.З. Гучетль, Т.А. Челюстникова.
- Разнообразие форм заразихи на подсолнечнике на юге России // Т.С. Антонова, Е.А. Стрельников, С.З. Гучетль, Т.А. Челюстникова.
- Заразиха на подсолнечнике // Ю.И. Бердыш, Н.А. Сасова.
- Болезни подсолнечника // В.М. Лукомец, В.Т. Пивень, Н.М. Тишков.
- Внедрение в производство метода фитосанитарного мониторинга заразихи подсолнечниковой // А.В. Гринько.
- Заразиха на подсолнечнике и система мер борьбы с нею // В.А. Федотов, Н.А. Макарова, Н.В. Подлесных.