Галловые нематоды – возрождение угрозы, о которой забыли

Галловые нематоды – микроскопические круглые черви – эндопаразиты корневых систем различных растений. Вредители живут и развиваются внутри корня, в галлах (характерных образованиях в виде узелков на корнях). Узелки формируются клетками растений в результате жизнедеятельности нематод.

Развитие червеобразных личинок начинается еще в яйце, из которого они вылупляются с уже хорошо развитым стилетом. Личинки второго возраста способны проколоть ткани корня. В этой фазе нематоды становятся наиболее выносливыми. Если им не удается сразу найти подходящую корневую систему для инвазии, они остаются живыми 8–12 месяцев.

Из грунта через прокол черви проникают в корень, достигают нужного места и перестают двигаться. В зоне, где червь остановился, начинают сформировываться особые клетки, обеспечивающие червю питание и постепенно преобразовывающиеся в галлы. Если растение обладает подходящей корневой системой, нематода никуда не мигрирует, а реализует все свои генерации в пределах одного растения.

Галловые нематоды предпочитают теплый климат. В европейской части России обнаружено 5 видов этих червей. Наиболее часто встречаются в защищенном грунте, где в круглогодичном режиме поддерживается оптимальная для их жизнедеятельности влажность и температура почвы.

Южный Федеральный Округ является лидером по выращиванию овощей закрытого грунта. Согласно данным сельскохозяйственной микропереписи 2022 года, общая площадь теплиц и парников в ЮФО составила 36 689,80 тыс. м², что почти на 20 тыс. м² больше ближайшего лидера – ПФО.

Регион также является лидером в России по посевным площадям овощей открытого грунта. Региональный климат и почва являются, по словам Светланы Нековаль, заведующей лаборатории биорациональных средств и технологий защиты растений для ведения экологизированного, ресурсосберегающего и органического сельского хозяйства ФГБНУ ФНЦБЗР, наиболее благоприятными для выращивания овощных культур. В последнее время ученые лаборатории ФГБНУ ФНЦБЗР при проведении анализов стали выявлять на корнеплодах галловые нематоды, о которых, по признанию специалистов, аграрии уже стали забывать.

Как отметила Светлана Нековаль, в 1980-х годах из-за данного вредителя хозяйства были вынуждены вводить карантин в целых тепличных комплексах, где фиксировалось 100%-ное поражение овощных культур. Поэтому селекционеры уже в тот период времени стали делать акцент на создании сортов с генами устойчивости к мелойдогинозу. На фоне появления новых сортов и гибридов с уже «врожденной» устойчивостью к данному заболеванию, проблема, казалось бы, устранилась. В дальнейшем работа селекционеров была направлена на совершенствование других характеристик: улучшение урожайности, вкусовых качеств, лежкости. Ученым казалось, что проблема с мелойдогинозом решена, однако как показали последние данные ФГБНУ ФНЦБЗР – болезнь вернулась. О чем свидетельствуют результаты лабораторных анализов овощей, которые фермеры приносят на исследование.

Пути заражения галловыми нематодами

• нарушение условий хранения и транспортировки посадочного материала;
• полив, сохранение влаги в почве;
• перенос личинок на ногах животных и людей;
• посадка в зараженную почву;
• несоблюдение севооборота;
• высокие температуры в зимний период;
• восприимчивые сорта сельскохозяйственных культур.

Галловые нематоды отличаются микроскопическими размерами, быстро передвигаются и легко передаются от одного растения другому.

Галловые нематоды попадают в закрытые теплицы вместе с некачественным грунтом или зараженной рассадой. Из-за их жизнедеятельности растения отстают в росте, плохо развиваются, слабо формируют плоды. Деятельность нематод приводит к снижению урожайности на 40–60%. Все виды нематод поражают овощные и декоративные культуры, из них арахисовая нематода способна существовать в корневой системе зерновых и бобовых, а яванская вредит корням фруктовых деревьев.

Корневые нематоды рода Meloidogyne один из трёх наиболее экономических важных родов паразитических фитонематод, повреждающих культурные растения. Четыре вида Meloidogyne (M. javanica, M. arenaria, M. incognita и M. hapla) являются главными вредителями сельского хозяйства в мировом масштабе и ещё 7 видов вредят локально. Среди карантинных объектов колумбийская галловая корневая нематода (Meloidogyne chitwoodi). Галловая нематода (Meloidogyne marioni) паразитирует преимущественно в районах с тёплым климатом на самых различных тепличных, огородных, бахчевых, плодово-ягодных и технических растениях, образует галлы.

Возобновлению их активности в южном регионе способствуют чрезмерно теплые зимы – почва не успевает промерзать и является благоприятной средой для жизнедеятельности вредителя.

Немаловажный фактор, влияющий на распространение нематоды, - создание сортов с крайне низкой устойчивостью к вредителю.

Видовой состав популяции галловых нематод в ЮФО на томате и огурце

• Ростовская область – Meloidogyne hapla Chitwood, 1949
• Краснодарский край – Meloidogyne hapla Chitwood, 1949
• Республика Адыгея – Meloidogyne hapla Chitwood, 1949
• Ставропольский край – Meloidogyne hapla Chitwood, 1949
• Волгоградская область – Meloidogyne hapla Chitwood, 1949
• Республика Дагестан – Meloidogyne Inconita (Kofoid & White, 1919, Chitwood)

Для ученых лаборатории ФГБНУ ФНЦБЗР было важно определить вид нематод распространен в каждом регионе с целью последующего выстраивания системы защиты.

Нематоды, обнаруженные в регионах ЮФО – близкородственные, поэтому, по словам ученой, система защиты практически идентичная.

Галловые нематоды повреждают большое количество не только культурных видов растений, но и сорняков, поэтому сохраняются в почве длительный период времени. Поэтому перед посадкой рассады или саженцев плодовых и ягодных культур сельхозтоваропроизводителию необходимо провести мониторинг участков, а также использовать исключительно чистый посадочный материал.

Одним из самых главных методов борьбы является выбор устойчивых к галловой нематоде сортов и гибридов.

Хорошей эффективностью обладают растения-ловушки, растения-угнетатели нематод; соблюдение севооборота. Внесение минеральных удобрений в почву, борьба с сорными растениями, провокационный полив, чистый пар (не менее чем на четыре года) также способствуют предупреждению появления галловых нематод.

Химическим методом борьбы с галловыми нематодами является обеззараживание почвы при умеренной влажности и температуре не ниже 12-15^оС, на глубине 10-15 см. Биологическим – применение микроорганизмов, обладающих нематицидными свойствами.

Для борьбы с галловыми нематодами в России зарегистрировано только два пестицида: Видат 5Г, Г (д.в. оксамил (50 г/кг)) и Палица, Г (д.в. оксамил (50 к/кг)). При этом первый препарат чрезмерно дорогостоящий (порядка 40 тыс. рублей на 10 га обработки), а закупить последний препарат хозяйства практически не могут в силу его дефицита.

Биологические препараты – дешевле, однако в России против галловых нематод зарегистрирован только один продукт – Нематофагин-Микопро, П (д.в. штамм Arthrobotres oligospora F-1303), который необходимо вносить заблаговременно в почву. Недостаток препарата – борьба с личинками 2-го возраста, из зараженного растения «удалить» нематоду данным препаратом невозможно и предотвратить перезаражение также нет возможности.

Современная концепция защиты сельскохозяйственных культур учитывает тот факт, что успешное подавление популяций галловых нематод достижимо на основе интеграции дополняющих друг друга селективных, не вызывающих серьезных экологических нарушений приемов, нацеленных на своевременное выявление очагов заражения, снижение вредоносности путем использования устойчивых сортов и не поражаемых культур физических, химических и биологических способов обеззараживания почвы. Одним из распространенных способов борьбы с вредителями и болезнями является предпосевная обработка семян, так как защита растений от внедрения патогена на ранних стадиях развития препятствует их более интенсивному размножению.

В частности, ученые Международного казахско-турецкого университета им. Х.А.Ясави провели исследование с целью оценки возможности использования против мелойдогиноза обработки семян системными нематицидами. Оценка эффективности предпосевной обработки семян огурцов проводилась водными растворами Видата и Фурадана.

Фитотоксического действия при обработке семян вышеуказанными нематицидами отмечено не было. Напротив, они увеличивали длину корней и стебля, а также их массу по сравнению с контролем. В дальнейших исследованиях изучалось влияние предпосевной обработки семян огурцов водными растворами Видата и Фурадана на инвазию корней личинками южной мелойдогины и их индивидуальное развитие. При анализе влияния предпосевной обработки семян обоими системными нематицидами на почвенную популяцию мелойдогин ученые констатировали, что при средней суточной температуре 28⁰С личинки южной мелойдогины примерно одинаково инвазировали корни растений огурцов на 5 день после инокуляции. Спустя 10 дней в корнях по трем вариантам было выявлено соответственно 55,43,41 личинок.

Ученые установили, что галлы на корнях обработанных растений образовывались через 20, 16 дней соответственно, тогда, как в контроле через 12 дней после инокуляции. Таким образом, хотя в обработанных на варианте растение существенно сдерживали инвазию личинок в корни, но на 30 день популяция мелойдогин имела тенденцию к росту. Это соответствует современным представлениям о нематостатическом «поведенческом» непродолжительном действии этого рода препаратов на нематод. Главное их значение – защита растений от нематод в критические наиболее чувствительные к ущербу ранние стадии развития. Изучение эффективности предпосевной обработки семян Видатом и Фураданом, проведенных в лабораторных условиях показали, что именно этот метод наиболее перспективен в борьбе с галловыми нематодами в силу своей доступности и экологической безвредности.

Ученые Института проблем экологии и эволюции им. А.Н.Северцова РАН также проводили исследование, направленное на определение влияния внекорневой обработки растений томатов микроэлементами на заражение галловой нематодой.

В частности, специалисты провели исследование возможности регулирования взаимодействия растений с галловой нематодой с помощью экзогенных внекорневых обработок растворами наноразмерных Se, Si и Ni. Восприимчивые растения томатов обрабатывали в фазе семян и опрыскиванием вегетирующих растений водными растворами наноразмерными микроэлементами (Se – 0,6; Ni – 0,1; Si – 2 мг/л). Ими исследовано влияние обработок на зараженность томатов галловой нематодой Meloidogyne incognita, а также на развитие растений и количественный и качественный состав фотосинтетических пигментов, как наиболее чувствительного показателя патологического состояния растений.

Проведенный эксперимент показал, что обработка растений наноразмерными селеном, кремнием и никелем позволила активизировать ростовые процессы растений томата, снизила зараженность томатов галловой нематодой и подавила развитие патогена. Внекорневая обработка растений оказала влияние на увеличение содержания фотосинтетических пигментов, что может указывать на улучшение физиологического состояния растения и позволяет рассматривать водные растворы исследованных наноразмерных микроэлементов в качестве индукторов, включающих защитные механизмы растений, ограничивающих развитие паразита.

Галловые нематоды являются широко распространенными и наиболее патогенными видами фитонематод, паразитирующие на широком круге растений-хозяев. Они вызывают нарушение корневой системы из-за неопластического пищевого поведения, препятствуя усвоению питательных веществ и оказывая каскадное действие на физиологию и метаболизм растения, что приводит к значительным потерям урожайности большинства сельскохозяйственных культур. Комплексная стратегия борьбы с нематодами, основанная на севообороте, применении устойчивых сортов, биологических, химических агентов и других мер по ограничению и контролю, представляется наиболее эффективной.