Риски распространения в РФ новых вирусных и бактериальных болезней овощных культур через предприятия защищенного грунта

По итогам 2018 г. было введено в эксплуатацию около 300 га зимних теплиц, их общая площадь составила порядка 2,5 тыс. га — на 10% больше, чем в 2017 году. По прогнозу Минсельхоза России, в 2019 г. отечественные с.-х. организации соберут около 1 ,З млн т овощей защищенного грунта [1]. Внедрение многооборотной технологии и интерплантинга [2] позволяет добиться высокой урожайности и стабильной продуктивности тепличных растений.

Но несмотря на это, проблема защиты растений от болезней по-прежнему остается актуальной даже при улучшенной технологии выращивания тепличных культур. В последние годы на территории России из-за нарушения агротехники, отсутствия своевременной и достоверной диагностики фитопатогенных бактерий в посевном материале и на растениях, а также неправильно разработанной системы защитных мер отмечается проявление вредоностности бактериальных и вирусных заболеваний растений.

В современных высокотехнологичных теплицах вирусные и бактериальные болезни заняли первое место, и многократно возросла их вредоносность. А.К. Ахатов и Е.А. Ахатов [3] описали факторы технологии, способствующие распространению этих патогенов:

• сбор продукции с молодых растений (механические повреждения, перенос инфекции в рядах);
• интерплантинг — молодые растения подсаживают среди стареющих для того, чтобы к моменту ликвидации отслуживших растений молодые уже вступили в плодоношение (перенос инфекции со старых растений к молодым);
• короткий разрыв между оборотами (нет времени для дезинфекции и дезинсекции);
• теплица работает практически круглогодично (постоянное накопление инфекции).

Анализ известных случаев появления новых бактериальных и вирусных фитопатогенов в предприятиях защищенного грунта показывает, что основными путями проникновения новых видов и форм микроорганизмов являются семена и посадочный материал, включая рассаду, произведенную в других предприятиях, готовая продукция из других регионов и стран, складируемая в пределах тепличных хозяйств, вода, используемая для полива и приготовления рабочего раствора в гидропонной культуре растений, и иногда — рабочие в теплицах, контактировавшие с зараженными растениями вне хозяйства. Главной проблемой выявления источника заражения является длительный инкубационный период для вирусных и бактериальных болезней и необходимость инструментальных методов (ИФА, ПЦР) идентификации патогена.

Иногда, использование биологических препаратов, произведенных без контроля качества или с истекшим сроком хранения (хранением в неправильных условиях), приводит к усилению заражения культур различными бактериальными и грибными болезнями.

Если по отношению к известным патогенам есть отработанные методы диагностики зараженности растений, семян, воды, и в некоторых случаях — препараты биологической защиты или устойчивые сорта и гибриды, то новые возбудители болезней тепличных растений всегда представляют опасность наивысшего уровня, в первую очередь из-за длительного периода их идентификации.

В качестве примера нового заболевания, можно привести бородатость корней овощных культур в защищенном грунте. В 2013-2014 гг. в ряде тепличных хозяйств России было отмечено поражение культур огурца и томата, выращиваемых на минеральной вате, заболеванием, сходным с ранее описанным «корневым матом» — гооt mat (синоним: «бешенство корней» — crazy roots [4]. Возбудитель заболевания — Agrobacterium spp. bv 1, несущая плазмиду Ri (pRi). Бактерии проникают в растения через ранки на корнях или стеблях. Симптомы заболевания проявляются после переноса в растительную клетку фрагмент плазмидной ДНК (pRi ДНК). Первые признаки болезни замечают примерно через пять недель после заражения. В течение этого времени отмечают активный рост корневой системы, и плотное переплетение корней препятствует проникновению в субстрат питательного раствора и способствует развитию других фитопатогенных бактерий и грибов. Продуктивность культуры при отсутствии других болезней снижается на 15-20%. Болезнь, впервые появившаяся в Великобритании, к началу 2010-х стала обычной проблемой в Европейском Союзе, Японии, Новой Зеландии, а в России она распространилась на огромной территории в течение одного года после выявления, в первую очередь, благодаря инфицированной рассаде, поставляемой в новые тепличные комбинаты из уже пораженных, зараженным семенам и воде. Благодаря этому, очаги заражения широкого спектра культурных растений распространились далеко за пределы традиционного ареала возбудителя [4].

Другой бактериальный патоген, Ralstonia solanacearum, наиболее известный как возбудитель бурой гнили картофеля и бактериального увядания (южного вилта) томата, стоит практически на пороге отечественной тепличной индустрии (рис. 1).

В 1975 году Ralstonia solanacearum была включена в список карантинных объектов Европейской организации защиты растений (список А2 — ограниченно распространенные объекты) [5]. При высоких температурах (29-35 °С) и влажности бактерии быстро размножаются, и болезнь может уничтожить растение за несколько дней. При более низких температурах (22-25 °С) растения могут сохранять латентную инфекцию месяцами. В августе 2015 г. R. solanacearum (раса 1, позднее определенная как R. pseudosolanacearum) была обнаружена в теплице в Нидерландах, на растениях антуриума на срезку (Anthurium spp.). В 2015 и 2016 гг. патоген был выявлен в пятнадцати компаниях, выращивавших декоративные культуры, в том числе в пяти питомниках. Согласно последним данным национальной службы защиты растений, R. solanacearum присутствует в Нидерландах в производстве картофеля, в окружающей среде (поверхностные воды) [6]. В последующем R. solanacearum на растениях розы была выявлена на территории Польши (осень 2016 г.), Португалии (2016-2017 гг.), Швейцарии [6]. В 2016 и 2017 гг. Ralstonia solanacearum была выявлена массово в промышленных посадках голубики (Vaccinium corymbosum) [7]. Есть сообщение о выделении бактерий рода Ralstonia из растений сирени в 2016 г. в РФ [8].

Таким образом, интродукция R. solanacearum в новые регионы может произойти не только с семенным и продовольственным картофелем, зараженным бактериальной инфекцией в латентном состоянии, но и с саженцами розы, пеларгонии, голубики, сирени и других декоративных культур, выращиваемых в защищенном грунте, не говоря уже о растениях томата. При естественном распространении патогена источниками болезни становятся инфицированная почва, зараженные растительные остатки, сорняки из семейства пасленовых и крапива, поливная вода. Патоген также может распространяться нематодами и другими переносчиками (насекомыми, клещами).

R. solanacearum (все группы вида) входит в список А1 карантинных объектов в РФ, и о факте обнаружения этого патогена должно сообщаться в службу Россельхознадзора.

Декоративные и ягодные культуры, размножаемые в теплицах, могут также быть поражены другим карантинным объектом — Xylella fastidiosa [9]. Этот патоген в основном вредоносен для древесных и кустарниковых культур, но также может поражать и однолетние растения из семейств пасленовые и сложноцветные. Карантинный патоген со сходным циклом развития — Liberibacter psyllaurous (syn. L. solanacearum) также распространяется на томате в условиях теплиц [10] благодаря насекомым-переносчикам.

Новые возбудители мокрой гнили корня и плодов, водянистой гнили стебля — фитопатогенные энтеробактерии Pectobacterium carotovorum subsp. brasiliense, Р. wasabiae, Dickeya dianthicola, D. dadantii и D. solani уже присутствуют в РФ на картофеле и овощных культурах. Для этих видов характерно заражение насекомыми, через поливную воду, почву либо тепличный субстрат [11]. Их распространение было тесно связано с импортом овощной продукции и семенного картофеля из стран субтропического климата в 2009-2015 гг.

Возбудитель бактериального рака томата — Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, хотя и входит в число карантинных объектов, ограниченно распространенных в Европейском Союзе (А2) [12], встречается во всех основных зонах выращивания томата в РФ, в первую очередь, благодаря семенной инфекции. В последние годы обнаружено, что картофельная раса этого патогена способна поражать томат, картофель, а также, в незначительной степени перец сладкий. Родственный патоген — Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus (возбудитель кольцевой гнили картофеля), также способен поражать томат в теплицах, и учитывая широкое распространение и соседство участков под картофелем с тепличными комбинатами, они могут взаимно служить источниками заражения друг для друга [11].

Число видов вирусов, поражающих наиболее важные культуры в закрытом грунте, исчисляется десятками. Теоретически инструментальными методами возможно определять все присутствующие в растении вирусы, но по экономическим причинам, сейчас проводят ПЦР или иммунологический анализ только для наиболее вредоносных видов.

На проявление симптомов, динамику развития и вредоносность вирусных болезней влияет комплекс факторов: возраст растений, их генетические особенности и, особенно, условия выращивания (диапазон температур). Наличие других вирусов в растении может полностью изменить симптомы болезни и усилить их вредоносность во много раз. Необходимо учитывать и то, что несмотря на видоспецифичные названия вирусов, они способны заражать многие виды растений различных семейств, нередко развиваясь в них без проявления внешних симптомов болезни (т.н. латентное заражение) [13].

Симптомы разных вирусных болезней часто сходны, и трудность их визуальной диагностики связана с тем, что они напоминают симптомы бактериальных, фитоплазменных заболеваний или физиологических нарушений. Предварительный диагноз обязательно подтверждается инструментальными методами, например, методом ПЦР (полимеразная цепная реакция) или ИФА (иммуноферментный анализ).

Среди вирусов с максимальным потенциальным риском — бегомовирус желтой курчавости листьев томата (Tomato yellow leaf curl begomovirus — TYLCV). Главным растением-хозяином вируса является томат и другие пасленовые, но он также поражает растения семейств тыквенные и бобовые. Вирус переноситься табачной (синоним: хлопковой) белокрылой (лат. Bemisia tabaci). Этот переносчик отмечен в Крыму и на Черноморском побережье РФ. Растения томата, заразившиеся в молодом возрасте, останавливаются в росте и не образуют плодов. Следующие листья хлоротичные, с деформированными пластинками, закрученными вверх краями и искривлениями между жилками [14] (рис. 2).

Другой опасный вирус, недавно проникший в тепличные хозяйства Северной Европы — потивирус желтой мозаики цукини (Zucchini yellow mosaic virus, ZYMV) [14]. Он вызывает симптомы резкой мозаики; иногда с симптомами шнуровидности. Заражение на ранних стадиях вегетации может вызывать задержку в развитии растений (карликовость), неравномерную окраску и уродливость плодов, переноситься неперсистентным способом несколькими видами тлей и механическим путем. Особенностью групп Бегомо- и Поти-вирусов является быстрая адаптация к новым растениям-хозяевам.

Среди наиболее опасных возбудителей защищенного грунта — вирус обыкновенной мозаики огурца (Cucumber mosaic virus (CMV)), или ВОМ- 1, вирус зеленой крапчатой мозаики огурца (Cucumber green mottle mosaic tobamovirus (CGMMV)), или ВОМ-2, и вирус мозаики пепино на томате (Pepino mosaic potexvirus, или PepMV) [З, 11]. CMV способен поражать более 775 видов растений. В теплицах вирус встречается практически повсеместно, попадает туда с переносчиками или с сорняками. Есть сведения об обнаружении вируса в семенах огурца, хотя патоген переносится в основном тлями и другими сосущими вредителями. 

Вирус CGMMV поражает растения в теплицах, вредоносность максимальна при заражении молодых растений, завязавшиеся зеленцы становятся крапчатыми, невкусными, иногда и с горьковатым привкусом. Источники инфекции обычно семена, растительные остатки и почва, отмечено распространение патогена с поливным раствором [11]. PepMV был зарегистрирован в России в 2012 г., хотя, возможно, первые очаги встречались еще в 2007-2008 гг. [1 1, 15]. Источником вируса стали, скорее всего, семена томата. Переносчиками вируса могут быть шмели, клопы-слепняки, тли и четырехногие клещи, но чаще — персонал в процессе ухода за растениями.

Бронзовость, или пятнистое увядание томата (Tomato spotted wilt virus (TSWV)) распространено практически повсеместно. В зимних теплицах заболевание встречалось редко, но в последнее время его ежегодно отмечают на томате на юге России. В 2012 г. вирус был обнаружен в теплицах Подмосковья [1 5].

В России климатические условия всегда служили важным фактором снижения вредоносности вирусных и бактериальных болезней растений. Популяции большинства фитопатогеннных бактерий и вирусов в агроценозах, переносчиках и многолетних растениях резко снижались в зимний период, и их медленное восстановление весной и в начале лета приводило к низкой пораженности рано созревающих сортов различных культур, а при неблагоприятных условиях заболевания не проявлялись вообще. Распространение тепличных комбинатов с гидропонной технологией привело к появлению круглогодично работающих потенциальных очагов вирусного и бактериального заражения для многих теплолюбивых патогенов и их переносчиков, потому что ни дренажные стоки, ни растительные отходы производства обычно не обеззараживаются. Следует вести постоянно работу по мониторингу и предотвращать распространение новых фитопатогенов в предприятиях защищенного грунта. Из-за особенностей этих возбудителей, профилактические мероприятия и использование устойчивых сортов являются практически единственными действенными мерами снижения потерь урожая.

Полный список.

Подготовлено по материалам, опубликованным в журнале «Картофель и овощи» (2019 г., №4).