Растение-паразит имеет много мутаций и агрессивно распространяется по миру. Для контроля над ним следует применить комплекс мер.
Одним из самых опасных врагов подсолнечника в мире признана заразиха подсолнечниковая. Ежегодно это растение-паразит все больше распространяется в Украине, продвигаясь с юга и востока в другие регионы, поражая ранее устойчивые к ней гибриды и приводит к значительным потерям урожая. Ситуация осложняется еще и тем, что борьба с заразихой — дело сверхсложное. Поэтому за научно-практическим обоснованием реальной перспективы победы над паразитом, мы обратились к директору компании «Евросем» Дмитрию Шацману. «Многие семенные компании спекулируют на этой теме, утверждая, что имеют семена подсолнечника с устойчивостью к 9 и 10 расам заразихи, — отметил он. — На самом деле это — манипуляция». Для того, чтобы выделить мифы и использовать эффективные методы борьбы с заразихой, эксперт рекомендует углубиться в тему.
Паразит-рекордсмен
Заразиха относится к семейству Orobanchaceae, которое насчитывает около 1600 видов. На сегодня заразихой поражено 16 млн гектаров мировых посевов подсолнечника, около 50% мировых урожаев в той или иной форме страдают от его влияния.
Заразиха подсолнечника — это облигатный паразит, который существует только при наличии растения-хозяина. Это травянистое растение лишено хлорофилла и не способно к фотосинтезу, а все питательные вещества оно получает от подсолнечника, паразитируя на корнях растения. Заразиха имеет простой или ветвистый стебель желтоватого или рыжеватого цвета, имеет среднюю высоту до 40 см, но иногда вырастает до 110 см, что зафиксировали специалисты «Евросем».
Каждое растение образует от 30 до 120 цветов и способно сформировать до 300 тыс. семян, что попало в Книгу рекордов Гиннеса, как самое мелкое. При наличии более 2 цветоносов, урожайность подсолнечника начинает существенно снижаться.
В странах СНГ встречается до 20 видов родственников заразихи подсолнечниковой, в Украине — их пять: заразиха конопляная или ветвистая, заразиха подсолнечниковая, заразиха бахчевая (поражает около 70 видов растений, в том числе картофель, томаты, табак, бахчевые культуры), заразиха капустная и заразиха люцерновая.
Почему подсолнечник?
Попадая в почву, семена подсолнечника начинают прорастать и выделять корневые экссудаты, чтобы привлечь арбускулярные грибы к симбиозу (так подсолнечник получает труднодоступные питательные вещества из почвы).
В процессе эволюции заразиха, как и арбускулярные грибы, получила ген, который способен распознавать «сигнал» подсолнечника к прорастанию в направлении корня растения-хозяина.
Подсолнечник выделяет наибольшее количество экссудатов в состоянии «голода», вызванное засухой, дефицитом питательных элементов в почве, в частности, из-за нарушенного севооборота. Такие условия массово наблюдаются на юге и востоке страны, а значит, в тех регионах растения подсолнечника выделяют корневых экссудатов больше, чем обычно.
Дерзкое проникновение
Получив «сигнал» от подсолнечника, заразиха начинает двигать корневую трубку в направлении высокой концентрации экссудатов растения, проникает в корень и прикрепляется на нем. Главным инструментом паратизирования заразихи является видоизмененная корневая система (гаустория). Главная задача этого органа — срастись с корнем подсолнечника, проникнуть в магистрали и установить межсосудистые связи с растением-хозяином.
Проникновение в проводящие ткани срабатывает как пусковой механизм для начала нарастания зародышевой почки и накопления в ней питательных веществ для формирования побега. В пораженных заразихой растений подсолнечника нарушается водный и питательный режим корней и надземной части. Они замедляют рост и развитие, что в свою очередь приводит к значительным потерям урожая подсолнечника.
Последний этап развития заразихи подсолнечниковой — выход побега на поверхность и формирование семян. «Поскольку главный орган заразихи — это гаустория, то проведение междурядной культивации на пораженных паразитом полях, не приводит к уничтожению побегов», — отмечает директор „Евросем“.
Как быстро?
Заразиха захватывает поле за четыре цикла севооборота. На первом — поражены отдельные растения. На втором происходит расширение от очага первичного поражения на 10-15 метров.
На третьем цикле зона вторичного поражения увеличивается до 200-300 метров, хозяйство несет потери урожая — заразиху замечают. Четвертый цикл — это полное поражение поля, при котором экономические потери могут достигать 60-80% от запланированного урожая.
То есть, если подсолнечник является монокультурой, то за четыре года поле будет заражено паразитом. При соблюдении 3-4-польного севооборота это произойдет за значительно более длительный период и только при условии бездействия хозяина.
«Соучастники»-невежды
Главным другом заразихи подсолнечниковой, как ни странно, является человек. Ведь после вызревания семена осыпаются и попадают от материнского растения не дальше, чем за метр. Но благодаря своей электростатичности, семена хорошо прилипают к жаткам и колесам почвообрабатывающей техники и зерновозов, растительных остатков и к семенам подсолнечника. Уборочная техника сыграла особую негативную роль в распространении заразихи. Подтверждением этого является то, что края полей поражены больше, чем середина.
«Вспаханные семена способны сохранять свою всхожесть в почве до 20 лет. Поэтому рекомендация применять глубокую вспашку для контроля заразихи — не эффективна, — подчеркивает Дмитрий — К тому же, семена могут прорастать с любой глубины, растение может формировать цветы и семена под поверхностью почвы». Оптимальными условиями для прорастания семян заразихи является температура почвы 16-25 °С и влажность 70-75%. При температуре ниже 10 °С и выше 35 °С семена не прорастают, а при выше 50 °С — погибают.
Еще один не профессиональный совет касается использования кукурузы как ловушки для семян заразихи. Существует теория, что кукуруза своими корневыми выделениями провоцирует прорастание семян заразихи, но ее проростки погибают, потому что «царица полей» не дает им проникнуть в свой корень. Исследования, которые проводились на протяжении нескольких лет, показали, что эффективность кукурузы как культуры-ловушки к прорастанию заразихи — 2-10%.
Для того, чтобы не занести заразиху от соседа при аренде техники, нужно обязательно мыть колеса и нижние части корпуса. Сбор урожая надо начинать с чистых полей, а пораженные — в последнюю очередь.
Рекомендуется внимательно обследовать края полей, на которых прорастает падалица, выпавшая из зерновозов. Такие семена теряют генетическую ценность, и на них очень хорошо паразитирует заразиха.
«Можно практиковать сев сортов или гибридов подсолнечника второго поколения сплошным посевом с целью провокации прорастания и последующего уничтожения посева. Но не ранее чем через 40 дней после созревания семян заразихи», — советует эксперт.
Для того, чтобы не распространять заразиху с посевным материалом, нужно покупать только сертифицированные семена, ведь они проходят полевое инспектирование и лабораторный анализ. Рекомендуется использовать семена гибридов подсолнечника системы ClearField (Basf).
Идентификация рас
Впервые заразиха появилась на подсолнечнике в конце XIX века, когда началось промышленное производство культуры. Паразит перебрался на масличную культуру с полыни. С тех пор каждые 15-20 лет заразиха мутирует и формирует новую расу, таким образом «отвечая» на появление новых селекционированных сортов и гибридов.
В «нулевых» годах площади, когда поля под подсолнечником начали увеличиваться, а севооборот все чаще нарушаться, заразиха стала угрозой для посевов номер один. «Главная проблема в борьбе с паразитом заключается в том, что мутация рас заразихи происходит локально. То есть, паразит мог преодолеть устойчивость семи рас гибридов в одном регионе, но не преодолел у других гибридов в другом регионе», — объясняет Дмитрий Шацман. В 2019 году специалисты отдела исследований заразихи «Евросем» исследовали 16 локаций, пораженных паразитом, и установили, что в каждой области, на каждом поле заразихи имеют морфологические различия. А значит, их нельзя назвать одной, второй или третьей расой заразихи, потому что они генетически не тождественны.
Иными словами, отбор устойчивых гибридов и доноров устойчивости этих гибридов надо проводить в той зоне, где планируется их производство.
Задача для селекционеров
У подсолнечника бывает устойчивость к заразихе двух видов. Качественная (вертикальная) устойчивость — обычно контролируется одиночными генами. Она не является долговременной, поскольку под влиянием селекции появляются новые виды заразихи, поражающие устойчивые гибриды.
Сложным механизмом является количественная (горизонтальная) устойчивость — она обусловлена несколькими генами и дает долговременный эффект. Гибриды с таким механизмом создать сложнее, поскольку нужно задействовать несколько генов устойчивости от нескольких доноров.
Интересно, что гибридов наделяют различными механизмами устойчивости. Так, устойчивым к расе В гибридам присущи характерные изменения химического состава экссудатов для прорастания семян заразихи; а еще — реакция сверхчувствительности, когда клетки корня подсолнечника в месте контакта с клетками ростка заразихи погибают. Гибридам, устойчивым к расе С, свойственно укрепление клеточной стенки при проникновении ростка заразихи путем поперечного сшивания белков.
Главными донорами генов устойчивости к новым вирулентным расам заразихи (G и H) являются дикие многолетние формы подсолнечника — например, топинамбур. У новых гибридов устойчивость к заразихе проявляется по-другому: внешние клетки корня подсолнечника имеют определенные физиолого-биологические особенности, благодаря которым гаусториальные клетки при проникновении в корень сразу погибают.
В портфолио компании «Евросем» есть два гибрида подсолнечника, устойчивых к 7+ расам заразихи, которые имеют горизонтальную устойчивость: ультраранний ТОР 7+ и устойчивый к засухе АВАЛОН. Кроме того, производитель разработал технологию Sumo под гибрид, который имеет устойчивость к шести расам заразихи.
Бросить все силы
Борьба с заразихой только набирает обороты: для консолидации сил на решение проблемы объединяются ученые и производители из разных стран мира. Исследовано, что паразит имеет локальную мутацию; поэтому главными проблемами являются генетическая идентификация новых рас заразихи и поиск доноров устойчивости.
«Евросем» — единственная компания с украинскими корнями и финансированием, которая присоединилась к международному консорциуму по изучению и борьбе с заразихой. В прошлом году компания исследовала на своих полигонах 300 доноров устойчивости к заразихе и собрала более 100 образцов О. сumana из разных регионов страны, чтобы провести генетические исследования и тепличные испытания. В этом году компания вдвое увеличила количество испытательных полигонов — до 10, и начала полевые исследования различных гибридов.
Ближайшие пять лет «Евросем» планирует активно работать в направлении поиска не только устойчивых гибридов и доноров устойчивости, но и поиска стимуляторов прорастания заразихи синтетических или органических гербицидов, которые смогут уничтожать заразиху.