Бактериальные болезни картофеля: диагностика и меры борьбы

Специалисты выделяют три основных бактериальных заболевания картофеля: черную ножку стеблей, кольцевую гниль и бурый слизистый бактериоз, которые характеризуются широкой распространенностью и высокой вредоносностью в мире. 

Черная ножка стеблей (мягкая или мокрая гниль клубней) картофеля широко распространена и характеризуется постоянно высокой вредоносностью на территории Российской Федерации, что позволяет нам относить это заболевание к числу наиболее опасных бактериозов растений. Недобор урожая от данной болезни в России может колебаться в пределах от 1-2 до 50-70%. На Северо-Западе наблюдают до 20-30% гибели клубней и всходов от бактериоза даже в семеноводческих хозяйствах.

Известны две формы проявления этого бактериоза: черная ножка стеблей растений и мягкая (мокрая) гниль посадочных и хранящихся клубней. Предвсходовое развитие бактериальной клубневой инфекции или раннее послевсходовое проявление симптомов черной ножки сопровождается обширным загниванием семенного (материнского) клубня и ведет, как правило, к выпадению растения. Более позднее обнаружение признаков болезни (один или несколько пораженных стеблей в кусте) фиксируют в фазу цветения. Это заболевание вызывают бактерии Erwinia carotovora (ЕС) (синоним рода: Pectobacterium), у которых имеются две разновидности Erwinia carotovora subsp. atroseptica (ЕСА) и E. carotovora subsp. сarotovora (ЕСС).

При выяснении вредоносности черной ножки в период вегетации (особенно в фазу всходов) необходимо правильно осуществлять учет, что является крайне трудоемким мероприятием. При уточнении процента сгнившего семенного материала в поле на каждой из выбранных по инструкциям ступенчато на делянках поля картофеля берут по 2 близлежащие борозды (длиной 14,3 м), тщательно анализируют почвенный уровень, где располагаются клубни. Подсчет гнилых и здоровых клубней, появившихся всходов (больных и непораженных) покажет специалисту как достоверную картину по мягкой гнили клубней, так и четко определит настоящую запланированную агрономом хозяйства густоту посадки клубней на гектар. Для подсчета последнего показателя полученную величину на делянке умножают на 50. Нередко именно отсутствие проверки пораженности семенного материала в указанный период приводит к заниженным результатам фитопатологического полевого анализа на бактериальные болезни картофеля. Во время 2-3-кратного клубневого послеуборочного анализа необходимо разрезать сравнительно большое количество дорогостоящего семенного материала, не каждое хозяйство может согласиться с такими затратами. Поэтому специалисту приходится часто довольствоваться только результатом внешнего осмотра состояния урожая в хранилище.

Кольцевая гниль картофеля (Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus)(CMS) в РФ встречается повсеместно, хотя сведения о потерях урожая от этого бактериоза малочисленны. По разным источникам потери урожая колеблются от 11 до 44,5% и усиливаются в период хранения. Некоторые авторы считают, что потери могут достигать 60-70%. В ряде стран введена сертификация семенного картофеля, предлагающая отбраковку всей партии, если среди 400 проверенных клубней имеется хотя бы один клубень, пораженный CMS. Болезнь поражает листья, стебли, столоны и клубни. Основные формы ее проявления - увядание надземной части растения и гниение клубней. Первые симптомы появляются в период цветения. При посадке сильно инфицированного материала часть клубней сгнивает, а из остальных вырастают растения, на которых первые признаки появляются на листьях в ранние сроки. Поверхность между жилками каждого листа приобретает палево-желтую окраску, что придает листьям крапчатый вид. В патологическом процессе участвуют токсины, продуцируемые этим патогеном.

Бурый слизистый бактериоз (бактериальное увядание или вилт) картофеля (Ralstonia solanacearum) (RS) считают сравнительно новой болезнью картофеля на территории РФ. В 1999 году бактериоз был обнаружен карантинной инспекцией только на площади 0,06 га, засаженной импортным материалом сорта Сантэ. В настоящее время имеются сведения обнаружения бурой гнили специалистами ВНИИКХ и ВНИИФ на Урале, Дальнем Востоке (Хабаровский и Приморский края, Сахалин), Сибири, в Московской, Воронежской, Калининградской областях, Западной и Восточной Сибири, а также в Беларуси, Латвии и Украине. В Хабаровском крае и на Сахалине при благоприятных погодных условиях число увядших растений может достичь 30%, а на Урале урожайность отдельных сортов снижается до 50% (сорта Уральский ранний, Огонек и Приобский). В Краснодарском крае сильно поражался сорт Слава (до 18%), в Калининградской области сорта Изора, Темп, Невский. В Екатеринбургской области на полях Уральского СХИ на сортах Изора и Невский пораженность картофеля составляла 8-10%. Основными его источниками служат инфицированная почва, растительные остатки, сорняки из рода пасленовых. Это типичный почвенный обитатель и встречается как на окультуренных почвах, так и на целинных. Высокая влажность почвы и периоды дождливой погоды (особенно при повышенных температурах) создают благоприятные условия для его развития. Раса 3 патогена RS наиболее опасна в теплую погоду при температуре воздуха 20-24оС.

Особую опасность для производства картофеля (особенно семеноводства этой культуры) представляют случаи бессимптомного развития указанных бактериозов, так как внешне здоровые клубни несут запас скрытой (латентной) инфекции и представляют собой угрозу урожаю следующего года, поэтому очень важно уметь выявлять ее в зараженном материале.

Диагностика бактериозов картофеля

Существует много различных методов и их модификаций по идентификации возбудителя бурой гнили: визуальный, микробиологический, ферментативные тесты, из которых наиболее быстрыми являются иммунофлуоресцентная микроскопия (ИФМ), иммуноферментный анализ (ИФА) и полимеразная цепная реакция (ПЦР). Иммунофлуоресцентный метод, на наш взгляд, наиболее удобен и эффективен при диагностике штаммового разнообразия патогенов в чистой культуре (например, ЕС). Технология применения ИФА позволяет выявлять в растительном материале картофеля бактерии черной ножки при концентрации 103-104 клеток. Интересные результаты получены Беловым Г.Л. и Варицевым Ю.А. (НИИКХ), которые разработали технологические диагностические системы для получения и применения моно- и полиштаммовых сывороток (с высокими титрами) к черной ножке и кольцевой гнили в семенном материале (на базе ряда штаммов бактерий ЕС и CMS, полученных из Коллекции фитопатогенных бактерий ВИЗР). Эти методы позволяют выявлять 8 серотипов патогена черной ножки ЕСА при чувствительности 103-104 клеток/мл, а штамм CMS – на уровне 105-106. Эти исследователи диагностировали указанные патогены при тестировании листьев и стеблей нижнего яруса (фаза бутонизации) и в послеуборочных клубнях. Благодаря подбору составов специальных праймеров и отработке методики для проведения ПЦР авторы выявляли бактерии патогена кольцевой гнили при плотности 102-103 кл/мл, что может получить дальнейшее развитие в картофелеводстве при оценке скрытой инфекции этого вредоносного бактериоза.

Защита картофеля от бактериозов включает в себя целый перечень приемов, необходимых для проведения перед посевом и во время вегетации, уборки и хранения урожая. Даже простое озеленение клубней перед посадкой снижает пораженность клубней черной ножкой почти вдвое. Но основными приемами снижения вредоносности от бактериозов картофеля являются использование устойчивых сортов и обработка клубней и растений перед посадкой и во время вегетации препаратами, характеризующимися бактерицидными свойствами. Оценка восприимчивости сортообразцов может складываться из совокупности устойчивости клубней и стеблей (лабораторный анализ), полевой проверки на искусственном (предпосадочное заражение клубней) и естественном фоне, когда картофель возделывают как монокультуру.

Как видно из таблицы 1, по комплексной проверке устойчивости к черной ножке (по клубням и стеблям) перечисленные сорта можно распределить на группы: с повышенной устойчивостью - сорта Петербургский, Свитанок Киевский, с относительной устойчивостью - Зарево, Елизавета, Чародей, среднеустойчивые - Детскосельский, Невский, Никольский, Пушкинец, Рождественский, Санте, неустойчивые - Лизетта, Луговской, Мира, Спекула, Темп. Выявлено, что при оценке устойчивости к мягким гнилям на естественном фоне опытного поля к относительно устойчивым сортам условно отнесены Чародей, Лига, Добрыня, Память Осиповой, к среднеустойчивым - Скарб, Брянский ранний, Журавинка, Виктория, Криница, Аврора, Радонежский, к восприимчивым - Бригантина, Одиссей, Дина, а на искусственном фоне (черная ножка) сорта Память Осиповой, Чародей и Радонежский проявили относительно высокую устойчивость, Сударыня и Холмогорский - низкую. Проверка устойчивости к патогену черной ножки (путем предпосадочной инокуляции) районированных в Ленинградской области сортов Наяда, Холмогорский и Загадка Питера (таблица 2) показала, что в полевых условиях наименее восприимчивым проявляет себя сорт Наяда, характеризующийся также и высокой нематодоустойчивостью. Сорт Холмогорский (нематодоустойчивый) показывает низкую устойчивость к черной ножке как при поражении кустов (всходы, бутонизация), так и на клубнях.

При полевом анализе устойчивости картофеля (предпосадочное заражение) к черной ножке 11 наиболее перспективных для Ленинградской области сортов менее восприимчивыми показали сорта Чародей, Петербургский, Наяда, Елизавета), более - Луговской, Рождественский) (2001-2002 гг.).

В полевых испытаниях (мелкоделяночные опыты, искусственная предпосадочная инокуляция) перспективный для условий Ленинградской области сорт Белогорский оказался среднеустойчив к возбудителю черной ножки. Так, количество выпадов и пораженных растений в период всходов составило 30% (по сравнению с 25% у сорта Невский); в фазу цветения отмечена гибель больных растений (предыдущий учет) и 10% пораженных кустов (дополнительно). В период уборки количество растений (с учетом кустов фазы цветения) с мягкой гнилью клубней составило 30% (35% у сорта Невский).

Определено также, что при проверке устойчивости к этому возбудителю (полевые условия, предпосадочное заражение) перспективные для Ленинградской области сорта Вдохновение (Россия), Архидея (Беларусь) и Латона (Голландия) следует считать высоковосприимчивыми, сорт Снегурочка - среднеустойчивым; в лабораторных условиях (проверка по стеблям) все указанные сорта проявили среднюю устойчивость к данному патогену.

При лабораторно-вегетационной оценке стеблей (2008-2009 гг.) к сортам с повышенной устойчивостью к черной ножке отнесены Радонежский, Лига, Ладожский и Рябинушка, к относительно устойчивым – Аврора, Криница, Нептун, Сударыня, к средневосприимчивым - Белогорский, Добрыня, Журавинка.

Если возбудители черной ножки и кольцевой гнили при соблюдении всех приемов уничтожения растительных остатков картофеля не способны к длительному выживанию к почве, то бактерии бурой гнили являются типично почвенными микроорганизмами. В связи с этим, для борьбы с патогеном RS одинаково важны и обязательны оба приема – подбор устойчивых к нему сортов и предпосадочное протравливание клубней, которое необходимо для подавления почвенной инфекции во время прорастания клубней.

По мнению ведущих фитобактериологов ВНИИФ и ВЦКР, относительно устойчивыми к RS являются сорта Гатчинский, Волжанин, Колпашевский, Резерв, Седов, Уральский ранний. Нами осуществлена оценка устойчивости растений (стебли, в тепличных условиях, искусственное заражение) 13 сортов картофеля к возбудителю бурой гнили. Меньшая восприимчивость отмечена у сортов Елизавета, Петербургский, Чародей. Снегирь, Жаворонок, большая и средняя устойчивость – у сортов Сказка, Детскосельский, Свитанок Киевский, Невский, Пушкинец, низкая устойчивость – у сортов Рождественский, Лизетта, Луговской, Мира. К сожалению, потеря патогенности штаммами бурой гнили часто не позволяет вести оценку сортимента картофеля к указанному возбудителю бактериоза.

При полевой оценке 10 сортов картофеля к возбудителю кольцевой гнили относительно устойчивыми признаны Наяда, Снегирь, Зарево, Чародей, Петербургский, Елизавета. Отмечена интересная закономерность: восприимчивость стеблей растений картофеля (лабораторные условия) к возбудителю черной ножки при его низкой концентрации усиливается при совместной инфекции этого патогена с возбудителем кольцевой гнили.

Развитие возбудителей бактериозов картофеля происходит внутри клубней в сосудистых пучках, что затрудняет их дезинфекцию.

В числе препаратов, действующих на возбудителей бактериозов, можно назвать фунгицид ТМТД, биопрепарат планриз, японский синтетический антибиотик касумин, отечественные синтетические препараты катапол и катазар; по мнению ряда специалистов, более эффективна обработка клубней препаратами на основе живых культур бактерий P. fluorescens, P. putida, B. subtilis.

В 1980-х годах против черной ножки картофеля успешно прошел лабораторную и производственную проверку немедицинский антибиотик сельскохозяйственного назначения фитобактериомицин - продукт жизнедеятельности почвенного актиномицета. Позднее, в 1999 г., испытания, проведенные во ВНИИ фитопатологии на картофеле с препаратом Фитолавин-300, созданном на основе фитобактериомицина (продуцент Streptomyces griseus), показали его активность против черной ножки, а также фитофтороза и антракноза. Опыт его применения в Краснодарском крае (Калининский район) в период вегетации до смыкания ботвы позволил получить прибавку урожая 30-35 ц/га. Высокие результаты получены также у практиков и в Астраханской области (на полях ЗАО «Фирма «Глория», начальник НПО ЗР Ампилова Н.Г.), где мероприятия против возбудителей болезней начинали с обработки клубней методом обмакивания в 0,2%-й раствор Фитолавина либо их опрыскиванием, в последующем проводили также 2-кратные опрыскивания в период вегетации (до смыкания ботвы).

Таблица 1 Оценка районированных и перспективных для Северо-Запада России сортов картофеля, устойчивых к черной ножке

Примечание. Скороспелость: р -ранний, ср-среднеранний, сс-среднеспелый, сп-среднепоздний, п-поздний. Поражение клубней: 0 - абсолютная устойчивость, I -повышенная устойчивость, II - относительная устойчивость, III - средняя устойчивость, IV-слабая. Поражение стеблей: О - отсутствие заражения, I - слабое заражение, II - среднее, III - сильное. Группа устойчивости сортов: О - абсолютно устойчивые, I - повышенно устойчивые, II - относительно устойчивые, III-среднеустойчивые, IV - неустойчивые.

Таблица 2. Поражение клубней и растений картофеля патогеном черной ножки во время вегетации (инокуляция перед посадкой), 2006 г.