Фитофтороз

Фитофтороз — это заболевание растений, вызываемое оомицетами рода Phytophthora (от др.-греч. φυτόν — «растение» и φθορά — «разрушение»). В широком смысле термин обозначает группу болезней, поражающих преимущественно паслёновые культуры (картофель, томаты, перец, баклажаны), а также ряд других растений (земляника, гречиха, какао-деревья). Фитофтороз считается одним из наиболее экономически значимых заболеваний в мировом сельском хозяйстве, способным приводить к массовой гибели урожая. Возбудители фитофтороза не являются грибами в строгом смысле (относятся к типу Оомицеты, классу Peronosporomycetes), но исторически и в агрономической практике их часто называют грибоподобными организмами.

История изучения

Первое документальное описание массового поражения картофеля, которое впоследствии было идентифицировано как фитофтороз, относится к 1840-м годам в Европе. В 1845—1849 годах эпидемия фитофтороза стала основной причиной Великого голода в Ирландии, когда погибло до 90 % урожая картофеля, что привело к гибели около 1 миллиона человек и массовой эмиграции. Возбудитель — Phytophthora infestans — был впервые описан немецким микологом Генрихом Антоном де Бари в 1861 году. Он же установил паразитическую природу заболевания и доказал, что оомицет является причиной, а не следствием гниения.

В XX веке с развитием селекции и химической защиты удалось частично сдерживать фитофтороз, однако появление в 1980-х годах новых, более агрессивных штаммов (в частности, генотипа A2) привело к усилению эпидемий. В России фитофтороз является одним из самых распространённых заболеваний в частных и промышленных посадках паслёновых, особенно в регионах с умеренным и влажным климатом (Нечерноземье, Дальний Восток, Северо-Запад).

Возбудители и их характеристика

Род Phytophthora насчитывает более 100 видов, но наиболее значимыми для сельского хозяйства являются:

• Phytophthora infestans — возбудитель фитофтороза картофеля и томатов. Вызывает фитофторозную гниль клубней и ботвы, а также «бурую гниль» плодов томатов.
• Phytophthora capsici — поражает перец, баклажаны, кабачки, тыкву.
• Phytophthora nicotianae — поражает табак, томаты, цитрусовые.
• Phytophthora cinnamomi — вызывает корневую гниль у многих древесных и кустарниковых растений (в том числе в субтропических регионах).

Особенности биологии

Оомицеты рода Phytophthora имеют следующие ключевые характеристики:

• Мицелий — бесцветный, многоклеточный, развивается внутри тканей растения-хозяина.
• Зооспоры — подвижные споры с двумя жгутиками, распространяющиеся в воде (капельно-жидкой влаге). Именно зооспоры являются основной инфекционной единицей.
• Ооспоры — покоящиеся споры, образующиеся в результате полового процесса. Могут сохраняться в почве и растительных остатках до 5–7 лет.
• Споры прорастают при температуре от +3 до +30 °C (оптимум +18…+22 °C) и высокой влажности (относительная влажность воздуха выше 75 %).

Симптомы и течение болезни

Фитофтороз поражает все надземные и подземные части растения. Симптомы варьируются в зависимости от вида возбудителя и культуры, но наиболее типичны для Phytophthora infestans:

На картофеле

• Листья: на нижних листьях появляются бурые или тёмно-коричневые пятна, часто с бледно-зелёной каймой. В сырую погоду на нижней стороне листа образуется белый налёт — спорангиеносцы с зооспорангиями. Пятна быстро увеличиваются, листья чернеют и засыхают.
• Стебли: на стеблях и черешках появляются тёмные полосы и пятна, стебли становятся ломкими.
• Клубни: на поверхности клубней образуются вдавленные тёмные пятна, под которыми ткань становится бурой, губчатой. При хранении гниль прогрессирует, клубни загнивают, издавая неприятный запах.

На томатах

• Листья и стебли: аналогично картофелю — бурые пятна, белый налёт, засыхание.
• Плоды: на зелёных и красных плодах появляются твёрдые бурые пятна, которые быстро увеличиваются, плод размягчается и загнивает. Поражённые плоды часто опадают.

На других культурах

• На перце и баклажанах — тёмные водянистые пятна на плодах, увядание листьев.
• На землянике — бурая гниль ягод, корневая гниль.

Условия развития и эпидемиология

Фитофтороз является типичным «болезнью влажного года». Эпидемии возникают при сочетании следующих факторов:

• Высокая влажность (дожди, туманы, обильные росы) — необходима для образования зооспор и их распространения.
• Умеренные температуры (+15…+22 °C) — оптимальны для прорастания спор и развития мицелия. При температуре выше +30 °C развитие приостанавливается.
• Засорённость почвы — ооспоры сохраняются в растительных остатках и почве.
• Густая посадка — затрудняет проветривание, создаёт микроклимат с высокой влажностью.
• Наличие восприимчивых сортов — большинство старых и популярных сортов картофеля и томатов не имеют устойчивости.

Первичное заражение происходит из почвы (ооспоры) или с заражённых клубней (на картофеле). Вторичное заражение — зооспорами, которые переносятся ветром, дождём, насекомыми, с каплями воды при поливе. Инкубационный период составляет 3–5 дней при благоприятных условиях.

Методы борьбы и профилактики

Борьба с фитофторозом комплексная и включает агротехнические, химические, биологические и селекционные меры.

Агротехнические методы

• Севооборот — возвращение паслёновых на прежнее место не ранее чем через 3–4 года.
• Пространственная изоляция — посадки картофеля и томатов не должны располагаться рядом.
• Предпосадочная обработка — протравливание клубней картофеля фунгицидами (например, препаратами на основе манкоцеба, металаксила).
• Окучивание — защищает клубни от попадания спор с ботвы.
• Уборка и уничтожение растительных остатков — сжигание или глубокая заделка ботвы.
• Выбор устойчивых сортов — например, сорта картофеля «Невский», «Луговской», «Чародей» обладают относительной устойчивостью, но полной невосприимчивости нет.

Химические методы

Применяются фунгициды системного и контактного действия. Обработки начинают профилактически, до появления симптомов, и повторяют каждые 7–14 дней в зависимости от погоды.

• Контактные фунгициды: бордоская жидкость (медьсодержащие), хлорокись меди, препараты на основе манкоцеба («Ридомил Голд», «Танос»).
• Системные фунгициды: металаксил, мефеноксам, цимоксанил — проникают внутрь растения, защищают от скрытого заражения.
• Биологические фунгициды: на основе сенной палочки (Bacillus subtilis) или триходермы (Trichoderma harzianum) — менее эффективны, но безопасны для экологии.

Биологические методы

• Использование антагонистических микроорганизмов (например, Trichoderma spp.), которые подавляют развитие Phytophthora в почве.
• Применение индукторов устойчивости (например, препараты на основе салициловой кислоты) — повышают собственный иммунитет растений.

Карантинные меры

В России фитофтороз не является карантинным объектом, но ввоз заражённых клубней из эпидемически неблагополучных регионов может быть ограничен. В некоторых странах (например, в Австралии) Phytophthora cinnamomi внесён в список карантинных организмов.

Экономическое значение

Фитофтороз наносит огромный экономический ущерб. По данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), ежегодные потери картофеля от фитофтороза в мире составляют около 15–20 % урожая, а в эпидемические годы — до 50–70 %. В России потери в отдельные годы достигают 30–40 % урожая картофеля в частном секторе. Кроме того, заболевание требует значительных затрат на фунгициды (до 10–15 обработок за сезон) и снижает лёжкость клубней при хранении.

Интересные факты

• Phytophthora infestans стал первым патогеном, для которого было доказано, что заболевание вызывается микроорганизмом, а не «миазмами» или «порчей воздуха» (работа де Бари, 1861).
• В 2009 году международная группа учёных расшифровала геном Phytophthora infestans. Он оказался одним из самых больших среди оомицетов (около 240 млн пар оснований) и содержит множество генов, отвечающих за подавление иммунитета растений.
• В Ирландии в память о Великом голоде установлены памятники жертвам фитофтороза, а само заболевание стало символом уязвимости монокультурного земледелия.
• Некоторые виды Phytophthora (например, Phytophthora ramorum) вызывают «внезапную гибель дуба» в США и Европе, что привело к гибели миллионов деревьев.

Источники

• Агроатлас. Фитофтороз картофеля и томатов. — 2020.
• Попкова К. В. Общая фитопатология. — М.: Колос, 2005.
• Дьяков Ю. Т. Оомицеты: биология, экология, эволюция. — М.: URSS, 2012.
• Fry W. E. Phytophthora infestans: the plant (and R gene) destroyer // Molecular Plant Pathology. — 2008. — Vol. 9, No. 3. — P. 385–402.
• ФАО. The impact of Phytophthora infestans on global food security. — 2019.