Соевая ржавчина — это заболевание, поражающее соевые бобы и другие бобовые . Его вызывают два типа грибков : Phakopsora pachyrhizi , широко известный как азиатская соевая ржавчина , и Phakopsora meibomiae , широко известный как соевая ржавчина Нового Света . P. meibomiae — более слабый патоген из двух и, как правило, не вызывает широко распространенных проблем. Заболевание было зарегистрировано в Азии , Австралии , Африке , Южной Америке и Соединенных Штатах.
Соя является одной из важнейших коммерческих культур во всем мире. Азиатская ржавчина сои является основным заболеванием, которое поражает сою. Она вызывает поражения на листьях растений сои и в конечном итоге убивает растения. Заболевание вызвало серьезные потери урожая сои. [1] В районах, где это заболевание распространено, потери урожая могут составлять до 80%. [2] Первые зарегистрированные случаи в Соединенных Штатах произошли в 2004 году. [3] Эта популяция возникла в северной части Южной Америки или на Карибах . [3] Споры, скорее всего, были распространены ураганом Иван . [3] [2] В 2002 году Министерство сельского хозяйства США сообщило о 10-60% потерях урожая в Южной Америке и Африке. [4] В странах, где установлен этот патоген, предполагаемые потери составляют от 10 до 80% в зависимости от инокуляции и условий окружающей среды. [5]
Ржавчина сои вызывается двумя типами грибов, Phakopsora pachyrhizi и Phakopsora meibomiae . [6] Она поражает несколько важных коммерческих растений, однако наиболее заметной является соя. Азиатская ржавчина сои может поражать и размножаться на 90 известных видах растений, 20 из которых встречаются в Соединенных Штатах, таких как соя, сухие бобы , фасоль , горох . Азиатская ржавчина сои также поражает любисток желтый, вику, люпин, зеленую и красную фасоль, а также лимскую и масляную фасоль. [7] бобовые кормовые культуры, такие как клевер и донник, и сорняки, такие как кудзу . [1]
На ранней стадии азиатская ржавчина сои вызывает желтое мозаичное обесцвечивание верхних поверхностей старых листьев. На этой стадии ее обычно трудно идентифицировать, поскольку симптомы относительно невелики и плохо определены. [9]
Позже, по мере того, как болезнь продолжает прогрессировать, листья желтеют, и появляются поражения, в основном на нижней стороне листьев, а иногда на черешках , стеблях или стручках, также может наблюдаться преждевременное опадание листьев. [10] У Phakopsora pachyrhizi на нижней стороне листьев начинают образовываться небольшие коричневые и кирпично-красные пятна, которые начинают превращаться в поражения.
Азиатская ржавчина сои производит два типа поражений. Поражения на более поздней стадии меняют цвет с серого на желтовато-коричневый или красновато-коричневый. Зрелые желтовато-коричневые поражения состоят из небольших пустул, окруженных обесцвеченными некротическими участками. В некротических участках на нижней стороне листа можно обнаружить желтовато-коричневые споры. В случае красновато-коричневых поражений на нижней стороне листа можно обнаружить более крупные красновато-коричневые некротические участки с небольшим количеством пустул и видимыми спорами. Хороший способ отличить азиатскую ржавчину сои от других заболеваний — посмотреть на пустулы, которые она производит. Пустулы ASR обычно не имеют желтого ореола, который типичен для бактериальных пустул. Кроме того, пустулы ASR приподняты и обычно могут быть обнаружены на нижней стороне листа, что отличает их от поражений, вызванных пятнистыми заболеваниями. [9] [11]
Растения сои являются одними из самых известных хозяев ASR и восприимчивы к нему на любой стадии жизненного цикла. Однако симптомы чаще всего обнаруживаются во время или после цветения. [12] Инфекция ASR снижает производство и наполнение стручков. [10]
Азиатская ржавчина сои (ASR) была впервые обнаружена в Азии. [1] С тех пор она была обнаружена во многих странах мира. Например, в Австралии , Китае , Корее , Индии , Японии , Непале , Тайване , Таиланде , Филиппинах , Мозамбике , Нигерии , Руанде , Уганде, Зимбабве , Южной Африке , Бразилии , Аргентине и Парагвае . Это заболевание было впервые обнаружено в Карибском регионе в Пуэрто-Рико в 1976 году [6] и впервые сообщено в континентальной части Соединенных Штатов в 2004 году. [1]
Азиатская ржавчина сои предпочитает влажную и теплую среду. Постоянный период влажности на листьях будет способствовать росту этой болезни, поскольку такая ситуация необходима для прорастания спор. Поэтому, скорее всего, она появится при температуре от 60 до 85 °F (от 16 до 29 °C) и относительной влажности от 75% до 80%. Поэтому ASR является более серьезной проблемой в тропических и субтропических районах Азии, Африки, Австралии и Южной Америки. [1] Он не способен выживать в холодные зимы северных мест обитания. Однако этот патоген может легко распространяться через ветровые и штормовые фронты и может быстро инокулироваться на соевом поле при благоприятных условиях окружающей среды. [2] А азиатской ржавчине сои могут способствовать климатические аномалии, которые вызывают стихийные бедствия с экстремальными осадками, называемые Эль-Ниньо . [13]
Ржавчина сои распространяется спорами, переносимыми ветром, и привела к значительным потерям урожая во многих регионах мира, где выращивают сою. [14] Споры, переносимые ветром, могут перемещаться на большие расстояния и высвобождаются циклами от семи дней до двух недель. Вероятно, что ASR выживет на огромных площадях натурализованного кудзу на юге США и, таким образом, установит постоянное присутствие на континентальной части США. Обычно считается, что болезнь была перенесена из Венесуэлы в Соединенные Штаты ураганом Иван . [ требуется ссылка ]
P. pachyrhizi — облигатный паразит, то есть ему для выживания нужна живая зеленая ткань. По этой причине ASR — это то, что будет заноситься каждый год, поскольку холодные зимы будут оттеснять его. Он может зимовать в южных штатах, если у него есть живой хозяин.
ASR зимует на живых бобовых растениях- хозяевах и спорулирует следующей весной. Он не может выживать на мертвых тканях или остатках урожая. [15]
Дополнительные хозяева могут служить резервуарами для зимовки патогена и позволяют накапливать инокулят в тех средах, где нет отрицательных температур. Патоген хорошо приспособлен к распространению на большие расстояния, поскольку споры могут легко переноситься ветром на большие расстояния в новые регионы, свободные от ржавчины. [14]
Места зимовки ржавчины сои ограничены районами с очень мягкими зимами, такими как побережье залива Флориды, самые южные районы Техаса или Мексика . Ржавчина сои не переживет зиму в северо-центральном регионе, потому что она не может жить и размножаться без зеленой живой ткани. [16]
Споры возбудителя ржавчины сои легко переносятся воздушными потоками и могут переноситься на сотни миль за несколько дней. Погодные условия определят, когда и куда споры переместятся с юга на север.
Споры ржавчины, называемые урединиоспорами , способны проникать в клетки растений напрямую, а не через естественные отверстия или через раны в тканях листьев. Таким образом, заражение происходит относительно быстро: около 9-10 дней от первоначального заражения до следующего цикла производства спор.
Ржавчина — многоцикличное заболевание. После того, как первоначальное заражение установлено, место заражения может производить споры в течение 10–14 дней. Обильное производство спор происходит во время влажных периодов листьев (в виде дождя или росы) продолжительностью не менее 8 часов и при умеренных температурах от 60 до 80 °F (от 16 до 27 °C). [16]
Процесс заражения начинается, когда урединиоспоры прорастают, образуя одну ростковую трубку , которая растет по всей поверхности листа, пока не образуется аппрессорий . Аппрессории образуются над антиклинальными стенками или над центром эпидермальных клеток, но редко над устьицами . Проникновение в эпидермальные клетки происходит путем прямого проникновения через кутикулу аппрессорным штифтом. Когда аппрессории образуются над устьицами, гифы проникают в одну из замыкающих клеток, а не проникают в лист через устьичное отверстие. Эта ржавчина и родственные ей виды уникальны своей способностью напрямую проникать в эпидермис; большинство возбудителей ржавчины проникают в лист через устьичные отверстия и проникают в клетки, оказавшись внутри листа. Прямое проникновение эпидермальных клеток и неспецифическая индукция аппрессорий в процессе заражения P. pachyrhizi могут помочь в понимании широкого круга хозяев патогена и могут иметь последствия для разработки устойчивых сортов. [17]
Uredinia может развиться через 5–8 дней после заражения урединиоспорами. Первые урединиоспоры могут появиться уже через 9 дней после заражения, а спорообразование может продолжаться до 3 недель. Uredinia может развиваться до 4 недель после однократной инокуляции, а вторичные урединии будут возникать на границах первичных инфекций в течение дополнительных 8 недель. Таким образом, от первичной инфекции могут возникнуть пустулы первого поколения, которые поддерживают споруляцию до 15 недель. Даже в сухих условиях эта расширенная способность к споруляции позволяет патогену сохраняться и оставаться угрозой. Если условия для повторного заражения спорадичны в течение сезона, значительный потенциал инокуляции все еще остается от первичной инфекции для повторного возникновения эпидемии. Успешное заражение зависит от наличия влаги на поверхности растений. Для заражения необходимо не менее 6 часов свободной влаги, а максимальное заражение происходит при 10–12 часах свободной влаги. Идеальная температура для заражения — от 15 до 28 °C (от 59 до 82 °F). [17]
Варианты контроля заболеваний ASR ограничены. Ржавчина распространяется облаками спор по всей сельской местности. Культурные практики, такие как междурядья и севообороты, не оказывают большого эффекта. Существуют устойчивые сорта , [18] [19] несущие так называемые гены Rpp . [18] [19] Когда погодные условия и условия заражения болезнями благоприятны, возникновение ASR может быть широко распространенным. Таким образом, меры по исправлению положения — использование фунгицидов в качестве защитных спреев — являются основным эффективным методом контроля заболеваний. [15] [18] [19] Для успешного контроля ржавчину сои необходимо контролировать как можно раньше в период вегетации. [20]
Синтетические фунгициды являются основным вариантом контроля заболеваний для защиты от азиатской ржавчины сои. Стоимость опрыскивания оценивается примерно в 15–20 долларов за акр ; однако, в течение вегетационного периода может потребоваться два или три опрыскивания. Это значительные дополнительные производственные затраты для производителей сои. [15]
Испытания фунгицидов для определения эффективности контроля заболеваний проводились в полевых условиях в Южной Америке и Южной Африке. Эти отчеты доступны в Интернете через интегрированные информационные центры по борьбе с вредителями Министерства сельского хозяйства США. [21] Эти исследовательские испытания формируют основу для рекомендаций по фунгицидам в США
Недавние исследования, проведенные в Университете штата Вашингтон, показывают, что гербицид глифосат может быть эффективен в борьбе с грибком. [ необходима цитата ]
В настоящее время как государственные университеты, так и частная промышленность разрабатывают устойчивые к ржавчине сорта сои. [18] [19]
В некоторых регионах может быть осуществлен выбор озимых покровных культур и кормовых бобовых, поскольку они могут служить растениями-хозяевами. [15] Были идентифицированы гены устойчивости ( Rpp s) [18] [19] и ожидается, что устойчивость хозяина станет эффективным долгосрочным решением для соевой ржавчины в будущем. [18] [19] Пока не появятся устойчивые коммерческие сорта, борьба с ржавчиной зависит от разумного использования фунгицидов. [16] [18] [19]
При отсутствии лечения ржавчина сои приводит к потерям урожая из-за преждевременного опадения листьев, меньшего количества семян в стручке и уменьшению количества заполненных стручков на растении. [14]
{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ){{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )