Борьба с нематодой в защищенном грунте

Текст: П. Л. Емелин, канд. с.-х. наук, ст. науч. сотр.; С. В. Лычагина, канд. биол. наук, ст. науч. сотр.; А. А. Шестеперов, докт. биол. наук, проф., ФГБНУ «Всероссийский НИИ фундаментальной и прикладной паразитологии животных и растений им. К. И. Скрябина»

Основа современной концепции защиты растений в условиях закрытого грунта — фитосанитарная оптимизация агроэкосистем, которая строится на широком использовании устойчивых сортов, постоянном мониторинге, активизации механизмов саморегуляции, повышении плотности энтомофагов и микробов-антагонистов в агроценозах. 

Биологический метод использования полезных насекомых в борьбе с различными вредителями уже доказал свою эффективность и активно применяется во многих российских теплицах. Однако существуют и другие способы противодействия патогенным организмам, один из которых заключается в создании искусственных растительных сообществ из видов культур, подавляющих или снижающих численность вредителей.

ТЕПЛИЧНЫЕ УСЛОВИЯ

К числу наиболее опасных патогенов относятся фитогельминты — паразитические нематоды. Они не только снижают объемы урожая ряда важнейших сельскохозяйственных культур, но и существенно ухудшают его качество. Данные организмы представляют собой группу почвенных патогенов, вредоносность которых проявляется сильнее всего в условиях интенсивного земледелия и, что особенно важно, при его специализации.

В агрофитоценозах наблюдаются практически те же формы взаимоотношений между растениями и патогенными организмами, что и в фитоценозах в природе.В защищенном грунте сконструирована экосистема, в которой, с одной стороны, на 99 процентов преобладают культивируемые растения с небольшим присутствием отдельных сорняков, с другой — соседствуют как полезные организмы, так и вредные, в том числе галловые нематоды. Восприимчивые к ним культуры своими прижизненными активными выделениями в ризосферу, например корневыми диффузатами и углекислым газом, привлекают личинок паразитов. Те проникают в молодые корни, паразитируют в них и вызывают развитие мелойдогиноза. Данное заболевание, вызываемое корневыми фитогельминтами, поражает многие сельскохозяйственные культуры и распространено в основном в районах с жарким и теплым климатом, а также в защищенном грунте, и чаще всего именно в грунтовых теплицах.

ФАЗЫ РАЗВИТИЯ

В нашей стране регистрируются четыре вида галловых нематод: северная Meloidogynehapla, южная M. incognita, яванская M. javanicaи арахисовая, или песчаная, М. arenaria. Данные паразиты обладают ярко выраженным половым диморфизмом: самки неподвижные, имеют вид белых опалесцирующих зернышек широкогрушевидной или шаровидной формы, а самцы бесцветные, подвижные, червеобразные. При достижении половозрелости самки выделяют из полового отверстия желатинообразное вещество, в которое откладывают от 100 до 3000 яиц, образуя так называемый яйцевой мешок, или оотеку. Из нее выходят инвазионные личинки второго возраста, которые при отсутствии растения-хозяина способны сохранять патогенность в течение 2–12 месяцев. Цикл развития фитогельминта зависит от температуры окружающей среды. Характерными особенностями галловых нематод являются высокая плодовитость, способность размножаться партеногенетически и противостоять неблагоприятным факторам среды. В зависимости от вида нематоды, растения-хозяина и температуры за год могут развиться от 2 до 13 поколений этих вредителей.

Пораженным мелойдогинозом корням свойственны новообразования в виде вздутий-галлов, величина которых может варьироваться от миллиметра до нескольких сантиметров. В зараженном растении происходит закупорка проводящих сосудов корней, в связи с чем наблюдается их увядание в дневное время. Очаги мелойдогиноза можно обнаружить по отставанию растительного организма в росте, хлоротичности его надземных частей, по признакам дефицита минеральных элементов и воды. В момент внедрения мелойдогины повреждают ткани корня, создавая благоприятные условия для проникновения других фитопатогенных грибов и бактерий. Комплексное заболевание ускоряет и усугубляет течение основной болезни, корни загнивают и разрушаются, что ведет к гибели растения.

МОНИТОРИНГ И ОЦЕНКА

В агрофитоценотический метод борьбы с фитогельминтами, заключающийся в создании искусственных растительных сообществ, входят приемы, позволяющие использовать биологические, физиологические и биохимические особенности определенных видов растений или их органов, продуктов их жизнедеятельности и ризосферной микрофлоры, а также микрофауны для снижения плотности популяций фитогельминтов в субстрате путем замедления их развития или гибели.

Особенность агрофитоценотической борьбы с галловыми нематодами в защищенном грунте связана с тем, что в тепличных условиях практически отсутствуют естественные враги и другие природные лимитирующие факторы развития этих паразитов. Бессменная культура восприимчивых растений, длительный культивационный период, доходящий до 10 месяцев, без замены грунтов, оптимальная температура и влажность почвы обычно приводят к массовому развитию мелойдогиноза. Впоследствии заболевание становится одним из важных факторов снижения урожайности и качества тепличной продукции. Для контроля развития процесса при мелойдогинозе и обеспечения требуемой помощи в борьбе с галловыми нематодами необходим систематический сбор информации о качестве посадочного материала, состоянии грунтов и субстратов. Для этого нужна система мониторинга, позволяющая оценивать фитогельминтологическую ситуацию на производстве и предусматривать возможные в ней изменения.

ВОСПРИИМЧИВЫЕ РАСТЕНИЯ

Культурообороты тепличного производства обычно подразделяют на зимне-весенние, весенне-летние, осенние, переходные, продленные и поточные. В каждом имеется ведущая культура: огурец, томат, лук, зеленные овощные культуры, рассада и другие. Самый продолжительный по длительности выращивания одной группы растений культурооборот — продленный. В данном случае при наличии восприимчивых культур галловая нематода способна развить наибольшее количество поколений при одних и тех же условиях, что способствует накоплению инвазии в почве. Например, высадка огурца в данном обороте практически всегда гарантирует сохранение возможности заражения даже при наличии мелких локальных очагов, что впоследствии может привести к увеличению площади распространения заболевания. Также установлено, что выращивание восприимчивых сортов томата и перца в весенне-летних, осенних и переходных оборотах поддерживает развитие мелойдогиноза, но в меньшей степени по сравнению с культивированием огурцов, на которых данное заболевание особо прогрессирует.

Табл. 1. Фитогельминтологическая оценка овощных культурооборотов

При разработке культурооборота в очаге галловых нематод необходимо учитывать некоторые приемы: дезинфекция между высадками почвогрунтов, дезинвазия нематицидами или пропаривание; использование устойчивых к мелойдогинозу сортов и гибридов томата, перца. Не менее важно чередовать культуры с разной степенью стойкости для максимального снижения численности галловых нематод в почве, а также включать враждебные и «ловчие» виды растений. Следует проводить с помощью биотеста проверку сортов и видов, которые планируется включить в оборот, на восприимчивость к расам и видам галловых нематод, распространенным в конкретной теплице или блоке.

Табл. 2. Эффективность применения в качестве ловчих разных видов растений

* Посев проводили 10 семенами

СНИЗИТЬ ЧИСЛЕННОСТЬ

В целях изучения эффективности привлечения галловых нематод разными видами растений специалистами ФГБНУ «Всероссийский НИИ фундаментальной и прикладной паразитологии животных и растений им. К. И. Скрябина» было заложено несколько опытов. В рамках первого исследования создали искусственный инвазионный фон, по нагрузке приближенный к естественному, что соответствует примерно 200 яиц и личинок паразита на 100 г субстрата. Посев проводили намоченными в хелатном микроудобрении семенами огурца, томата, тыквы, сои, черных бобов, укропа, гороха и салата. Через 32 дня оценивалось развитие мелойдогиноза с подсчетом числа галлов, а результативность обнаружения нематод проверялась вороночным методом. По итогам опыта точность данного способа составила порядка 22 процентов от наличия инвазионных личинок и яиц в субстрате, а эффективность ловчих культур зависела от их восприимчивости и соответствовала 11–53 процентам.

В ходе следующего производственного эксперимента в качестве ловчего растения на посевах огурца была выбрана соя как отвечающая установленным критериям и наиболее доступная культура. Исследование проводили в двух теплицах, имевших большую площадь распространения очагов мелойдогиноза на предшествующей культуре огурца — 59 и 60 процентов, при этом инвазионный фон составлял 7–340 личинок галловых нематод на 25 г субстрата. На других вариантах опыта отдельно и совместно с высевом сои применяли экстракт огурца, полученный из плодов и зеленой массы, в разбавлении 1:20 для стимуляции выхода личинок паразитов из яиц. Запашку ловчей культуры проводили на 17 день от всходов. В качестве контрольной использовалась теплица, где не выращивали сою. Эффективность метода определялась на последующем обороте огурца по урожайности и развитию мелойдогиноза. Результаты опыта показали снижение инвазии галловыми нематодами тепличного грунта при посеве сои и использовании экстракта огурца. Причем внесение в почву последнего перед высадкой ловчей культуры повысило биологическую эффективность метода с 38,4 до 52,5 процента. В отсутствие растений-хозяев экстракт из плодов огурца в концентрации 1:10 и 1:20 снизил численность личинок на 41–58 процентов. Применение технологии ловчих растений в период между культурооборотами способствовало значительному снижению зараженности грунта паразитами — до 31 процента. Это позволило получить дополнительно до 6 кг/кв. м продукции и увеличить урожайность огурца в среднем на 25 процентов.

Табл. 3. Эффективность метода ловчего растения (сои) в борьбе с галловыми нематодами для защиты культуры огурца в производственном опыте

БИТВА С ПАРАЗИТОМ

Специалисты научного учреждения также изучали возможность использования зеленных культур в борьбе с галловыми нематодами. Эти растения обладают рядом качеств, которые можно применять в защитных мероприятиях против патогенов. Среди подобных свойств короткий срок культивирования у редиса и кинзы, что позволяет проводить уборку урожая раньше, чем паразиты успеют завершить развитие; холодостойкость у редиса, петрушки и укропа; наличие в растительных тканях водяного кресса и базилика алкалоидов, эфирных масел и тому подобного, что делает их устойчивыми или даже враждебными, то есть не восприимчивыми к галловым нематодам.

Важнейшим технологическим моментом в методе использования ловчих растений являются наблюдение и подсчет суммы эффективных температур при выращивании культуры, связанной с онтогенезом галловых нематод. Для полного цикла развития самки паразита необходимо 500–600ºС, что соответствует 24–60 дням в зависимости от температуры. Этого периода достаточно для выращивания некоторых зеленных при условии произрастания в диапазоне 15±3ºС. В ходе проведения опыта быстросозревающие культуры, то есть редис и кинзу, убирали с недоразвитыми самками, тем самым снижая зараженность почвы. Для длительно развивающихся видов применяли разные подходы к решению проблемы получения товарной продукции при сокращении времени вегетации, за которое галловые нематоды, внедрившись в корень, не успевали закончить развитие. В частности, салаты листовых форм выращивали рассадным способом, что позволяло сократить цикл их роста до 25 дней. Посев укропа и петрушки проводили семенами, пророщенными по собственной методике, что убыстряло появление всходов на 16 дней. Данный способ включал замачивание посевного материала в теплой воде на 1–2 ч и последующее интенсивное перемешивание со сменой воды до четырех раз в целях отмывания эфирных масел. Затем семена выдерживали во влажном состоянии и тепле 3–4 дня, после чего по первым признакам проростка осуществляли высев. В результате продукцию получали в сроки, когда галлы на корнях были уже хорошо видны, но самки еще не развились и не начали откладку яиц. В результате проведенных экспериментов удалось установить, что зеленные культуры являются неплохими «ловушками» для фитопаразита.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ПОЛЬЗА

Исследования помогли специалистам установить, что при выращивании непоражаемых зеленных культур, то есть водяного кресса, базилика и зеленого лука, необходимо чередовать их с восприимчивыми растениями для снижения инвазии почв. Возможна также передача сильно зараженных теплиц под выращивание устойчивого к галловым нематодам зеленого лука в качестве монокультуры. При этом целесообразно на такие производственные площадки делать отдельный вход с улицы, чтобы предотвратить антропогенное распространение заболевания.

Выращивание между двумя оборотами огурца в течение месяца водяного кресса, посаженного черенками, позволило в ходе опытов получить срезку зеленной культуры в объеме 0,3 кг/кв. м. Остатки стеблей были запаханы после раздавливания гусеничным трактором. В последующем культурообороте наблюдался нематицидный эффект — снижение зараженности почвы галловой нематодой на 33 процента. При использовании во время эксперимента сока водяного кресса, отжатого из срезанной зеленой массы, в концентрации 1:100 в качестве нематицидного препарата в допосадочной обработке помещения развитие мелойдогиноза на культуре огурца уменьшилось на 22 процента. В теплице без применения водяного кресса поражение заболеванием во втором культурообороте возросло в 14 раз, то есть эффективность использования враждебного водяного кресса составила порядка 90 процентов.

Табл. 4. Результат разных форм применения враждебного растения водяного кресса против галловых нематод

При проведении исследований в блочных теплицах при выращивании томата осуществлялся высев тагетиса по периметру посадочных площадей вдоль конструкций и стоек опор. В наблюдаемых блоках первые признаки поражения растений нематодой проявились на 15 недель позже, чем в тепличных помещениях без подсева тагетисов. Однако впоследствии возникла необходимость ликвидации этой культуры из-за массового поражения паутинным клещом.

РОЛЬ ОЧИСТКИ

Воздействие восприимчивой к галловым нематодам предшествующей культуры несколько нивелируется при использовании в тепличном производстве системы дезинфекции грунтов. Например, после выращивания огурца в очагах мелойдогиноза многократно повышается уровень инвазионной нагрузки почвенного субстрата, что может отрицательно повлиять на урожайность последующего восприимчивого вида, а в особых случаях — даже устойчивого. Однако курс мероприятий, направленных на искоренение почвенной патофауны, снижает инвазионную нагрузку до минимума.

Роль предшественника актуальна для коротких культурооборотов, когда дезинфекция не проводится. В данном случае важно вводить в оборот стойкие к нематодам томаты и перец, а также непоражаемые лук и базилик, которые не поддерживают эпифитотический процесс при мелойдогинозе и даже снижают инвазию субстратов. Некоторые зеленные культуры, к примеру укроп, петрушка и сельдерей, выращиваемые после огурца, обычно поражаются мелойдогинозом в большей степени, чем после томата.

ЭФФЕКТИВНЫЙ МЕТОД

На распространение инфекции в агрофитоценозах оказывают значительное влияние и сорняки, поскольку они являются промежуточными или вторичными хозяевами и резерваторами, а также способствуют поддержанию других эпифитотических процессов при фитогельминтозах и выживанию паразитов, когда культурные растения не обеспечивают их пищей. Поэтому уничтожение сорняков также служит важным приемом агрофитоценотического метода. Следует помнить, что резерваторами для галловых нематод могут быть декоративные и горшечные виды, чье нахождение в пределах культивационной территории недопустимо.

Таким образом, агрофитоценотический метод в системе планирования оборотов позволяет повысить эффективность борьбы с мелойдогинозом и галловыми нематодами. При этом выращивание зеленных растений в качестве ловчих дает возможность тепличному предприятию получить двойную выгоду — осуществить мероприятие по искоренению патогенных организмов и выработать высококачественную продукцию. Технология предполагает гибкость подхода с учетом технических и экономических особенностей той или иной аграрной компании, но основу комплекса мер составляет мониторинг за мелойдогинозом в каждой теплице отдельно и на всей территории предприятия в целом.