Вплив фунгіцидів на рівень контролю збудників фузаріозу

719
Вплив фунгіцидів на рівень контролю збудників фузаріозу

Фузаріоз колосу на сьогодні залишається високошкодочинним в Україні, США та інших країнах світу. Сучасні стратегії контролювання хвороби включають впровадження резистентних сортів/гібридів, забезпечення належної сівозміни та використання селективних фунгіцидів.

Важливе значення має й розробка точного прогнозування розвитку хвороби, що може покращити рівень прийняття рішень щодо контролювання фузаріозу колосу та вмісту мікотоксинів. Багаторічними дослідженнями доведено, що інтегрований підхід може бути досить ефективним у зниженні шкодочинності фузаріозу колосу на посівах зернових колосових культур.

Часто вважають, що хвороби рослин викликані одним видом збудника або навіть конкретним штамом. Однак у природі мікроби існують здебільшого у складі складних співтовариств, на що було звернуто увагу ще в часи ван Левенгука у XVI сторіччі. Зазначимо, що більшість лабораторних досліджень зосереджені на окремих штамах мікроорганізмів, вирощених у чистій культурі. Тому на сьогодні ми, фактично, мало знаємо про можливу міжвидову взаємодію і/або взаємодію між різними таксонами патогенних мікробів у природі. У людини і тварин численні інфекції та багато захворювань є результатом багатовидових синергічних взаємодій. Це підвищує складність захворювання, що слід брати до уваги при розробці ефективних заходів контролю. З іншого боку, є лише незначна кількість повідомлень про синергічні патоген-патоген взаємодії при хворобах рослин, механізми взаємодії на сьогодні не відомі. Наприклад, важкі ураження кореневими гнилями пшениці викликаються F. graminearum, F. culmorum, F. poae та F. sporotrichioides, а фузаріозу колосу – комплексом видів, насамперед, Fusarium graminearum. Кореневі гнилі кукурудзи спричиняють F. meridionale та F. boothii, а ураження гнилями коренів і качанів – Trichoderma sp., Penicillium sp., Pyrenochaeta indica, F. moniliforme, F. graminearum та F. oxysporum. Ці приклади синергічних взаємодій збудників хвороб рослин, які призводять до захворювання, можуть виявитися більш поширеними, ніж очікувалося, а розуміння основних механізмів може мати важливі наслідки у галузі епідеміології рослин і боротьби з хворобами.

M. P. McMullen зі співавторами, дослідивши ефективність широкого переліку діючих речовин фунгіцидів, сформулювали у своїй праці такі висновки:

  • фузаріоз колосу є важкою хворобою культурних рослин, яку складно контролювати;
  • одноразова обробка фунгіцидами класу триазолів може призвести до суттєвого зниження вмісту мікотоксинів (DON) і підвищення врожаю;
  • найбільш ефективними були протіоконазол, метконазол, тебуконазол + протіоконазол у фазу цвітіння. Застосування фунгіцидів у більш ранні фази зменшувало рівень контролю фузаріозу колосу;
  • досягнення рівня контролювання фузаріозу колосу в 50–55% та зниження на 40–45% вмісту DON за рахунок впровадження резистентних сортів неможливе. Висновок – контролювання фузаріозу можливе у разі впровадження комплексних систем захисту;
  • застосування фунгіцидів класу стробілуринів для контролю фузаріозу колосу слід уникати з огляду на його низьку ефективність.

Результати широких досліджень Фолікуру (тебуконазол, 38,7%) у 1998–2003 роках засвідчили зниження ураження фузаріозом колосу лише на 39,4% і вмісту мікотоксину DON – на 27,4%. Інші фунгіциди були суттєво менш ефективними у контролюванні хвороби.

Á. Mesterházy, один із провідних фітопатологів світу, резюмував, що на сьогодні відсутні фунгіциди, які дають змогу контролювати збудників фузаріозу з ефективністю на рівні контролю борошнистої роси чи іржі. Серед протестованих фунгіцидів найбільш ефективним був тебуконазол.

Дослідженнями, проведеними в Японії, встановлено, що найбільш ефективним у контролюванні фузаріозу колосу пшениці та ячменю і зниженні вмісту DON був також тебуконазол. Повторна обробка тебуконазолом не призводила до статистично обґрунтованого відповідного зниження вмісту DON. Ефективність на рівні тебуконазолу забезпечувало внесення Каптану (тіофанат-метил) та оксину міді (Cu-8-хінолят). Обмеження у кількості діючих речовин, ефективних проти фузаріозу колосу, може створювати небезпеку виникнення резистентності у штамів збудників. Це показано на ізолятах F. graminearum, F. culmorum, F. avenaceum та F. poae, де ефективність тебуконазолу за багаторазового застосування знижувалася.

Контролювання фузаріозу можливе у разі впровадження комплексних систем захисту
Ефективне контролювання фузаріозу можливе лише у разі впровадження комплексних систем захисту

Водночас необхідно зазначити, що масштабне застосування фунгіцидів у рослинництві України не відбувається з економічних причин. Тому вирішення проблем, пов’язаних із виникненням резистентних видів штамів збудників фузаріозу колосу, може бути дещо відтерміноване в часі.

Застосування окремих діючих речовин фунгіцидів слід розглядати не як чинник контролювання широкого переліку збудників хвороб, а, скоріше, як чинник зміни балансу мікрофлори в агрофітоценозі. Тому ефективний контроль збудників фузаріозів має супроводжуватись також належним контролюванням збудників інших небезпечних для регіону хвороб, чого можна досягти впровадженням комплексів фунгіцидів.

Проведено дослідження особливостей чутливості видів Fusarium та сапрофітних грибів, що уражують колос і є антагоністами до видів Fusarium. Досліджено ізоляти видів з колосу пшениці озимої Alternaria alternata, Arthrinium sp., Aspergillus niger, Epicoccum spp., Microdochium spp., Rhizopus oryzae та Trichoderma spp. У полікомпонентній культурі A. niger, R. oryzae та Trichoderma hamatum були більш ефективними в інгібуванні росту міцелію видів Fusarium, ніж Microdochium majus. Види A. alternate та Epicoccum spp. були менш ефективними у зв’язку з повільним ростом міцелію. Сапрофітні види виявилися чутливими до триазолів. Протіоконазол і тебуконазол інгібували ріст видів Fusarium. Завдяки відмінностям у чутливості до фунгіцидів серед видів Fusarium та антагоністичних до них сапрофітних видів, що колонізують колос пшениці озимої, застосування фунгіцидів модифікує баланс мікрофлори колосу пшениці, що може впливати на забруднення зерна мікотоксинами.

Рослини на дослідних ділянках інфікували спорами збудників M. nivale, F. culmorum, F. graminearum та F. avenaceum. Дрібнокрапельна іригація сприяла розвитку хвороби. Тебуконазол і метконазол були ефективними проти видів, що продукують мікотоксини, й знижували рівень накопичення DON у зерні. Інгібітор деметилази карбендазим (Дерозал) був ефективним у рік випробувань. Азоксистробін (Амістар) добре контролював Microdochium nivale, а крезоксим-метил + епоксиконазол були менш ефективними. Проте Амістар не контролював види Fusarium, що продукують мікотоксини. За відсутності M. nivale Амістар не впливав на розвиток хвороби і накопичення мікотоксинів. На варіантах зі значним рівнем інфікування M. nivale застосування лише Амістару призводило до зростання накопичення мікотоксинів. Знижені дози фунгіцидів слабко контролювали шкодочинність збудників і не впливали на зниження вмісту мікотоксинів. Вилягання посівів зумовлювало посилення накопичення мікотоксинів у зерні. Композиція інгібіторів деметилаза + стробілурини була більш ефективною порівняно із застосуванням цих препаратів окремо. Проти збудників фузаріозу застосування лише похідних стробілуринів виявилося неефективним.

Автори відзначили ефективність пропіконазолу, протіоконазолу, тебуконазолу, метконазолу та протіоконазолу + тебуконазолу щодо контролю фузаріозу колосу за різних рівнів інфікування. Усі фунгіциди приводили до значного зниження вмісту мікотоксинів IND і DON (за р<0,001), хоча й існувала значна варіабельність між окремими дослідженнями. Композиція протіоконазол + тебуконазол була найбільш ефективною у зниженні вмісту IND, C(IND) на 52%, менш ефективними виявились метконазол (50%), протіоконазол (48%), тебуконазол (40%) і пропіконазол (32%). Для контролювання вмісту DON метконазол був найбільш ефективним – 45%; протіоконазол + тебуконазол і протіоконазол показали однакову ефективність, для С(DON) – 42 і 43% відповідно; тебуконазол і пропіконазол дали найменший ефект – C(DON) 23 та 12% відповідно. Всі фунгіциди, за винятком пропіконазолу, були значно ефективнішими, ніж тебуконазол для контролю як IND, так і DON (p<0,001). Що ж до тебуконазолу, протіоконазолу, метконазолу та тебуконазолу + протіоконазолу, то індекс захворювання на фузаріоз знижувався від 14 до 20% з відповідним зниженням вмісту DON від 25 до 29%.

Загалом ефективність фунгіцидів була значно вищою на ділянках ярої пшениці, ніж на посівах м’якої озимої пшениці; залежно від фунгіциду різниця у відсотках між контролем навесні та варіантом м’якої озимої пшениці становила від 5 до 20% для C(IND) і від 7 до 16% для C(DON). Таким чином, встановлено високу ефективність протіоконазолу, метконазолу та композиції тебуконазол + протіо­коназол для контролю фузаріозу колосу й накопичення мікотоксинів.

Значна кількість фунгіцидів у суб­летальних концентраціях стимулює накопичення мікотоксинів vitro. Це свідчить про недопустимість зниження регламентованих доз фунгіцидів.

Похідні класу триазолів – метко­назол і тебуконазол ефективні проти фузаріозу колосу та інгібують накопичення мікотоксинів (DON).

Фунгіцид класу стробілуринів азоксистробін ефективний проти M. nivale, а його застосування призводить до зниження інфікування фузаріозом колосу, проте зниження вмісту DON при цьому не спостерігається. В серії польових випробувань застосування азоксистробіну призвело до значного посилення накопичення DON і забруднення зерна.

Встановлено, що зниження рівня інфікування рослин фузаріозом колосу після застосування фунгіцидів не обов’язково викликає відповідне зниження накопичення мікотоксинів у зерні.

M. R. Fernandez і співавтори показали, що фузаріоз колосу добре відомий у східних регіонах США, однак захворювання здебільшого не спостерігається за посушливих умов західних регіонів. Це значною мірою було пов’язано з сухими і спекотними умовами впродовж кількох років, а також незначним поширенням F. graminearum у західних преріях. Це має важливе значення для запобігання переміщенню F. graminearum, найбільш важливого патогена фузаріозу колосу зернових у Північній Америці, у районі, де цей патоген зустрічається нечасто.

Три дослідження в умовах контрольованого навколишнього середо­вища з використанням різних Fusarium-інфікованих сортів насіння твердої пшениці було проведено для визначення ефективності зареєстрованих на сьогодні фунгіцидів для обробки насіння в поліпшенні стану сходів і розвитку рослин, а також запобігання надходженню F. graminearum із зараженого насіння до тканини рослин. Обробка фунгіцидами покращувала стан сходів, отриманих від зараженого насіння, порівняно з необробленим інфікованим контролем. Проте надалі як на оброблених, так і на необроблених варіантах спостерігалися фузаріозні ураження вегетуючих рослин.

Автори дійшли висновку, що в той час як зареєстровані препарати для обробки насіння можуть бути ефективними в поліпшенні сходів за умов потужного зараження насіння пшениці, вони не перешкоджають інфікуванню тканин рослин F. graminearum з насіння. Для проблемних регіонів у виборі протруйників потрібно віддавати перевагу селективним проти F. graminearum, що також зменшує ураження фузаріозом колосу.

Було досліджено також вплив інфікування збудниками Fusarium spp. та Microdochium nivale на показники якості насіння пшениці озимої, ярої та вівса в умовах Швеції за обробки протруйниками Селест Екстра формули М (CEFM, дифено­коназол + флудіоксоніл) і Селест формули М (CFM, флудіоксоніл). В умовах польових дослідів обробка насіння ярої пшениці з CEFM істотно не впливала на більшість агрономічних показників, включаючи урожай. У озимої пшениці та вівса обробка насіння CFM призвела до підвищення врожайності на 7–11% і густоти стеблестою на 33%, суттєво не впливаючи на інші показники.

При оцінці терміну застосування фунгіцидів проти збудників фузаріозу встановлено, що ефективність препаратів, застосованих через 7 днів після інфікування, суттєво поступалася внесенню фунгіцидів за добу перед інфікуванням.

У дослідженнях C. Rodriguez-Brljevich домінуючим видом на початку ураження кукурудзи одразу після посіву був F. graminearum, а впродовж вегетаційного сезону найчастіше у рослинах культури зустрічалися колонії F. subglutinans і F. verticillioides. Fusarium graminearum був найбільш конкурентним видом серед Fusarium spp. у колонізації ризосфери кукурудзи й, вірогідно, ця особливість забезпечувала його домінування у ценозі до фази 2-го листка кукурудзи.

Таблиця 1. Кількість обробок пшениці агрохімікатами в деяких європейських країнахФузаріоз колосу викликав суттєві економічні втрати впродовж останніх 15 років на посівах пшениці та ячменю у США, особливо в Північній Дакоті, Південній Дакоті та Міннесоті. Значні втрати врожаю та якості зерна від фузаріозу колосу спостерігалися у роки з вологими погодними умовами у період формування генеративних органів і цвітіння культури. При цьому обробка посівів позакоренево була мало ефективною у контролюванні хвороби. Найбільш ефективною стратегією виявилося внесення фунгіциду на ґрунт у зону ложа насіння.

Незалежна оцінка ефективності діючих речовин сучасних фунгіцидів щодо контролювання фузаріозу колосу в деяких європейських країнахТехнологічною особливістю застосування фунгіциду була необхідність обприскування з розміром крапель 300–350 мкм, нахилом форсунки 30–45 градусів і внесенням фунгіциду від 95 л/га. Наведені рекомендації автора схвалено також іншими фахівцями [Scott Halley, Crop Protection Scientist; North Dakota State University, Langdon Research Extension Center, Langdon, N.D.; Gary Van Ee, Retired Agricultural Engineer, Biosystems and Agricultural Engineering, Michigan State University, East Lansing, Mich.; Vern Hofman, Professor Emeritus, North Dakota State University, Fargo, N.D.; Marcia McMullen, Extension Plant Pathologist, North Dakota State University, Fargo, N.D.; Charla Hollingsworth, Extension Plant Pathologist, University of Minnesota, Crookston, Minn.; Brad Ruden, Interim Manager, South Dakota State University Plant DiagnosticClinic, Brookings, S.D.].

Для визначення кількості обробок фунгіцидами з метою належного контролювання хвороб, у тому числі й фузаріозів, доцільно звернутися до досвіду фахівців низки європейських країн, де рівні опадів суттєво переважають середні багаторічні показники України (табл. 1). З таблиці видно, що належне контролювання хвороб, навіть за високих рівнів опадів, можливе за обмеженої кількості обробок. Необхідно зазначити, що в останнє десятиріччя кількість обробок фунгіцидами дещо зросла. Належних рівнів контролювання можна також досягти в разі використання якісних і селективних проти основних шкодочинних хвороб препаратів.

Економічні умови ведення зерновиробництва в Україні та у світі формують постійну тенденцію до зменшення кількості елементів технологій вирощування. Це потребує ефективних рішень у контролюванні фузаріозів шляхом впровадження як нових резистентних сортів, так і застосування ефективних агрохімікатів. При цьому для фахового вибору препарату доцільно звертатися до незалежних експертів. За даними сайту eurowheat.org (Aarhus University, Faculty of Agricultural Sciences, Department of Agroecology and Environment), лише обмежена кількість діючих речовин фунгіцидів ефективна проти збудників фузаріозу колосу (табл. 2).

В. В. Швартау, член-кор. НАНУ, д-р біол. наук, Л. М. Михальська, ст. наук. співр., канд. біол. наук, Інститут фізіології рослин і генетики НААНУ; О. Л. Зозуля, канд. біол. наук, ТОВ «Сингента»

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2018