Раздел 3. Результаты собственных исследований

3.1. Установление причин массовой гибели всходов кукурузы

В агрофирме «Урожай», которая расположена в Валковском р-не Харьковской области в 2013 г. было обнаружено загадочное заболевание всходов кукурузы с невыясненной этиологией. Оно характеризовалось массовой гибелью всходов (отгнивание корней), сильным отставанием выживших растений в росте и формированием на листьях больных растений сухих некротических пятен.

Использованные для посева семена кукурузы предварительно были протравлены фунгицидным протравителем Витавакс, однако это не позволило предотвратить развитие болезни. Витавакс – протравитель который рекомендуется для защиты семян зерновых от пыльной головни, плесневения, корневых гнилей и антракноза. Два действующих вещества в составе этого препарата обеспечивают контроль широкого спектра заболеваний, передающихся семенами и через почву. Карбоксин (200 г/л) это системный фунгицид, который абсорбируется в ткани зерна и проростка, защищая семя от патогенов, находящихся как на поверхности зерна, так и от патогенов, которые могут находиться внутри него. Тирам (200 г/л) – контактный фунгицид широкого спектра действия, который путем диффузии в почву на короткое расстояние вокруг обработанного зерна образует в почве защитную зону, которая служит барьером от грибной инфекции и защищает семена и ростки от гнилей.

Для определения семенной инфекции переданные нам семена кукурузы были пророщены в условиях влажной камеры, а также заложены на агаризованную питательную среду Чапека. В результате было установлено, что семенная инфекция представлена грибами Aspergillus flavus Link – 2%, Penicillium chrysogenum Thom. – 3%, Fusarium moniliforme J. Sheld. – 30,8%, Rhizopus stolonifer (Ehr.) Vuill. – 100%. Также было отмечено 100% развитие бактериоза. Лабораторная энергия прорастания семян составляла 39,6 %, а всхожесть – 76,9 % (см. рис. 1).

Р ис. 1. Инфекция семян кукурузы после протравливания их фунгицидным протравителем Витавакс

Даже в условиях влажной камеры в лаборатории в зоне роста корешков всходов на 5 сутки культивирования возникал некроз, который затем распространялся на другие части корня и приводил к гибели проростка. Микроскопирование некротизированных частей растений показал массовое развитие бактерий, поэтому мы предположили, что основной причиной гибели растений в поле был бактериоз (рис. 2).

В полевых условиях также значительная часть всходов погибла в течение первых двух недель своей жизни. Оставшиеся в живых растения часто отставали в развитии и имели крупные сухие некротические пятна без каких-либо признаков спороношения паразитов. Визуально некротические пятна на листьях напоминали ранние признаки развития двух микозов: северного гельминтоспориоза (возбудитель Setosphaeria turcica (Luttr.) K.J. Leonard et Suggs, = Helminthosporium turcicum Pass.) и сухой гнили или диплодиоза (возбудитель Stenocarpella maydis (Berk.) B. Sutton, = Diplodia zeae Lév.), (рис. 3). В связи с этим отрезки больных листьев были заложены нами на питательную среду Чапека. Для удаления спор сапротрофных грибов, которые могут присутствовать на поверхности листьев, часть листьев предварительно дезинфицировалась 70%-ным раствором этилового спирта.

Рис. 2. Развитие бактериоза на корнях проростков кукурузы в условиях влажной камеры

Рис. 3. Симптомы некротизации листьев кукурузы у больных растений в полевых условиях

Уже на вторые сутки на питательной среде Чапека с дрожжевым экстрактом (CYA) нами было обнаружено массовое развитие колоний бактерий. На отрезках листьев, которые не были обработаны спиртом были обнаружены колонии грибов из родов Alternaria, Cladosporium и Fusarium, однако все они выросли из спор с поверхности листьев и не могли быть причиной некротизации листьев (рис. 4).

Рис. 4. Развитие колоний грибов и бактерий их некротизированных отрезков листьев кукурузы

Фитопатогенные бактерии, как правило, живут в межклетниках растений и в случае массового развития могут быть обнаружены при микроскопировании давленых препаратов пораженных тканей. В нашем случае в некротизированных листьях также присутствовали колонии бактерий (см. рис. 5). Это позволяет нам предположить, что некротизация листьев является следующим этапом развития бактериоза на растениях кукурузы.

Рис. 5. Развитие бактерий в некротизированных тканях листьев кукурузы

По данным литературы, бактериозы листьев и стеблей кукурузы с подобной симптоматикой встречаются на территории США – одного из основных регионов возделывания кукурузы в мире. В американской фитопатологической литературе они известны под названиями «болезнь Госса» (Goss`s wilt) – возбудитель Clavibacter michiganensis subsp. nebraskensis и «болезнь Стюарта» (Stewart`s wilt) – Erwinia stewartii (= Pantoea stewartii). В нашем случае идентифицировать видовую принадлежность бактерии-возбудителя не удалось, но мы предполагаем, что это Pseudomonas sp.

В период созревания урожая кукурузы нами были отобраны пробы семян кукурузы. Отдельно собирались семена со здоровых и с бактериозных растений. При фитопатологическом анализе этих семян на здоровых растениях наблюдалось развитие фузариозной инфекции, а на бактериозных семенах – развитие бактериоза. Всхожесть семян в обоих пробах была высокая – в первом случае всхожесть семян была 97,3%, во втором несколько ниже – 93,6%. Однако в семенах из бактериозных растений вновь отмечено массовое развитие бактериоза (рис. 6), что создает угрозу при их дальнейшем использовании как посевного материала. В обеих пробах семян также был обнаружен возбудитель фузариоза початков – гриб Fusarium moniliforme J. Sheld. (рис. 7).

Рис. 6. Развитие инфекции в семенах, собранных из растений без признаков бактериозного увядания (слева) и с бактериозных (справа)

Рис. 7. Развитие гриба Fusarium moniliforme J. Sheld. на семенах, собранных из растений без признаков бактериозного увядания (слева) и с бактериозных (справа).

Для проведения дальнейших исследований гриб Fusarium moniliforme J. Sheld. был выделен нами в чистую культуру.