Sergey Elansky
En af de farligste sygdomme hos kartofler og tomater er sen rødme forårsaget af oomycete Phytophthora infestans (Mont.) De Bary. Dette fytopatogen er meget skadeligt, fordi under passende vejrforhold er det i stand til massivt at udvikle og forårsage store udbyttetab samt stærk variation, som gør det muligt hurtigt at overvinde resistens af sorter og den toksiske effekt af fungicidpræparater. Indtil i dag er der ikke oprettet nogen kartoffel- og tomatvarianter, der er helt resistente over for disse patogener.
Den eneste mulighed for beskyttelse mod sen rødme er brugen af kemikalier til plantebeskyttelse. Epifytose af sen rødme initieres af det primære inokulum. I Europa betragtes det primære inokulum som en infektion, der kom ned i jorden med syge frøknolde, overvintret i jorden oosporer (tykvæggede reproduktive strukturer P. infestans) samt zoosporangia bragt af vinden fra planter dyrket fra overvintrede knolde i sidste års marker ("frivillige" planter) eller på bunker af knolde, der kasseres, når de opbevares til opbevaring. Af disse betragtes planter dyrket på dynger af kasserede knolde som den farligste infektionskilde. der er antallet af spirede knolde ofte signifikant, og zoosporangia kan bæres fra dem over lange afstande. Resten af kilderne (oosporer, "frivillige" planter) er ikke så farlige, fordi det er ikke sædvanligt at dyrke planter på de samme marker oftere end en gang hvert 3-4 år. Infektion fra syge frøknolde er også minimal på grund af det gode frøkontrolsystem.
Generelt er mængden af primært inokulum i europæiske populationer begrænset, og derfor er væksten af epidemien ret langsom og kan med succes kontrolleres ved hjælp af kemiske fungicidpræparater.
I Rusland er situationen radikalt anderledes. Det meste af kartoffel- og tomatafgrøderne dyrkes i små private haver; enten udføres beskyttelsesforanstaltninger overhovedet ikke på dem, eller svampedræbende behandlinger udføres i et utilstrækkeligt antal og begynder efter udseendet af sen rødme på toppen. Som et resultat fungerer private grøntsagshaver som den vigtigste infektionskilde, hvorfra zoosporangia bæres af vinden til kommercielle plantager. Dette bekræftes af vores direkte observationer i Moskva, Bryansk, Kostroma, Ryazan-regionerne: skader på planter i private haver blev observeret inden starten af fungicidbehandlinger af kommercielle plantager. Derefter begrænses epidemien i store marker ved anvendelse af fungicidpræparater, mens der i private haver er en hurtig udvikling af sen rødme.
I tilfælde af ukorrekt eller "lavt budget" behandling af kommercielle beplantninger vises der fokus på sen rødme i markerne; i fremtiden udvikler de sig aktivt og fanger stadig større områder.
Infektion i private haver har en betydelig indvirkning på epidemier i kommercielle felter. I alle russiske kartoffeldyrkningsregioner er det område, der er besat af kartofler i private haver, flere gange større end det samlede areal for marker med store producerende organisationer. I et sådant miljø kan private grøntsagshaver betragtes som en global inokulumressource til kommercielle marker.
Lad os prøve at identificere de egenskaber, der er karakteristiske for P. infestans-populationer i private haver. Plantning af ikke-frø- og karantænekontrol af kartofler, tomatfrø opnået fra tvivlsomme udenlandske producenter, langvarig dyrkning af kartofler og tomater på de samme områder, forkert fungicidbehandling eller deres fuldstændige fravær fører til alvorlige epifytotika i den private sektor, hvis resultat er gratis krydsning, hybridisering og dannelse af oospore i private haver. Som et resultat observeres en meget høj genotypediversitet, når næsten hver stamme er unik i sin genotype (Elansky et al., 2001), og fordelingen af genotyper i populationer tilfredsstiller Hardy-Weinberg-forholdet (Amatkhanova et al., 2004), hvilket vidner til fordel for fri passage i populationer. Oosporer dannes aktivt i de berørte planteorganer (Smirnov, Elansky 1999). Plantning af læggekartofler af forskellig genetisk oprindelse gør det usandsynligt, at der kommer klonlinier, der er specialiserede til at angribe en bestemt sort. De stammer, der er valgt i et sådant tilfælde, kendetegnes ved deres alsidighed i forhold til de berørte sorter; de fleste af dem har tæt på det maksimale antal virulensgener (Amatkhanova et al., 2004; Shein et al., 2009). Dette adskiller sig meget fra systemet med "klonale linjer", der er typisk for store marker inden for landbrugsvirksomheder med et korrekt installeret system til beskyttelse mod sen rødme. "Klonale linier" (når alle stammer af senblodspatogen i marken er repræsenteret af en eller flere genotyper) er allestedsnærværende i lande, hvor kartoffeldyrkning udelukkende udføres af store bedrifter: USA, Holland, Danmark osv. (Goodwin et al., 1994, Dyakov, Elansky, 2007, Cooke et al., 2006). I slutningen af det 20. århundrede var "klonale linjer" udbredt i de asiatiske og fjernøstlige dele af Rusland (Elansky et al., 2001), hvilket tilsyneladende skyldes brugen af de samme kartoffelsorter udelukkende til plantning. For nylig begyndte situationen i disse regioner også at ændre sig mod en stigning i den genotypiske mangfoldighed af populationer (S.N. Elansky, upublicerede data).
Fraværet af intensiv behandling med fungicidpræparater har et andet, direkte resultat - der er ingen ophobning af resistente stammer i haven. Faktisk viser vores resultater, at metalaxylresistente stammer er mindre tilbøjelige til at blive påvist i private haver end i kommercielle plantager (Elansky et al., 2007).
Den nærliggende plantning af kartofler og tomater i haverne letter migrationen af stammer mellem disse afgrøder, hvilket resulterer i, at det sidste årti blandt stammerne isoleret fra kartofler er andelen af dem, der bærer genet for resistens over for sorter af cherrytomat T1, der tidligere kun var karakteristisk for "tomat" -stammer, steget. Stammer med T1-genet er i de fleste tilfælde meget aggressive over for både kartofler og tomater.
I de senere år begyndte sen rødme på tomat at forekomme i mange tilfælde tidligere end på kartofler. Tomatplanter kan inficeres af oosporer i jorden eller oosporer, der er til stede i tomatfrø eller overholder dem (Rubin et al., 2001). Siden slutningen af det 20. århundrede har et stort antal billige pakkede frø, hovedsagelig importeret, dukket op i butikkerne, hvor de fleste af de små producenter har skiftet til brug. Frøene kan bringe stammer med genotyper, der er typiske for regionerne for deres voksende. I fremtiden indgår disse genotyper i den seksuelle proces i private haver, hvilket fører til fremkomsten af helt nye genotyper.
Private haver er således en global "smeltedigel", hvor eksisterende genotyper behandles, og som et resultat af udvekslingen af genetisk materiale, og der vises helt nye. Samtidig finder deres valg sted under forhold, der er meget forskellige fra dem, der er skabt til kartofler på store gårde: fraværet af fungicid presse, plantens ensartethed, plantens overvejende påvirkning af forskellige former for viral og bakteriel infektion, nærhed til tomater og vilde natskygge, aktiv krydsning og dannelse af oospore, muligheden for oosporer at fremkalde et tilbagefald af sygdommen det næste år. Alt dette fører til en meget høj genotypisk mangfoldighed af baggårdspopulationer. Under epifytotika i grøntsagshaver spredes sen rødme meget hurtigt, og store mængder sporer frigøres og flyver til nærliggende kommercielle plantager. Efter at have fået kommercielle marker med det korrekte system for landbrugsteknologi og beskyttelse er de spor, der er fløjet ind, praktisk talt ikke i stand til at igangsætte en alvorlig epidemi i marken, hvilket skyldes manglen på klonlinier, der er resistente over for 10 fungicider og er specialiserede over for den dyrkede sort.
En anden kilde til primær inokulum kan være syge knolde fanget i kommercielle kimplanter. Disse knolde blev som regel dyrket på marker med god landbrugsteknologi og intensiv kemisk beskyttelse. Genotyperne af isolaterne, der inficerer knoldene, er tilpasset udviklingen af deres egen sort. Disse stammer er betydeligt farligere for kommerciel beplantning sammenlignet med inokulum, der stammer fra private haver. Resultaterne af vores forskning understøtter også denne antagelse. Bestande isoleret fra store marker med korrekt udført kemisk beskyttelse og god landbrugsteknologi adskiller sig ikke i høj genotypisk mangfoldighed. Ofte er dette flere klonale linjer, der er kendetegnet ved høj aggressivitet og en overvejelse af fungicidresistente stammer.
Stammer fra kommercielt frømateriale kan komme ind i populationer i køkkenhave og være involveret i de processer, der foregår i dem. Men i en køkkenhave vil deres konkurrenceevne være meget lavere end inden for et kommercielt felt, og snart vil de ophøre med at eksistere i form af en klonal linje, men deres gener kan bruges i "haven" -populationen.
Infektionen, der udvikler sig på "frivillige" planter og på dynger af udslettede knolde under høst, er ikke så relevant for Rusland, fordi I de vigtigste kartoffeldyrende regioner i Rusland observeres dyb vinterjordfrysning, og der udvikles sjældent planter fra knolde, der har overvintret i jorden.
Desuden, som vores eksperimenter viser, overlever det sene røde patogen som regel ikke ved negative temperaturer, selv på knolde, der har bevaret deres levedygtighed. I den tørre zone, hvor dyrkning af tidlige kartofler praktiseres, er sen rødme ret sjælden på grund af den tørre og varme vækstsæson.
Således observerer vi i øjeblikket opdeling af P. infestans-populationer i "felt" og "have" -populationer. Imidlertid er der i de senere år observeret processer, der fører til konvergens og interpenetration af genotyper fra disse populationer.
Blandt dem kan man bemærke en generel stigning i læsefærdigheden hos små producenter, fremkomsten af overkommelige små pakker med læggekartofler, spredning af fungicidpræparater i små pakker og tabet af frygt for "kemi" af befolkningen.
Situationer opstår, at hele landsbyerne takket være en leverandørs energiske aktivitet er plantet med frøknolde af samme sort og forsynet med små pakker med de samme pesticider. Det kan antages, at kartofler af samme sort findes på kommercielle plantager i nærheden.
På den anden side fremmer nogle pesticidhandelsselskaber "budgetmæssige" kemiske behandlingsordninger. I dette tilfælde reduceres antallet af behandlinger, og de billigste fungicider tilbydes, og der lægges ikke vægt på at forhindre udviklingen af sen rødme helt op til klipning af toppe, men på en vis forsinkelse af epifytoti for at øge udbyttet. Sådanne ordninger er økonomisk berettigede, når der dyrkes ware kartofler af lavkvalitets frømateriale, når der principielt ikke er tale om at opnå et højt udbytte. I dette tilfælde, i modsætning til havepopulationerne, giver kartoffelens udjævnede genetiske baggrund imidlertid mulighed for valg af specifikke fysiologiske racer af fytopatogener, som er meget farlige for denne sort.
Tendenser til konvergens mellem "have" og "felt" -metoder til kartoffelproduktion synes for os ret farlige. For at forhindre deres negative konsekvenser, både i hjemmet og kommerciel sektor, vil det være nødvendigt at kontrollere både sortimentet af læggekartofler og antallet af fungicider, der tilbydes private ejere i mindre emballager, samt sporing af kartoffelbeskyttelsesordninger og brugen af fungicider i den kommercielle sektor.
På grund af den svage udvikling af frøproduktion i Rusland importeres store mængder læggekartofler fra udlandet. Sammen med det importeres nye, muligvis meget patogene og fungicidresistente stammer af patogener, inkl. sen rødme.
I Rusland vil deres genpulje være involveret i den naturlige proces med at opdrætte nye genotyper, tilpasset vores forhold og nederlaget for sorter dyrket i Rusland.
Inden for den private sektor er der en intensiv udvikling af ikke kun sene rødme, men også Alternaria. De fleste ejere af private gårde træffer ikke særlige forholdsregler for at beskytte mod Alternaria, idet de tager fejl af udviklingen af Alternaria for den naturlige visning af løvet eller udviklingen af sen rødme. Derfor, med den massive udvikling af Alternaria på modtagelige sorter, kan husholdningsarealer tjene som kilde til inokulum til kommercielle plantager.
Dette arbejde blev udført med delvis støtte fra Russian Science Foundation (projekt N 14-50-00029).
Artiklen blev offentliggjort i tidsskriftet "Potato Protection" (nr. 1, 2015)