Виявлення вугільної гнилі сої на ранніх стадіях

Вугільна гниль, що викликається ґрунтовим грибом Macrophomina phaseolina (Mp), становить серйозну загрозу для здоров'я сої та врожаю у світовому масштабі, просуваючись зі зміною клімату на північ.

Хвороба розвивається у сухих, спекотних умовах і може знищити посіви ще до появи симптомів. Тепер дослідники розробили карти ризику з високою роздільною здатністю, які передбачають, де вугільна гниль найімовірніше виникне — на основі ґрунту під поверхнею.

Дослідження, опубліковане в журналі Phytopathology, проводилося під керівництвом Орасіо Лопеса-Нікори, доцента кафедри патології сої та нематології в Університеті штату Огайо, та Сандіпа Мондала, наукового співробітника-постдокторанта в лабораторії Лопеса-Нікори.

Macrophomina phaseolina (Tassi) Goid — широко поширений некротрофний грибний патоген, що вражає широкий спектр рослин і викликає такі захворювання, як гниль стебел і коренів, а також фітофтороз проростків. У спеку та посуху вражає сою на будь-якій стадії зростання від проростків до дозрівання, викликаючи раннє старіння, хлороз та неправильне наповнення стручків. Передчасна загибель інфікованих рослин, коли старі листя залишаються прикріпленими до черешків, посилюється в більш жарких і сухих умовах.

Завдяки своїй здатності виробляти мікросклероції, патогенний гриб дуже стійкий у ґрунті. Мікросклероції можуть виживати у ґрунті або залишках урожаю до 15 років і слугувати основним джерелом інокуляту для наступних сезонів. Крім мікросклероцій, заражене насіння також сприяє поширенню патогену.

Однією з основних проблем із вугільною гниллю є те, що надземні симптоми виявляються на пізній стадії росту рослини, і це перешкоджає ранньому виявленню та контролю, які є найбільш ефективними типами втручань.

Дослідницька група зібрала зразки ґрунту з 297 полів сої у семи департаментах Парагваю, ключового регіону-виробника сої у Південній Америці. Їхній аналіз показав, що вміст патогену найбільш високий у південно-східному регіоні країни, де ґрунти, як правило, більш кислі та багаті на глину.

«Використовуючи геостатистичне картування та прогностичне моделювання, ми даємо фермерам можливість прогнозувати ризик захворювання до того, як воно стане проблемою», — сказав Лопес-Нікора.

Що робить цей підхід таким ефективним, то це його проактивна природа. Замість того, щоб чекати симптомів і подальшого пошкодження, карти використовують вимірювані характеристики ґрунту, такі як pH, вміст глини та катіонообмінна здатність, щоб оцінити ризик розвитку хвороби по всьому ландшафту. Було виявлено, що ці показники є сильними предикторами колонієутворюючих одиниць Mp, причому нижчий pH показує значну негативну кореляцію з великою кількістю грибів.

Команда використовувала геостатистичні і просторові регресійні моделі, щоб виявити найбільш вразливі області, а також те, як збудник вугільної гнилі групується у певних областях, а не розподіляється рівномірно. Статистика Морана I, яка вимірює просторову кореляцію, підтвердила, що хвороба демонструє чіткі географічні закономірності — те, що традиційні методи моніторингу часто упускають.

«Вугільна гниль не поширюється рівномірно по полю. Вона з'являється у відповідних умовах, і ці умови часто ховаються у ґрунті. Наш інструмент допомагає знайти ці зони підвищеного ризику», — сказав Мондал.

Можливість визначення цих осередків має прямі наслідки для точного землеробства. Результати дослідження наближають виробників до цільових підходів в управлінні вугільною гниллю — коригування термінів сівби, ротації культур та внесення ґрунтових препаратів лише там, де це необхідно. Це знижує непотрібні витрати на ресурси і допомагає захистити врожайність в умовах все більш мінливого клімату.

«Наслідки виходять за межі окремих виробників. Для політиків дослідження пропонує масштабовану стратегію підтримки продовольчої безпеки шляхом інтеграції даних про ґрунт та прогнозування захворювань до національних програм захисту врожаю. Йдеться не лише про соєві боби або одну хворобу — це демонстрація того, як просторові дані та ґрунтознавство можуть перетворити сільське господарство на більш прогнозовану, ефективну та стійку систему», — каже Еміль Глюк-Талер, доцент Вісконсінського університету в Медісоні та співавтор дослідження.

Пише superagronom.com.