Вовчок: зменшуємо втрати

Комплексна система контролю вовчка на соняшнику включає, окрім обов’язкової генетичної стійкості насіння, введення у сівозміну культур, що провокують проростання насіння вовчка.

Значної шкоди посівам соняшнику заподіює рослина-паразит вовчок, що стала справжнім ворогом номер один для цієї культури. Розповімо детальніше про цього ворога і надамо деякі рекомендації щодо боротьби з ним. За інформацією, якою володіють науковці вітчизняних інститутів і дослідних закладів, негативний вплив цього паразита значний. Так, за даними О. В. Анащенка, 30 квітконосів на рослині соняшнику знижують її врожайність у 7 разів, а коли на рослині паразитує 60 квітконосів, урожаю практично немає. Згідно з дослідженнями Я. А. Абдулаєвої, ступінь ураженості соняшнику вовчком у п’ятипільній сівозміні був різним: слабкий (1–2 квітконоси на рослину), середній (до 4 квітконосів), сильний (більше ніж 5). Майже всі посівні площі соняшнику в Україні заражені вовчком, але найбільша їх частина припадає на Луганську, Донецьку, Запорізьку області.

Соняшник виявився більш привабливим, ніж полин, живильним середовищем для вовчка. Саме із цих місць і розпочалося його поширення у нові регіони вирощування.

Що таке вовчок

Сімейство вовчкових рослин містить 15 родів, що поширені переважно у північній півкулі в регіонах із теплим і помірним кліматом. На території колишнього СРСР, у тому числі в України, сімейство представлено шістьма родами. Із них найбільшим різноманіттям відрізняється рід Orobanche, у якому налічується близько 150 видів. Це багаторічні або однорічні рослини, що паразитують на коренях різних рослин-живителів. Із них 5 видів є небезпечними паразитами культурних рослин, зокрема Orobanche сumana Wallr., O. ramosa L., O. aegyptiaca Pers., О. mutelii F. Schults., O. Lutea Baumg. На соняшнику еволюціонує вид O. Cumana, що нині є найбільш небезпечним.

У світі відомо дев’ять рас вовчка, що здатні уражувати різні генотипи соняшнику. Їх позначають літерами латинського алфавіту (A, B, C, D, E, F, G, H, I). Загальновизнана біологічна закономірність — раса паразита зникає, коли не вирощують сорт або гібрид, до якого ця раса адаптувалася. Замість неї виникають більш вірулентні раси, що здатні уражувати вирощуваний набір сортів і гібридів соняшнику.

Соняшниковий вовчок (Orobanche cumana), лабораторні зразки

Насіння вовчка у ґрунті проростає під дією кореневих виділень сходів соняшнику. Паросток паразита проникає в корінь культури. Згодом у цьому місці утворюються потовщення — бульбочки з присосками. Потім з них розвиваються судини паразита, злиті із судинами кореня соняшнику. Із зовнішнього боку потовщення утворюється брунька, з якої розвивається стебло паразита. Воно з’являється на поверхні ґрунту поряд із зараженою вовчком рослиною-живителем на початку цвітіння соняшнику.

Стебло вовчка заввишки до 65 см, м’ясисте, потовщене біля основи, не гіллясте, білувате, згодом буріє. Листки редуковані в лусочки, безхлорофільні, почергові. Часто стебло вовчка називають квітконосом, оскільки воно являє собою колосоподібне суцвіття з великими квітками фіолетового кольору. Квітки розміщуються у верхній частині стебла, а нижня його третина зазвичай без квіток. Плід — двостулкова коробочка, в якій утворюється від двох до п’яти тисяч дуже дрібних (0,4 мм) і легких (маса 1000 насінин — 0,001 г) насінин.

На кожному квітконосі формується до 40 коробочок, тож одна рослина продукує 60–100 тисяч, іноді до 500 тисяч насінин. Через легку вагу насіння вовчка переноситься вітром на великі відстані. Життєздатність насіння у ґрунті зберігається до 13–20 років, але проростає воно лише під впливом кореневих виділень рослини-живителя. Це явище у 1846 році відзначив Ліндлей, а в 1887 році — Кох.

Вовчок соняшниковий: а — поява пагонів на поверхні ґрунту: б — суцвіття.

Вовчок соняшниковий: в-пагін у стадії дозрівання; г — коробочки і насіння

У середині минулого століття було виявлено, що деякі польові культури (люцерна, льон, соя, кукурудза) продукують кореневі виділення, які стимулюють проростання насіння Orobanche сumana. Але паразитувати на їх корінні вовчок не міг, оскільки проростки його насіння гинули під час спроби проникнути в корені цих рослин. Їх називали культурами-провокаторами, тобто такими, що провокують проростання насіння вовчка. Надалі під час створення нових сортів і гібридів цих культур хімічний склад їх кореневих ексудатів змінювався, при цьому здатність стимулювати проростання насіння Orobanche сumana окремі сорти і гібриди втратили.

Так, в експериментах Я. А. Абдулаєвої під час виконання досліджень у Луганському національному аграрному університеті Міністерства освіти і науки України виявили різний вплив кореневих виділень гібридів кукурудзи на проростання насіння вовчка. Під дією кореневих виділень 23 гібридів кукурудзи рівень проростання насіння вовчка був у межах 0–70%. У результаті досліджень визначили чотири гібриди кукурудзи (Білозерський 295 СВ, Вітязь МВ, ПР 38Р92, ДК 315), кореневі виділення яких сприяли проростанню 60–70% насіння вовчка (табл. 1).

Таблиця 1. Проростання насіння вовчка під дією кореневих виділень гібридів кукурудзи

З огляду на те що кореневі виділення соняшнику забезпечують проростання насіння вовчка на рівні 98,5%, а з 23 гібридів кукурудзи лише чотири провокували його проростання на 60,0–70,0%, можна дійти висновку, що в майбутньому насіння цього паразита може не реагувати на кореневі ексудати культур-провокаторів, а реагуватиме лише на кореневі виділення соняшнику, позаяк паразит інтенсивно спеціалізується саме на цій культурі.

У кореневих виділеннях соняшнику наявні речовини, яких немає в інших культурах. Це сесквитерпенові лактони, дегідрокостує лактон, що є основними факторами проростання насіння вовчка.

Зменшуємо втрати від вовчка

Основним способом зменшення втрат урожаю соняшнику від вовчка є його селекція на стійкість. Її ефективність базується на використанні домінантних генів, що контролюють ознаку стійкості, і вихідного матеріалу з максимально вираженою імунологічною реакцією. Але зважаючи на високу швидкість расоутворювального процесу потрібно детально вивчати характер успадкування кожного визначеного гена стійкості після виникнення нової раси. Кожна нова раса паразита виникає у ході його боротьби за існування, у якій паразит намагається подолати імунітет вирощуваних гібридів. При цьому старі раси поступово зникають у міру сортозміни і вирощування нових гібридів, імунних до поширеної вірулентної раси.

Із появою нових рас вовчка відносини між паразитом і живителем на рівні міжклітинного сполучення стають дедалі складнішими. Із літературних джерел відомо, що в той час, коли виникла раса А, імунітет до неї соняшнику характеризувався наявністю потовщень на коренях навколо відмерлих проростків вовчка, які почали проникати в коріння. Це була неспецифічна захисна реакція, що відбувається у дводольних рослин як відповідь на будь-яке травмування тканин первинної кори.

Спостереження, що ми провели в останні 20 років, свідчать про те, що порушення будь-яких науково-обґрунтованих норм ротації сільськогосподарських культур, навіть за умови вирощування лише генетично стійких гібридів, призводить до швидкого виникнення і поширення нових, більш вірулентних рас вовчка, які долають імунітет вирощуваного сортименту. Паразит швидко адаптується до нових стійких генотипів соняшнику, попри те що селекціонер намагається випередити появу вірулентних рас і добирає на інфекційному фоні в умовах поля і в теплиці матеріал, стійкий саме до нових вірулентних рас.

Читайте також: Боротьба з вовчком

За такого розвитку квіткового паразита і його високої пристосувальної здатності доцільно переглянути систему державного сортовипробування, за якої нові гібриди вносять до реєстру після конкурсного випробування в селекційних установах упродовж трьох років і трьох років державного сортовипробування. Отже, разом новий генотип випробовують шість років. Зрозуміло, що за такої системи паразит встигає пристосуватися до нового генотипу і подолати його захисні механізми.

Побутує думка, що глибока оранка є ефективним заходом боротьби з вовчком. Але відомо, що біологічні особливості паразита дають йому змогу триваліший строк зберігати життєздатність насіння у глибокому ґрунтовому шарі. За рік — два нова оранка знову підніме насіння вовчка у верхні шари ґрунту, де воно й зустрінеться із корінням соняшнику. Насіння вовчка проростає, коли потрапляє у безпосередню близкість до кореня рослини-живителя (дистанція не більше ніж 3 мм), позаяк кореневі виділення соняшнику стимулюють їх проростання.

Зрозуміло, що не все насіння вовчка дістанеться кореня рослини-живителя за один сезон. Основна його маса збережеться до нового висіву культури. Так у вовчка виробилася здатність зберігати схожість насіння впродовж 20 років.

Ефективний контроль вовчка і профілактика його появи можливі лише в разі комплексного системного розв’язання цієї проблеми, яка стосується не лише України, а й усього світу. Нові раси вовчка з’являються на кожному полі, щойно на ньому посіяли стійкий гібрид. Рослина-паразит у кожному поколінні формує численну кількість нових випадкових мутацій. Деякі з них долають стійкість нового гібрида. З огляду на високу здатність вовчка до формування насіння і коротку сівозміну соняшнику (3–4 роки і навіть менше) поширеність біотипу з новими пристосувальними властивостями триватиме короткий період, і поля швидко заселяться насінням вірулентної раси, яка подолала імунітет, що існує. Тому необхідно контролювати вовчка і проводити профілактику його появи на кожному полі зважаючи на його індивідуальну історію.

Комплексна система контролю Orobanche cumana на соняшнику, окрім обов’язкового використання генетичної стійкості, має передбачати введення у сівозміну культур — провокаторів проростання насіння вовчка (кукурудза, буряки, соя, люцерна, конюшина, льон, салат, томати, земляна груша тощо), що сприятиме очищенню від нього поля. При цьому слід лише ті сорти і гібриди цих культур, кореневі ексудати яких здатні стимулювати до проростання максимальну кількість насіння паразита. Перевага цього заходу — в його екологічності на відміну від хімічного.

Очищають ґрунт від насіння вовчка за допомогою гербіцидів, які знищують вовчок, але при цьому не впливають на соняшник, оскільки це спеціальні генотипи культури, що містять ген стійкості до гербіциду. При цьому гинуть усі зачатки вовчка, що встигли проникнути в корені.

Отже, комплексний підхід до розв’язання проблеми швидкого расоутворення Orobanche cumana і зменшення втрат урожаю соняшнику від цього квіткового паразита забезпечить результативність та ефективність узагальнених заходів захисту.

Віра ПЕТРЕНКОВА, керівник відділу теоретичних досліджень в рослинництві та
генетичних ресурсів, д-р с.-г. наук, професор, член-кореспондент НААН

Єгор КУЧЕРЕНКО, завідувач лабораторії імунітету рослин до хвороб та 
шкідників Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН, канд. с.-г. наук

Катерина КОМПАНЕЦЬ, ст.науковий співробітник, кандидат с.- г.наук,

Анна ЗВЯГІНЦЕВА, ст.науковий співробітник, кандидат с.-г. наук