У контролі соєвої цистоутворювальної нематоди не існує простих рішень

Соєва цистоутворювальна нематода становить серйозну загрозу для виробництва сої у всьому світі. Цей шкідник може спричинити втрати врожаю до 50%, погіршуючи не лише кількість бобів, а і їхню якість. В Україні, де соя посідає одне з чільних місць на полях, проблема контролю нематоди набуває особливого значення через інтенсивне вирощування культури й обмежений доступ до сучасних технологій. А також недостатню увагу виробників до цього непомітного, але вкрай небезпечного шкідника

Екстремальна стійкість

Нематоди є практично в усіх середовищах: у ґрунті, прісній і солоній воді, пустелях, на вершинах гір чи в полярних регіонах. Їхня здатність виживати в екстремальних умовах, таких як заморожування, зневоднення чи навіть космічний вакуум, робить їх одними з найвитриваліших організмів.

Нематоди — це дрібні циліндричні черв’яки, які зазвичай мають довжину від 0,1 до 2,5 мм, хоча деякі паразитичні види можуть досягати більше як 1 м в довжину, як, наприклад, Placentonema gigantissima. Науковці оцінюють, що існує понад мільйон видів нематод, але описано всього близько 25 000. І деякі з них стали справжнім викликом для агровиробників.

Прихована шкода

Соєва цистоутворювальна нематода (Heterodera glycines або SCN (Soybean Cyst Nematode)), паразитує на коренях сої, що призводить до значного зниження продуктивності рослин. Вона зберігається в ґрунті у вигляді цист, кожна з яких може містити від 100 до 400 яєць. Цисти здатні бути життєздатними протягом кількох років, що робить шкідника надзвичайно стійким. Личинка проникає в корінь, проколюючи його покрив. За допомогою спеціальних ферментів нематода розкладає клітинні стінки сусідніх клітин, утворюючи велику багатоядерну клітину, яка починає функціонувати як фабрика з виробництва легко засвоюваних цукрів для живлення паразиту. Це забирає частину енергії, яку рослина могла б використати для росту й формування зерна. Хоча розмір нематоди не перевищує 1 мм, на коренях однієї рослини може перебувати десятки чи навіть сотні таких організмів, що суттєво знижує врожайність.

І вкрай небезпечною особливістю SCN є її здатність бути непомітною тривалий час, що сприяє поступовому збільшенню популяції. У світовому масштабі втрати від цього шкідника оцінюють в мільярди доларів щорічно. У США, наприклад, SCN визнано найпоширенішим шкідливим об’єктом у посівах сої. В Україні, де посівні площі сої останніми роками значно збільшились, проблема теж загострюється через інтенсивне вирощування культури, складне фінансове становище та недостатню увагу до сівозміни в багатьох господарствах.

Традиційні обмеження

Справді, сівозміна з культурами, які не є господарями нематоди, — кукурудза, зернові, редька олійна чи ріпак може зменшити популяцію шкідника на 73–88%. Багаторічні трави та гречка також сприяють зниженню чисельності SCN. Однак за високої щільності яєць у ґрунті сівозміна може бути недостатньо ефективною, оскільки яйця лишаються життєздатними кілька сезонів.

Традиційні агрохімічні методи боротьби із соєвою цистоутворювальною нематодою теж натрапляють на численні труднощі. Так, деякі новітні протруйники мають нематостатичну дію (пригнічують або зупиняють розвиток шкідника) й можуть зменшувати зараження на ранніх етапах. Хоча їх реальна ефективність залежить від низки чинників.

Крім того, нематода швидко розвиває стійкість до пестицидів, що значно знижує їх дієвість. Багато популяцій SCN уже демонструють резистентність до поширених нематоцидів, що ускладнює контроль. Крім того, пестициди негативно впливають на довкілля, зокрема забруднюють водні екосистеми й шкодять ґрунтовій мікрофлорі, становлять небезпеку для здоров’я людини. Відтак застосування таких продуктів може мати регуляторні обмеження, зокрема в країнах ЄС. А висока вартість сучасних препаратів робить їх малодоступними для малих і середніх господарств. До того ж захисна структура цист перешкоджає дії пестицидів, що вимагає повторних обробок. Ці виклики змушують науковців і агровиробників шукати альтернативні методи контролю соєвої нематоди.

Спрощення діагностики

Своєчасне виявлення SCN є критично важливим для ефективного керування шкідником. Останні досягнення у цій сфері пропонують нові можливості. Дослідження, проведені Університетом Пердью (США), зосереджено на розробленні молекулярних маркерів, які дозволяють оцінити потенціал вилуплення яєць SCN. Секвенування РНК допомагає ідентифікувати гени, що вказують на рівень активності нематоди, скорочуючи час аналізу з трьох тижнів до одного дня.

Учені також працюють над портативними пристроями для швидкого тестування ґрунту в польових умовах, що може значно полегшити діагностику для фермерів. У деяких країнах застосовують дистанційне зондування за допомогою супутників і дронів, поєднане з машинним навчанням, для виявлення SCN на ранніх стадіях.

Генні модифікації

Розробка стійких сортів сої, зокрема з джерелами резистентності PI88788, Peking або PI437654, є також важливим напрямом, хоча нематода здатна адаптуватися до таких сортів, що вимагає постійного оновлення селекційних програм. Загалом у царині генетичних модифікацій відкрилися нові перспективи. Дослідження, проведені Говардом Бергом і командою BASF Agricultural Solutions, показали, що білок Cry14 може перешкоджати живленню SCN, захищаючи корені сої. Цей підхід, який уже успішно застосовують для кукурудзи та бавовни, може стати революційним для сої.

Біологічні рішення

Біологічний контроль також набирає популярності. Використання антагоністичних мікроорганізмів, таких як гриби Purpureocillium lilacinum і Pochonia chlamydosporia або бактерії Bacillus firmus, демонструє багатонадійні результати в зниженні чисельності SCN. У Китаї, наприклад, низка біологічних засобів уже застосовують на полях. Дослідження також вказують на потенціал деяких видів хижих кліщів для контролю нематод.

Ставка на інтегрований підхід

В Україні доступ до інноваційних підходів у контролі нематод досить обмежений через регуляторні бар’єри та економічні чинники. Те саме використання генетично модифікованих культур суворо регулюється, що перешкоджає впровадженню відповідних рішень. Навіть у діагностиці агровиробники натрапляють на численні труднощі. Так, господарствам рекомендують проводити регулярні обстеження ґрунту, але брак лабораторій із сучасним обладнанням, час і вартість послуги ускладнюють цей процес.

Загалом науковці стверджують, що простих рішень наразі та на осяжну перспективу не існує. Ба більше, підвищення температури ґрунту через зміну клімату може посилити пошкодження культур паразитичними нематодами. Тож проблему треба розв’язувати комплексно: якісний моніторинг, біологічний контроль, стійкі сорти, генетична модифікація, обробка насіння та сівозміна є головними напрямами сталого контролю шкідника. Інтегрований підхід, що поєднує кілька стратегій, бачиться одним-єдиним шляхом до мінімізації втрат врожаю.

Іван Кандул