Вьюнок полевой (Convolvulus arvensis L.) как аккумулятор возбудителей бактериозов

Вьюнок полевой (Convolvulus arvensis L.) входит в список десяти наиболее опасных сорняков мира. Росту его популяции способствует активное применение азотных удобрений. Актуальность проблемы борьбы с вьюнком полевым обусловлена высоким уровнем потери урожая. По шкале вредоносности сорняков Rode вьюнок имеет максимальный балл опасности – 3. Экономический порог вредоносности для повилики полевой составляет 3-6 шт./м2

В последние годы землевладельцы и арендаторы пахотных земель массово отказываются от научно обоснованных структур посевов и правильного чередования в них культур. Пресыщение севооборотов одновидовыми или даже монокультурами, примитивные способы выращивания сельскохозяйственных культур, а также отсутствие действенного государственного контроля в этой сфере привели к существенному росту засоренности пахотных земель. Сорняки, особенно многолетние, в посевах сельскохозяйственных культур стали глобальной проблемой.

Видовой состав сорняков зависит от природных условий, биологических свойств и агротехники выращивания той или иной культуры. Он может быть различным в отдельных зонах земледелия, в пределах хозяйств района и даже севооборотов. По данным Института микробиологии и вирусологии им. Д. К. Заболотного НАН Украины, за последние 20 лет в Харьковской области засоренность посевов кукурузы увеличилась в основном за счет злаковых однолетних (просовидных) видов щирицы обычной и повилики полевой. При внесении удобрений засоренность посевов гороха росла за счет мышея сизого, лебеды белой и корнеотпрысковых – осота и повилики. То есть посевы сельскохозяйственных культур все больше поражаются корнеотпрысковыми сорняками, в частности березкой полевой.
Вьюнок полевой – многолетнее корнеотпрысковое растение, имеющее мощную корневую систему, главный корень которой проникает в почву на глубину до 3-4 м. От главного корня на разной глубине горизонтально отходят подземные боковые корни. На боковых корнях развиваются почки, дающие начало новым растениям – корневую поросль. При достаточной влажности и оптимальной температуре березка способна разрастаться даже из небольших кусочков. Размножается вьюнок очень быстро. Это очень въедливый бурьян, обвивая стебли культурных растений, он препятствует их развитию, затрудняет подъем после полегания, снижает урожайность, мешает сбору урожая.
Целью нашей работы была проверка предположения, может ли вьюнок полевой быть экологической нишей возбудителей бактериозов растений. И если может, то насколько его фитопатогенные бактерии опасны для культурных растений и могут ли они быть перспективными в борьбе с самой повиликой?
Сбор образцов пораженных растений мы проводили в течение 2007-2009 годов в ходе обследования полевых дорог и посевов сои сорта Чернятка и Киевская-27 в фазе развития 4-5 настоящих листьев во всходах, в фазах бутонизации, созревания и зрелости на полях Института земледелия УААН в г. Чабаны Киевской области. На отобранных образцах были выявлены следующие признаки бактериальных поражений.
На листьях – светло-бежевые или маслянистые округлые либо угловатые пятна размером от 1х1 до 15х5 мм, почти всегда без хлоротичной каймы (фото 1). Пятна располагались по всей поверхности листа, иногда по краю в виде ожога. Мелкие пятна сливались, некрозы приобретали неправильную форму. Некротизированная ткань впоследствии растрескивалась и выпадала. Стебель, как правило, не поражался. Только у образцов, собранных во второй половине лета 2009 года, на стеблях иногда появлялись удлиненные коричневые пятна разных размеров.
Из пораженных образцов повилики полевой изолированы бактерии, часть которых растет на питательной среде (картофельный агар) в виде колоний желтого или серовато-белого цвета.
У изолятов проверены патогенные свойства в отношении растения-хозяина, а у наиболее агрессивных – и в отношении сои. Следует отметить, что 2007 год был благоприятным для проявления симптомов искусственного инфицирования всех органов сои, в то время как в 2008-2009 годах листья и стебли сои оказались достаточно устойчивы к искусственному заражению. Возможно, эти годы с сухим и жарким летом были неблагоприятными для развития бактериозов. Во все годы исследований бобы сои были чувствительны к искусственному заражению. Симптомы инфицирования на них в условиях поля и вегетационного домика были довольно выразительными.
Следует отметить, что в 2007 году из пораженных образцов повилики полевой были изолированы фитопатогенные бактерии с серовато-белыми колониями, идентифицированные как Pseudomonas.syringae. В 2008-2009 годах изоляты с серовато-белыми колониями изолировались только в ранние сроки вегетационного периода. В поздние сроки изолировались только изоляты с желтыми колониями. Интенсивность окраски и оттенок желтоокрашенных (от кремового до розово-оранжевого цвета) колоний часто зависела от сезона и партии картофельного агара (питательной среды), на котором культивировали бактерии. Изоляты с желтоокрашенными колониями были идентифицированы как Curtobacterium sр, часть изолятов осталась не идентифицированной.
Проверка агрессивности изолятов показала, что они характеризуются разной вирулентностью и разной степенью агрессивности по отношению к растению-хозяину и к сое. При искусственном заражении изолятами P. syringae на листьях повилики полевой развивались некротические поражения бежевого цвета – от отдельных пятен по всей поверхности листа до очень больших (на 1/3 листа) вдоль сетчатки (фото 2). На стеб­лях сначала развивались водонасыщенные пятна, пораженная ткань некротизировалась. При сильном поражении происходил надлом стеб­ля. Изоляты бактерий с желто-окрашенными колониями, идентифицированными как Curtobacterium sр, по сравнению с изолятами P. syringae были менее агрессивны.
При искусственном заражении на листьях повилики полевой появлялись преимущественно угловатые некрозы и незначительные поражения – стебле. Некрозы имели красновато-коричневую кайму, некротическая ткань была более интенсивно окрашена по сравнению с поражением P. syringaе. Высокоагрессивные изоляты Curtobacterium sр. были патогенны в отношении бобов сои, на которых изначально развивались бежево-коричневые некрозы, а вскоре бобы усыхали и часто отпадали (фото 3).

Вывод

Вьюнок полевой, пораженный фитопатогенными бактериями, опасен для посевов сои не только как загрязнитель, но и как аккумулятор возбудителей бактериозов, которые при определенных условиях могут стать причиной массовых поражений культуры. Изолированные бактерии не инфицировали сою. Следовательно, если в процессе нашей дальнейшей работы выяснится, что эти свойства стабильно присущи названным бактериям, данные изоляты можно будет считать перспективными в отношении разработки биопрепаратов для борьбы с таким вредоносным бурьяном, как вьюнок полевой. Но для этого нужны дальнейшие исследования и определенная материальная поддержка. А пока с повиликой полевой аграрии продолжают бороться с помощью гербицидов и правильного чередования культур в севооборотах.
Людмила Яковлева, старший научный сотрудник
Владимир Патыка, завотделом фитопатогенных бактерий, доктор биологических наук
Татьяна Щербина, инженер отдела
Институт микробиологии и вирусологии им. Д. К. Заболотного НАН Украины

(Опубликовано в № 10.2010 г.)