Sergejs Elanskis
Viena no bīstamākajām kartupeļu un tomātu slimībām ir vēlīnā pūtīte, ko izraisa oomicete Phytophthora infestans (Mont.) De Berijs. Šis fitopatogēns ir ļoti kaitīgs, jo piemērotos laika apstākļos tas spēj masveidā attīstīties un radīt lielus ražas zudumus, kā arī spēcīgu mainīgumu, kas ļauj ātri pārvarēt šķirņu pretestību un fungicīdu preparātu toksisko iedarbību. Līdz šim nav izveidotas kartupeļu un tomātu šķirnes, kas būtu pilnībā izturīgas pret šiem patogēniem.
Vienīgā iespēja aizsardzībai pret vēlo puvi ir augu aizsardzības ķimikāliju izmantošana. Vēlīnās iedeguma epifitozi sāk primārais sējmateriāls. Eiropā primāro sējmateriālu uzskata par infekciju, kas nokļuvusi augsnē ar slimiem sēklu bumbuļiem, pārziemojusi augsnes oosporās (biezu sienu reproduktīvās struktūras) P. infestāņi), kā arī zoosporangijas, ko vējš atnesis no augiem, kas audzēti no pārziemotiem bumbuļiem pagājušā gada laukos ("brīvprātīgie" augi), vai uz bumbuļu kaudzēm, kas izmesti, tos uzglabājot uzglabāšanai. No tiem augus, kas audzēti uz izmestiem bumbuļiem, uzskata par visbīstamāko infekcijas avotu. tur bieži sadīgušu bumbuļu skaits ir ievērojams, un zoosporangijas no tiem var pārvadāt lielos attālumos. Pārējie avoti (oosporas, "brīvprātīgo" augi) nav tik bīstami, jo nav ierasts augus audzēt uz tiem pašiem laukiem biežāk nekā reizi 3-4 gados. Infekcija no slimiem sēklu bumbuļiem ir arī minimāla, pateicoties labajai sēklu kontroles sistēmai.
Kopumā primārā sējmateriāla daudzums Eiropas populācijās ir ierobežots, un tāpēc epidēmijas pieaugums ir diezgan lēns, un to var veiksmīgi kontrolēt, izmantojot ķīmiskos fungicīdos preparātus.
Krievijā situācija ir radikāli atšķirīga. Lielāko daļu kartupeļu un tomātu ražas audzē nelielos privātajos dārzos; aizsardzības pasākumi viņiem vai nu netiek veikti, vai arī fungicīdās procedūras tiek veiktas nepietiekamā skaitā un sākas pēc vēlīnās iedeguma parādīšanās virsotnēs. Tā rezultātā privātie dārzeņu dārzi darbojas kā galvenais infekcijas avots, no kura zoosporangijas vējš nogādā komerciālos stādījumos. To apstiprina mūsu tiešie novērojumi Maskavā, Brjanskā, Kostromā, Rjazaņas reģionos: privāto dārzu augu bojājumi tika novēroti pirms komerciālo stādījumu fungicīdu ārstēšanas sākuma. Pēc tam epidēmiju lielos laukos ierobežo fungicīdu preparātu lietošana, savukārt privātajos dārzos strauji attīstās vēlīnā pūtīte.
Komerciālu stādījumu nepareizas vai "maza budžeta" apstrādes gadījumā laukos parādās vēlīnās iedeguma perēkļi; nākotnē viņi aktīvi attīstās, tverot arvien lielākas teritorijas.
Infekcija privātajos dārzos būtiski ietekmē epidēmijas komerciālos laukos. Visos Krievijas kartupeļu audzēšanas reģionos kartupeļu platība privātajos dārzos ir vairākas reizes lielāka nekā lielo ražotāju organizāciju lauku kopējā platība. Šādā vidē privātos dārzeņu dārzus var uzskatīt par globālu sējmateriālu resursu komerciāliem laukiem.
Mēģināsim noteikt tos īpašumus, kas raksturīgi P. infestans populācijām privātajos dārzos. Sēklu stādīšana un karantīnas kontrole pārtikas kartupeļiem, tomātu sēklām, kas iegūtas no apšaubāmiem ārvalstu ražotājiem, ilgstoša kartupeļu un tomātu audzēšana tajos pašos apgabalos, nepareiza fungicīdu apstrāde vai pilnīga to neesamība privātajā sektorā izraisa smagas epifitoties, kuras rezultāts ir bez maksas krustošana, hibridizācija un oosporu veidošanās privātajos dārzos. Rezultātā tiek novērota ļoti augsta genotipa daudzveidība, kad gandrīz katrs celms ir unikāls savā genotipā (Elansky et al., 2001), un genotipu izplatība populācijās apmierina Hardija-Veinberga attiecību (Amatkhanova et al., 2004), kas liecina par labu brīvai šķērsošanai populācijās. Skartajos augu orgānos aktīvi veidojas oosporas (Smirnov, Elansky 1999). Stādot dažādas ģenētiskas izcelsmes sēklas kartupeļus, maz ticams, ka radīsies kloniskas līnijas, kas specializējušās uzbrukumam noteiktai šķirnei. Šādā gadījumā izraudzītie celmi atšķiras ar to daudzpusību attiecībā uz ietekmētajām šķirnēm; lielākajai daļai no tiem ir tuvu maksimālajam virulences gēnu skaitam (Amatkhanova et al., 2004; Shein et al., 2009). Tas ļoti atšķiras no "klonālo līniju" sistēmas, kas raksturīga lieliem lauksaimniecības uzņēmumu laukiem ar pareizi uzstādītu aizsardzības sistēmu pret vēlu puvi. "Klonālās līnijas" (kad visus vēlīnā sērgas patogēna celmus laukā pārstāv viens vai vairāki genotipi) ir visuresoši valstīs, kur kartupeļu audzēšanu veic tikai lielas saimniecības: ASV, Nīderlande, Dānija uc (Goodwin et al., 1994, Dyakov, Elansky, Cooke et al., 2007). 2006. gadsimta beigās Krievijas Āzijas un Tālo Austrumu daļās bija plaši izplatītas "klonālās līnijas" (Elansky et al., 20), kas acīmredzot ir saistīts ar to pašu kartupeļu šķirņu izmantošanu tikai stādīšanai. Nesen situācija šajos reģionos ir sākusi mainīties arī uz populāciju genotipiskās daudzveidības palielināšanos (S.N. Elansky, nepublicēti dati).
Intensīvas ārstēšanas ar fungicīdiem preparātiem neesamībai ir cits tiešs rezultāts - dārzos nav rezistentu celmu uzkrāšanās. Patiešām, mūsu rezultāti rāda, ka metalaksilrezistenti celmi privātajos dārzos tiek atklāti retāk nekā komerciālos stādījumos (Elansky et al., 2007).
Tuvumā esošie kartupeļu un tomātu stādīšanas darbi dārzos atvieglo celmu migrāciju starp šīm kultūrām, kā rezultātā pēdējā desmitgadē starp no kartupeļiem izolētajiem celmiem ir palielinājusies to cilvēku īpatsvars, kuri pārnēsā iepriekš tikai "tomātu" celmiem raksturīgo ķiršu tomātu T1 šķirņu rezistenci. Celmi ar T1 gēnu vairumā gadījumu ir ļoti agresīvi gan pret kartupeļiem, gan tomātiem.
Pēdējos gados novēlota pūtīte uz tomātiem daudzos gadījumos sāka parādīties agrāk nekā kartupeļiem. Tomātu stādus var inficēt ar oosporām augsnē vai ar oosporām, kas atrodas tomātu sēklās vai tām pielipušas (Rubin et al., 2001). Kopš 20. gadsimta beigām veikalos ir parādījies liels skaits lētu, galvenokārt ievestu, iesaiņotu sēklu, kuru lietošanu pārsvarā pārņēma mazie ražotāji. Sēklas var saturēt celmus ar genotipiem, kas raksturīgi to audzēšanas reģioniem. Nākotnē šie genotipi tiek iekļauti seksuālajā procesā privātajos dārzos, kas noved pie pilnīgi jaunu genotipu parādīšanās.
Tādējādi privātie dārzi ir globāls "kausēšanas katls", kurā ģenētiskā materiāla apmaiņas rezultātā tiek apstrādāti esošie genotipi un parādās pilnīgi jauni. Turklāt to atlase notiek apstākļos, kas ļoti atšķiras no tiem, kas tiek radīti kartupeļiem lielajās saimniecībās: fungicīdas preses neesamība, stādījumu šķirnes viendabīgums, dažādu vīrusu un baktēriju infekcijas skarto augu pārsvars, tomātu un savvaļas nakteņu tuvums, aktīva krustošana un oosporu veidošanās, iespēja lai oosporas nākamajā gadā izraisītu slimības recidīvu. Tas viss noved pie ļoti augstas piemājas populāciju genotipiskās daudzveidības. Epifitozos apstākļos vēlīnā pūtīte dārzeņu dārzos izplatās ļoti strauji un izdalās milzīgs daudzums sporu, kas lido uz tuvējiem komerciālajiem stādījumiem. Tomēr, nokļūstot komerciālos laukos ar pareizu lauksaimniecības tehnoloģiju un aizsardzības sistēmu, ielidojušajām sporām praktiski nav iespēju laukā izraisīt smagu epidēmiju, kas ir saistīts ar klonisko līniju trūkumu, kas ir izturīgi pret 10 fungicīdiem un ir specializējušies kultivētajai šķirnei.
Cits primārā sējmateriāla avots var būt slimi bumbuļi, kas iesprostoti komerciālajos stādos. Šie bumbuļi parasti tika audzēti laukos ar labu lauksaimniecības tehnoloģiju un intensīvu ķīmisko aizsardzību. Izolātu, kas skāra bumbuļus, genotipi ir pielāgoti viņu pašu šķirnes attīstībai. Šie celmi ir ievērojami bīstamāki komerciālai stādīšanai, salīdzinot ar sējmateriālu, kas nāk no privātiem dārziem. Arī mūsu pētījumu rezultāti apstiprina šo pieņēmumu. Populācijas, kas izolētas no lieliem laukiem ar pienācīgi veiktu ķīmisko aizsardzību un labu lauksaimniecības tehnoloģiju, neatšķiras ar augstu genotipa daudzveidību. Bieži vien tās ir vairākas klonālās līnijas, kurām raksturīga augsta agresivitāte un pārsvarā celmi, kas izturīgi pret fungicīdiem.
Celmi no komerciālā sēklu materiāla var iekļūt augu dārzu populācijās un iesaistīties tajos notiekošajos procesos. Tomēr dārzeņu dārzā viņu konkurētspēja būs daudz zemāka nekā komerciālā jomā, un drīz viņi pārstās eksistēt klonālas līnijas formā, taču viņu gēnus var izmantot “dārzu” populācijā.
Infekcija, kas ražas novākšanas laikā attīstās uz "brīvprātīgajiem" augiem un uz iznīcinātiem bumbuļiem, Krievijai nav tik aktuāla, jo Galvenajos Krievijas kartupeļu audzēšanas reģionos ir vērojama dziļa ziemas augsnes sasalšana, un augi no bumbuļiem, kas ziemojuši augsnē, reti attīstās.
Turklāt, kā liecina mūsu eksperimenti, vēlīnās iedeguma izraisītājs parasti neizdzīvo negatīvā temperatūrā pat uz bumbuļiem, kas ir saglabājuši savu dzīvotspēju. Sausajā zonā, kur praktizē agro kartupeļu audzēšanu, sausā un karstā augšanas perioda dēļ vēlīnā pūtīte ir diezgan reti sastopama.
Tādējādi mēs šobrīd novērojam P. infestans populāciju sadalījumu “lauka” un “dārza” populācijās. Tomēr pēdējos gados ir novēroti procesi, kas noved pie šo populāciju genotipu konverģences un savstarpējas iekļūšanas.
Starp tiem var atzīmēt vispārēju mazo ražotāju lasītprasmes pieaugumu, pieejamu mazu sēklas kartupeļu iepakojumu parādīšanos, fungicīdu preparātu izplatīšanos mazos iepakojumos un iedzīvotāju zaudētās bailes no “ķīmijas”.
Situācijas rodas, kad, pateicoties viena piegādātāja enerģiskai darbībai, veseli ciemati tiek apstādīti ar vienas šķirnes sēklu bumbuļiem un tiek nodrošināti ar maziem to pašu pesticīdu iepakojumiem. Var pieņemt, ka blakus esošajos komerciālajos stādījumos būs atrodami vienas un tās pašas šķirnes kartupeļi.
No otras puses, daži pesticīdu tirdzniecības uzņēmumi veicina “budžeta” ķīmiskās apstrādes shēmas. Šajā gadījumā tiek samazināts apstrādes gadījumu skaits un tiek piedāvāti lētākie fungicīdi, un uzsvars netiek likts uz vēlīnās iedeguma attīstības novēršanu līdz galotņu pļaušanai, bet gan uz noteiktu epifitotozes aizkavēšanos, lai palielinātu ražu. Šādas shēmas ir ekonomiski pamatotas, audzējot trauku kartupeļus no zemas kvalitātes sēklu materiāla, kad principā nav runas par augstas ražas iegūšanu. Tomēr šajā gadījumā, atšķirībā no dārza populācijām, kartupeļu izlīdzinātais ģenētiskais fons ļaus atlasīt specifiskas fitopatogēnu fizioloģiskās rases, kas ir ļoti bīstamas šai šķirnei.
Tendences uz kartupeļu ražošanas "dārza" un "lauka" metožu konverģenci mums šķiet diezgan bīstamas. Lai novērstu to negatīvās sekas gan mājas, gan tirdzniecības nozarēs, būs nepieciešams kontrolēt gan sēklas kartupeļu sortimentu, gan privātīpašniekiem piedāvāto fungicīdu klāstu mazos iepakojumos, kā arī izsekot kartupeļu aizsardzības shēmām un fungicīdu preparātu lietošanu komerciālajā nozarē.
Sakarā ar vājo sēklu ražošanas attīstību Krievijā, lielus sēklas kartupeļu apjomus ieved no ārzemēm. Kopā ar to tiks importēti jauni, iespējams, ļoti patogēni un izturīgi pret fungicīdiem patogēnu celmi, t.sk. vēlīnā pūtīte.
Krievijā viņu genofonds būs iesaistīts dabiskā jaunu, mūsu apstākļiem pielāgotu genotipu audzēšanas procesā un Krievijā kultivēto šķirņu sakāvē.
Privātā sektora teritorijās intensīvi attīstās ne tikai vēlīnā sērga, bet arī Alternaria. Lielākā daļa privāto zemes gabalu īpašnieku neveic īpašus pasākumus, lai pasargātu no Alternaria, kļūdaini uzskatot Alternaria attīstību ar virsotņu dabisko novītušanos vai vēlīnās sērgas attīstību. Tāpēc, masveidīgi attīstoties Alternaria uzņēmīgām šķirnēm, mājsaimniecības zemes gabali var kalpot kā potēšanas avots komerciāliem stādījumiem.
Šis darbs tika veikts ar daļēju Krievijas Zinātnes fonda atbalstu (projekts N 14-50-00029).
Raksts tika publicēts žurnālā "Potato Protection" (Nr. 1, 2015)