Сергій Банадисев, доктор сільськогосподарських наук, керівник селекційної програми ТОВ «Дока-Генні Технології»
Шкідливість вірусних хвороб картоплі послідовно підвищується. В останні роки збиток від них виражається не тільки в зниженні врожайності, але і в погіршенні товарних якостей бульб. Некротичні штами YBK, ВСЛК, моп-топ, Раттл-вірусів роблять картопля нестандартним, при цьому симптоми нових штамів на листках стають все менш вираженими. Особливо проблемним стає Y-вірус (фото 1-4). До його некротическим штамів немає генів стійкості, створення сортів з високою стійкістю методами класичної селекції неможливо. Розгляд біології та особливостей збудників вірусних хвороб не є предметом цієї статті (інформації на цю тему більш ніж достатньо), основну увагу приділимо аналізу наявних можливостей отримання високоякісного по вірусних хвороб насіннєвого матеріалу.
Перш за все потрібно уточнити саме поняття високої якості. Вимоги стандартів передбачають жорсткі обмеження зовнішнього прояву вірусних хвороб, а в ряді країн, включаючи РФ, додатково обмежується внутрішня, прихована зараженість бульб. Нюансів регулювання допусків на вірусні хвороби при цьому багато і деякі з них істотні (табл.1). Розберемося в деталях.
На перший погляд здаються дуже жорсткими норми Нідерландів з прихованою зараженості: всього 1,4% допуск в еліті. Але у внутрішній інструкції NAK по процедурі аналізу це пояснюється і стає зрозумілим. Обов'язковою є контроль прихованої зараженості категорії супереліта і вище. Аналіз ведеться методом ПЛР і тільки по Y-вірусу. В одну пробу ПЛР об'єднують 50 бульб. Партія визнається стандартною, якщо позитивну реакцію показує не більше ніж одна проба з чотирьох, або не більше ніж дві проби з восьми, або три проби з 12, в залежності від загальної кількості бульб в аналізованому зразку. Допуск 0,6% виходить з припущення, що в пробі з 50 бульб тільки один заражений. Але це ж в ідеальному випадку, теоретично можуть бути зараженими все 50 бульб в об'єднаній пробі з 50 бульб. І тоді цифра фактичної прихованої зараженості партії повинна бути 25%, а не 0,6%.
Реалістами в оцінці прихованою зараженості є шотландці та американці. У Шотландії розташована одна з п'яти затверджених законодавчо європейських захищених територій Хай Грейд (HG) насінництва картоплі ЄС. Тобто, це зона виробництва самого якісного матеріалу. Проте, правила сертифікації там не вимагають обов'язкової перевірки прихованої зараженості. Так, рекомендується робити, але на результати сертифікації рівень прихованого зараженості не впливає. У США проводиться оцінка зараженості бульб класичним методом грунтового контролю. Восени з усіх підлягають сертифікації партій відбираються зразки і відправляються на Гаваї або до Флориди. Там немає зими, бульби відразу висаджуються в ґрунт і оцінюються по візуальному прояву вірусних хвороб в процесі вегетації. І це правильно, не всяка прихована інфекція відбивається на листі і врожаї, іноді вона так і залишається в латентній формі багато років, не завдаючи ніякої шкоди. До лютого отримують результати з конкретним фактичним проявом наявних вірусних хвороб на рослинах потомства. Така ж картина буде у покупців насіння, але пізніше. Ці відомості визначають підсумковий результат річної сертифікації, і основна весняна реалізація ведеться з урахуванням цієї інформації.
У стандартах S-1 ЄЕК ООН, Німеччини, Франції теж передбачена і використовується оцінка вірусів в прямому потомстві. Після прибирання необхідно взяти зразки по 100 бульб, виростити в теплиці і оцінити по прояву вірусних хвороб на листі. По суті, це теж грунтконтроль, тільки в закритому грунті, більш дорогий варіант. Лабораторне тестування проводиться тільки в спірних випадках. Але в тому ж стандарті S-1 є протиріччя, оскільки в розділі про процедуру оцінки згадується можливість застосування не тільки візуального, але й лабораторного методу. Фахівцям зрозуміло, що методом ІФА або ПЛР виявляється в кілька разів більше вірусних рослин, ніж візуально.
Що стосується норм прихованої зараженості, введених ГОСТ 33996-2016 з 2018 року в РФ, то вони передбачають саме лабораторне тестування, без візуальної оцінки вирощеного потомства, і є унікальними в частині роз'яснення. За новим стандартом обов'язковою є тільки оцінка прихованої зараженості оригінального насіннєвого матеріалу: ССЕ і вище. Але примітка відкриває неосяжні можливості для експромтів і імпровізацій: «Примітка. Для партій суперелітного, елітного і репродукційного насіннєвої картоплі, що надходить в обіг в країнах, які взяли стандарт, лабораторне тестування проводиться за заявкою виробника або постачальника насіннєвої картоплі. Гранично допустимі норми обмеження вірусної і / або бактеріальної інфекції за результатами лабораторного тестування бульбових проб можуть встановлюватися в договорах (контрактах) на поставку насіннєвої картоплі за домовленістю сторін. Для партій категорії ЕС граничний рівень обмеження НВК за результатами лабораторного тестування не повинен перевищувати 10% ». Ці три пропозиції перетворили стандарт з суворого і однозначного документа в юридичний нонсенс, джерело з'ясування відносин виробників і покупців, інструмент претензій. Як можна допускати (по суті замінювати стандарт) і покладатися на домовленості сторін в питаннях якості, адже інтереси продавця і покупця тут ніяк не можуть збігтися. Як можна встановлювати однакові норми для різних категорій, адже зниження якості в міру репродукування відбувається неминуче. І ще одне положення стандарту 33996-2016 - оцінку прихованої зараженості вірусними хворобами - дозволено проводити як методом ІФА, так і ПЛР. При тому, що чутливість цих методів різниться на порядок. Але стандарт затверджено та введено в дію, дотримання його норм і вимог є обов'язковим для всіх насінницьких підприємств.
Насінництво картоплі в даний час у всіх країнах з розвиненим картоплярством ведеться на так званій безвірусній основі. Культура клітин і тканин в поєднанні з термо-хіміотерапією і мікроклональним розмноженням дозволяють отримувати вихідний насіннєвий матеріал з нульовим вмістом вірусів в клітинах картоплі. Але потрібно розуміти два моменти: нульове - значить не повна відсутність, а можливість присутності в кількості нижче порога чутливості наявних молекулярних методів діагностики. І звільнення від вірусів не означає надання картоплі стійкості до вірусів. Без надійного захисту від повторного зараження вірусними хворобами оздоровлений насіннєвий матеріал картоплі стає різновидом гібридів F-1, у яких тільки перше покоління дає відмінні результати, а при подальшому репродукування відбувається різке зниження показників. Придбання насіннєвої картоплі на один рік вирощування в регіонах зі стресовим кліматом і високим інфекційним фоном широко практикується, в тому числі на півдні РФ. Але при такій схемі забезпечення насіннєвим матеріалом насіння повинні бути в достатній кількості і за розумною, прийнятною ціною. Весь сенс польового етапу насінництва картоплі полягає в отриманні максимальних обсягів доступних за ціною насіння при жорсткому стримуванні повторного зараження. Практично всі обов'язкові та спеціальні організаційно-методичні та технологічні заходи та операції спрямовані на це. Заражена вірусом рослина і бульби вилікувати неможливо, і боротьба з вірусними хворобами виражається в недопущенні зараження рослин попелицями та механічно. Розглянемо кілька найважливіших аспектів менеджменту вірусних хвороб, за якими роботу потрібно вести на найвищому рівні.
1. Облік і реагування на динаміку і видовий склад попелиць-переносників вірусів. Перенесення попелицями вірусів з хворих рослин на здорові, поряд з вихідним зараженням посадкового матеріалу і механічним перенесенням є основною причиною повторного зараження насіннєвої картоплі. Більшість вірусів зберігає вірулентність і утримується на ротовій апараті попелиці кілька годин. За цей час тля може полетіти на десятки кілометрів з городу, звалища, низькоякісного посіву і опинитися в розплідниках насінництва. Спостерігати за цим процесом на насінницьких полях потрібно фактично безперервно - від посадки до повного висихання бадилля. Треба відзначити, що у всіх країнах розвиненого картоплярства моніторинг попелиці проводиться з вагомою участю бюджетного фінансування та залученням провідних НДІ. Результати моніторингу та реагування на них семеноводческими підприємствами обов'язково враховуються під час сертифікації. Колись так працювала державна служба захисту рослин і у нас. В даний час моніторинг в РФ на картоплі чомусь ведеться тільки по колорадського жука, який не є проблемою в товарному картоплярстві. Тому будь-яке професійне насінницьке підприємство повинно самостійно здійснювати контроль попелиць-переносників, використовуючи при цьому стандартну методику. А вона досить прозора і уніфікована, потрібно тільки знати важливі подробиці. Основа системи моніторингу попелиці - жовті пастки Меріке (фото 5). Їх потрібно встановлювати трохи вище висоти рослин, на очищеному від всіх рослин ділянці в безпосередній близькості від картопляного поля. (Фахівці із захисту рослин можуть отримати досить точні відомості про кількість попелиць шляхом безпосереднього перегляду 100 листів верхнього, середнього і нижнього ярусу по діагоналі поля).
Людей, які потрапили в пастки крилатих попелиць потрібно збирати щотижня і визначати видовий склад. Здатність переносити віруси у різних видів попелиці відрізняється істотно. Сама шкідлива - зелена персикова попелиця (фото 6,7) має ККД, що дорівнює одиниці, всі інші - набагато менші коефіцієнти (табл.2,3). Коефіцієнти шкодочинності видів попелиці запропоновані англійськими вченими (Felton B. та ін., 2013) і використовуються повсюдно. Вони відрізняються для Y-вірусу і ВСЛК, тобто для різних механізмів передачі вірусів. Жовтим фоном виділені особливо небезпечні види, що колонізують картопля, тобто ті, що поселяються на картоплі, формують безкрилі форми, теж розносять віруси. До них відносяться персикова, картопляна, велика картопляна, крушини, крушінніковая попелиці. Решта враховуються види не колонізують картопля, але переносять віруси транзитом, в процесі пробних уколів при пошуку звичних кормових культур. Визначення видового складу крилатих попелиць вимагає високої кваліфікації та наявності мікроскопа. Фундаментальні визначники попелиць видавалися 40-50 років тому і зараз є бібліографічною рідкістю. Останні повнокольорові атласи Німеччини (2000) і Нідерландів (2008 г.) можна придбати в інтернет-магазинах видавництв. Є й спеціалізовані сайти по попелиці, наприклад, aphid.aphidnet.org, але на них чисто картопляні види представлені фрагментарно. При аналізі вмісту пасток слід не випускати з уваги можливість попадання в них цикадок і псіллід (фото 8,9), які розносять столбур і вже проник в Європу вірус Зебра-чіпс.
Фото 8. Цикадки Фото 9. Псілліда
Кількість спійманих екземплярів попелиці перераховується в індекс векторного тиску (ИВД). Персикова попелиця враховується в реальних одиницях, всі інші види перемножуються на коефіцієнт шкодочинності. По суті, переводяться в одну одиницю вимірювань, формат шкодочинності персикової попелиці. Так, якщо спіймано 20 штук картопляної попелиці, то для розрахунку індексу їх кількість буде 20х0,2 = 4 од. Сумарна кількість в перерахунку на персикову тлю - це і є індекс векторного тиску. Логічніше вважати ИВД по неперсістентним видам попелиці, як найбільш проблемним. Індекс менше двох одиниць є абсолютно безпечним, зелений колір. Від 2 до 10 - жовтий колір, стан готовності, прийняття захисних заходів на розсуд підприємства. ИВД вище 10 вимагає обов'язкового застосування захисних засобів від попелиці. Це перевіряє служба сертифікації. Неприйняття захисних заходів - підстава для зниження класу насіння або видачі розпорядження про знищення бадилля. Поріг шкодочинності попелиці (10 одиниць персикової попелиці) встановлено в ході спеціальних досліджень ступеня зараження насіннєвого матеріалу при різному векторному тиску. Зараження вірусам достовірно збільшується, якщо чисельність попелиці перевищує поріг, при менших кількостях різниця між рівнями зараження несуттєва. Відповідно, при зеленому і жовтому рівні ИВД захисні заходи не дають ефекту, не позначаються на рівні зараження і проводити їх немає сенсу.
У деяких європейських країнах по всіх точках моніторингу ведеться розрахунок сумарного (накопиченого) ИВД з початку вегетації (рис.1). Встановлено граничні значення сумарного ИВД, після досягнення яких служба сертифікації видає припис про скошування, десикації бадилля на насіннєвих ділянках. Як ви будете почуватися граничне значення? У Нідерландах ИВД в даний час - 80 одиниць персикової попелиці (Haverkort A., 2018). У національних офіційних правилах сертифікації ці показники не вказані. Але підкреслюється, що при видачі розпорядження про скошування бадилля враховується не тільки накопичений індекс векторного тиску, а й стійкість сортів до вірусної інфекції (є офіційна градація вирощуваних сортів за цією ознакою), кількість рослин з симптомами вірусів, виявлене в ході польової інспекції, проведення захисних заходів проти попелиці. На виконання припису фермерам відводиться від двох (Нідерланди) до трьох (Шотландія) днів. Невиконання припису призводить до відмови в сертифікації або зниження класу насіння.
Кваліфікований постійний моніторинг попелиць-переносників вірусних хвороб дає оперативне розуміння рівня інфекційного фону і дозволяє проводити захисні заходу не шаблонно, а в міру необхідності, тим самим заощаджуючи значні кошти на ЗЗР. Крім того, семеновод ЄС надається сервіс попередження про початок літа попелиці. В системі бюджетних НДІ функціонує по кілька всмоктувальних пасток (фото 10), які виявляють переносників в повітрі на великій висоті. Одна усмоктувальна пастка дає точний прогноз в радіусі 100 км. Про такий сервіс доводиться тільки мріяти, але наведена інформація дозволяє правильно здійснювати контроль на рівні окремого підприємства, трансформуючи отриману інформацію в оперативні заходи по контролю вірусних хвороб з урахуванням ситуації, що в конкретний рік і на конкретних полях ситуації. До переліку цих заходів входять різні прийоми ізоляції і захисту насіннєвих ділянок.
2. Просторова ізоляція. Розміщення виробництва насіннєвої картоплі в регіонах з мінімальним інфекційним фоном векторів вірусних хвороб практикується у всіх країнах розвиненого картоплярства. Так, в Нідерландах насінництво зосереджено на північних прибережних польдерах (рис.2).
Багаторічні спостереження підтвердили, що в цій місцевості інфекційний фон в півтора рази нижче, а критичний сезонний рівень ИВД в середньому настає 26 липня, на два тижні пізніше в порівнянні з півднем країни. (Haverkort A., 2018). Це добре видно і на рис.1: на півночі ИВД зелений, на півдні червоний. Цілком можна зробити висновок, що на півдні Нідерландів насінництво картоплі вкрай ризиковано, а про більш південні країни і говорити нема чого. Але не потрібно забувати про відносність. Якщо не впиратися в кордон Нідерландів, а проїхати на південь всю Бельгію, то на півночі Франції, в прибережному регіоні Ла Маншу, знаходиться зона насінництва картоплі цієї країни. Франція займає друге місце в світі за обсягами експорту насіннєвої картоплі. Це має на увазі високу якість продукції, тим часом французька зона насінництва розташована на 700 км на південь від нідерландських польдерів. Семеновод за рахунок високого рівня технології та організації виробляють гідний товар, хоча зі зрозумілих причин побачити у відкритому доступі результати моніторингу попелиці в цій зоні не представляється можливим.
Шотландський регіон насінництва картоплі сконцентрований на північному сході, на морському узбережжі (рис.3). Якщо подивитися англійська моніторинг попелиці за останні роки, то в цій зоні інфекційний фон в два рази нижче в порівнянні з центральною Англією. Але з'ясовується, що в самій Шотландії є зони з ще меншою кількістю попелиці, на південному сході, кордоні з Північною Ірландією. Чому не там вирощують насіннєву картоплю?
Очевидно, через меншу придатності земель по мехсостава і каменистости. Якщо орієнтуватися тільки на тлю, то все насінництво картоплі ЄС логічно було б розмістити в Скандинавії. Певні кроки в цьому напрямку зроблені. Буквально за 200 км до Полярного кола, на 64-й паралелі розташована фінська, одна з п'яти європейських HG, зона насінництва картоплі (фото 14). Щорічно там на площі 1000 га вирощується до 30 тис. Тонн насіннєвої картоплі. Кліматичні умови мінімально достатні: вегетаційний період з травня по жовтень, дуже довгий світловий день на початку вегетації, прохолодно і достатня кількість опадів - до 300 мм (рис.4).
Інфекційний фон по попелиці вивчений грунтовно незалежними дослідниками (Kirchner S. та ін., 2013) з використанням жовтих і всмоктуючих пасток. За тиждень в пастку потрапляє від 20 до 3000 штук попелиць (рис.5). Але переносників вірусів серед них тільки 10-20%, решта - неспецифічні деревно-чагарникових видів. Персикова попелиця на півночі практично не зустрічається, одинично трапляється картопляна.
Продовження статті буде опубліковано в журналі «Картопляна система» №3, 2020 р
КС