Резистентність грибів-патогенів рослин. Управління ризиками

176

Чому не працюють фунгіциди?

З кожним роком у світі все більше та більше з’являється інформації щодо недостатньої ефективності тих чи інших фунгіцидів проти патогенів рослин. Звичайно, що цей феномен може бути викликаний різними чинниками, такими як: використання фунгіцидів із неякісним обприскуванням, зносом вітром, або ж використанням неякісних продуктів тощо. Однак, яке пояснення шукати, коли всі звичні чинники виключено? На сьогодні одним із важливих питань захисту рослин, що турбує наукове суспільство, є розвиток резистентності патогенів рослин до фунгіцидів. Саме тому ми хочемо звернути вашу увагу на вивчення цього питання.

Історія питання

Сьогодні існує справжня занепокоєність, подібна до ситуації з антибіотиками та хворобами людини, що контроль збудників хвороб рослин може незабаром стати неефективним за допомогою доступних агрохімікатів. 1887 року М. Г. Косяков (Логінова, 1951) відкрив явище пристосування хвороботворних для людини та тварин мікробів до хімічних речовин. Виникнення резистентності збудників до фунгіцидів є окремим випадком природного процесу біологічної еволюції організмів, здатних адаптуватися до мінливих умов зовнішнього середовища.

У 60-х рр. були виділені штами фітопатогенних грибів, стійких до мідного купоросу, каптану та його аналогів, тираму, циклогексаміду, додіну, фталану, цинебу, диклорану, квінтоцену, кітаціну, родану, дахлону, сірки, ртутьвмісних препаратів і т. д. Стали з’являтися повідомлення про зниження ефективності певних фунгіцидів, унаслідок виникнення стійких до них форм грибів. Зокрема, на Атлантичному узбережжі США, починаючи з кінця минулого століття, для захисту картоплі від фітофторозу досить було провести 2-3 обприскування бордоською рідиною. Після 60-річного використання препарату потрібно вже 10 обробок (Horsfall, 1956). Аналогічні дані отримані в Угорщині та колишньому СРСР (Дунін, 1959). 1964 року виявлена резистентність Pyrenophora spp. зернових до цілого ряду органо-ртутних сполук, які були на ринку вже 40 років. Починаючи зі 70-х років у грибів Cercospora betae, Phytophtora infestance та інших виявлена резистентність до бензимідазолів, у борошнистої роси огірків і ячменю виявлена стійкість до 2-аміно-піримідинів. У 80-90-х роках виявлені десятки випадків резистентності грибів-патонгенів рослин до хімічних фунгіцидів:

  • Збудника сірої гнилі Botrytis cinerea на винограді до хімічних сполук дитіокарбаматів.
  • Збудників борошнистої роси огірка Podosphaera fuliginea і ячменю Blumeria graminis до інгібіторів біозинтезу стеролу – триазолів.
  • 1985 року виявлена резистентність збудника летючої сажки ячменю Ustilago nuda до карбоксанілідинів.
  • 1998 року виявлена резистентність до QoL-фунгіцидів – стробілуринів на низці культур у різних патогенів, наприклад, Cercospora betae на цукровому буряку.
  • У Франції та Німеччині 2016 року виявлена резистентність деяких збудників хвороб рослин до фунгіцидів відносно нового класу SDHI – карбоксамідів; Sclerotinia sclerotiorum на ріпаку – до боскаліду, помірно резистентні форми Pyrenophora teres ячменю до низки діючих речовин.
  • Протягом 2018 – 2019 років в Україні підтверджена резистентність церкоспорозу буряків до стробілуринів і триазолів.

Причини, наслідки резистентності, уникнення появи

Що зумовлює резистентність, які наслідки це може спричинити та які дії потрібно проводити для уникнення появи резистентності? Саме на ці запитання намагається відповісти світова наукова спільнота вже протягом десятиліть. Однією з організацій у світі, яка займається виявленням, вивченням резистентності грибів-патогенів рослин і уникненням пов’язаних з цим ризиків, є FRAC.

FRAC – Fungicide Resistance Action Committee – це спеціалізована технічна група заснована 1980 року  академіками, виробниками засобів захисту рослин, урядовими науковцями Європейських країн  з метою вивчення феномену резистентності та протидії їй. Спілка вивчає ефективність фунгіцидів,  створює та обґрунтовує рекомендації для уникнення виникнення резистентності грибів і обмеження втрат урожаю у разі виникнення резистентності.

Основними цілями FRAC є:

  1. Визначення наявних і потенційних проблем резистентності.
  2. Дослідження фунгіцидів, розроблення їхньої класифікації, реєстрації та використання.
  3. Надання рекомендацій щодо використання фунгіцидів для зниження ризику розвитку резистентності та управління ним у разі її виникнення.
  4. Розроблення та втілення науково-обґрунтованих методик у дослідження стійкості до фунгіцидів.
  5. Стимуляція відкритих зв’язків і співпраця з університетами, урядовими установами, радниками, хімічними компаніями, дистриб’юторами та фермерами.

Науковці-члени FRAC довели, що за багаторазової дії фунгіцидів, бактерицидів і антибіотиків з однотипним механізмом дії придушуються нормальні чутливі форми популяції і виживають поодинокі стійкі штами, що мають змінений обмін. Ці штами присутні в природній популяції або виникають спонтанно з частотою природних мутацій у грибів, а також під впливом речовин-мутагенів або інших мутагенних чинників. При ослабленні конкуренції з боку чутливих штамів резистентні форми отримують перевагу та стають частиною популяції, що домінує, як зображено на малюнку.

Також за роки роботи спілки FRAC було виявлено феномен кросрезистентності. Тобто популяції збудників, які розвивають стійкість до одного фунгіциду автоматично й одночасно стають резистентними до інших фунгіцидів цього класу, на які впливають однакові генні мутації і однаковий механізм дії. Як правило, це фунгіциди, які мають, очевидно, хімічне відношення до першого фунгіциду або подібний механізм дії. Наприклад, штами патогенну, які мають резистентність до беномілу, будуть майже завжди мати високу резистентність до карбендазиму.  Цей феномен виявлено й для деяких триазолів,  стробілуринів і  карбоксимідів. Зокрема, доведено, що одна мутація в мітохондріальному геномі викликає повну стійкість гриба-патогена не лише до однієї діючої речовини класу QoL (стробілурини), а  до всіх фунгіцидів цього класу (Fernandez-Ortuno D, Tores JA, de Vicente A, Perez-Garcia A., 2008).

Основні чинники, які впливають на розвиток резистентності:

  • Постійне використання фунгіцидів з одним і тим же механізмом дії.
  • Неналежний обсяг розпилення (нерівномірний вилив робочого розчину, неправильні пропорції).
  • Занижені норми використання продуктів.

Як вибудовувати стратегію захисту без ризиків?

Відповідно до результату багаторічної роботи вчених  спілки FRAC були розроблені основні рекомендації щодо уникнення ризику резистентності грибів-патогенів до фунгіцидів.

Рекомендації FRAC щодо уникнення ризиків резистентності грибів-патогенів рослин:

  • Не варто використовувати продукт на основі однієї діючої речовини (з одним механізмом дії). Потрібно використовувати суміші-формуляції діючих речовин із різним механізмом дії.
  • Використовувати офіційно зареєстровані дози продукту. Не занижувати норму використання від офіційно зареєстрованої норми, адже це може спричинити до швидкого прояву резистентності, зокрема для нових фунгіцидів, таких як SDHI.
  • Уникати використання спеціалізовано профілактичних продуктів у разі вже сильного зараження патогенами.
  • Використовувати комплексний підхід для боротьби з патогенами. Не тільки боротися з хворобами хімічним методом, а використовувати інтегрований захист рослин: толерантні гібриди чи сорти, враховувати сівозміну, управління рослинними рештками та обробіток ґрунту.
  • Використовувати широке різноманіття фунгіцидів. Наприклад, підбираючи систему захисту пшениці, вибирати продукти на основі різних хімічних груп і механізмів дії.

Звісно, цей список відображає тільки загальні положення і не враховує специфіку регіону чи конкретної хвороби, хімічної групи чи культури. Наприклад, є специфічні рекомендації для використання SDHI (карбоксамідів) – не більше, ніж дві обробки за сезон (включаючи протруювання), адже ця група є у зоні високого ризику щодо набуття резистентності.

Зі свого боку компанії-оригінатори, повноправні учасники FRAC, повністю підтримують ці рекомендації та суворо дотримуються їх. Наприклад, ефективність новітнього фунгіциду на основі діючої речовини Солатенол, яка є революцією в контролі хвороб листя зернових культур, була перевірена на відомих резистентних штамах збудників хвороб. Реєстрація цього фунгіциду не передбачає використання половинних норм і повторного внесення більше одного разу на тому самому полі.

Дотримання антирезистентної програми – це наша спільна з вами робота задля розкриття потенціалу рослин і ощадливого використання часу й ресурсів, що нам дарує природа.

© Валерій Дубровін, к. с.-г. н., технічний експерт із фунгіцидів, ТОВ «Сингента»