Как растения защищаются от болезней
Шрифт:
Таким образом, для решения проблемы защиты растений следует познать естественные связи в биосфере, понять, какие из них нарушаются, и попытаться их компенсировать.
А теперь вернемся к двум основным мерам, на которых основывается современная интегрированная система защиты растений.
СОРТ РЕШАЕТ УСПЕХ ДЕЛА
Ничто другое так не способствует защите растений, как развитие селекции сортов, устойчивых к болезням и вредителям. Именно благодаря широкому распространению устойчивых сортов некоторые вредители и болезни к настоящему времени уже не представляют опасности.
Устойчивость — только одна из многих целей селекции, хотя и одна из наиболее важных. Ведь даже высокоустойчивые сорта вряд ли будут выращиваться,
Одна из задач современной селекции — создание сортов, обладающих комплексной устойчивостью, т. е. одновременной устойчивостью к нескольким болезням и вредителям, поскольку в сельском хозяйстве невыгодно выращивать сорта, устойчивые только против одного паразита, и в то же время регулярно применять пестициды против другого.
Большинство видов культурных растений было создано в период примитивного ведения сельского хозяйства, вначале благодаря естественному, а затем сознательному отбору земледельцами растений с желательными признаками. Это был период отбора сортов — популяций, в ходе которого земледелец оставлял на потомство наиболее выносливые и урожайные экземпляры.
Таким образом, до сравнительно недавнего времени культурные растения были представлены популяциями, приспособленными к местным условиям и дающими удовлетворительные урожаи качественной продукции. Однако у них было очень важное преимущество: они были гетерогенными по наличию в них генов вообще и генов устойчивости в частности.
Затем наступило время выведения чистолинейных сортов культурных растений, имеющих одинаковые гены, и, следовательно, популяции таких растений оказались гомогенными. А отсюда пошли все беды. Принцип монокультуры начал повсеместно применяться в сельском хозяйстве. На огромных площадях высевались одни и те же сорта, у которых все признаки, в том числе и признак устойчивости, были выравнены. Культуры стали однородными, они давали наивысшие возможные урожаи, одновременно созревали, росли на стеблях одной высоты и плотности, по, к сожалению, одинаково хорошо были восприимчивы к болезням. А история эпифитотий учит, что узкая генетическая основа посевов резко ограничивает их способность сопротивляться болезням. Жизнь устойчивых сортов становилась все короче и короче. В этих условиях селекционерам приходилось работать по непрерывной программе, т. е. быстро выводить один сорт на смену другому с тем, чтобы опередить расообразовательные процессы у паразита. Необходимы были новые методы борьбы с болезнями, которые сейчас усиленно разрабатываются.
О некоторых из них попробуем рассказать. Как ужо известно из предыдущего изложения, чаще всего, хотя и не всегда, паразит преодолевает вертикальную устойчивость растений, основанную на свойстве СВЧ. Такой тип устойчивости связан с присутствием в растении единичных генов, которые относительно просто вводить во вновь создаваемые сорта. Значительно сложнее обстоит дело с горизонтальной устойчивостью, которая контролируется многими генами, а потому с ними значительно сложнее работать селекционеру. До самого недавнего времени большинство селекционеров при наличии выбора предпочитали работать с явно выраженной вертикальной устойчивостью. При этом часто случалось, что в процессе селекции на вертикальную устойчивость у сорта терялись гены горизонтальной устойчивости. Судьба многих сортов культурных растений с вертикальной устойчивостью оказалась плачевной. Их первоначальный успех во многих случаях со временем сменялся полным поражением. Поэтому сейчас внимание селекционеров все более и более привлекает горизонтальная устойчивость. Создается парадоксальная ситуация: относительно слабый уровень горизонтальной устойчивости оказывается выгоднее, чем полная вертикальная устойчивость. Но все дело в том, что вертикальная устойчивость рано или поздно в большинстве случаев преодолевается расообразовательными
Как известно, основной принцип защиты растений состоит в предотвращении эпифитотий. В случае сочетания горизонтальной и вертикальной устойчивости последняя задерживает начало эпифитотий, поскольку необходимо, чтобы раса с определенным геном вирулентности накопилась в популяции паразита до определенного уровня. Когда она, хоть и с запозданием, накапливается, тогда вступает в действие горизонтальная устойчивость, которая замедляет развитие болезни уже после ее начала. Благодаря присутствию у сорта горизонтальной устойчивости на нем образуется меньшее число спор, дающих начало новым поражениям, сами поражения развиваются медленнее, больше времени требуется для формирования нового поколения спор и т. д. В результате развития эпифито-тий не происходит.
Предполагается каждый сорт, обладающий тем или иным геном устойчивости, высевать раз в несколько лет, с тем чтобы в промежутке стабилизирующий отбор уничтожал расы, обладающие излишними генами вирулентности. Целесообразно также на пути миграции спор паразита высевать сорта, различающиеся генами устойчивости. При этом должны учитываться места зимовки инфекции, направление ветра, с помощью которых распространяются споры паразита. Подобная «чересполосица» предотвратит накопление инфекционного начала, необходимого для начала эпифитотий, поскольку при попадании спор с одной полосы на другую их популяция должна будет перестраиваться, в результате чего инфекция не сможет накопиться до нужного для эпифитотий уровня.
Таким образом, на смену ранее существующего принципа максимальной однородности, выравненности сортов по всем признакам, в том числе и по устойчивости, сейчас приходит новый принцип наибольшей гетерогенности при максимально возможном сохранении качества сорта. Происходит своеобразный возврат к прежним крестьянским сортам-популяциям, с той, однако, разницей, что они выводятся не эмпирически, а на основании современной теории. Примером тому являются современные многолинейные или мультилинейные сорта-популяции.
Многолинейные сорта выращивают, смешивая семена нескольких составляющих их линий. По сути дела, эти липни почти изогенные, которые выравнены по всем (или по большинству) признаков, кроме одного — генов устойчивости. Предположим, колосья их равны по высоте, в одной и то же время созревают, выравнены по мукомольным качествам и так далее. Поэтому поле, засеянное многолинейным сортом, внешне кажется совершенно однородным и ничем не отличающимся от поля засеянного чистолинейным сортом. Но для паразита растущие на поле растения резко различаются, поскольку являются для него смесью различных генотипов хозяина, затрудняющих их массовое поражение.
Предположим, что создается четырехлинейный сорт, включающий в себя композицию генов вертикальной устойчивости R1, R2, R3, и R4. в равных соотношениях. Раса 1 способна поражать сорт с геном R1, но не сорта с геном R2, R3 и R4. Раса 2 поражает сорт с геном R2, но не остальные, раса 3 — с геном R3 и так далее. Раса 1.2.3.4 может в равной мере поражать все составляющие сорт линии, но на каждой из линий она имеет по три ненужных (лишних) гена вирулентности, и поэтому стабилизирующий отбор будет работать против нее, в результате чего она не сможет выдержать конкуренции с простыми расами, не имеющими лишних генов. То же самое будет происходить и с расами, несущими по три гена вирулентности, — 1.2.3, 1.2.4, 1.3.4 и 2.3.4, с той разницей, что у них будут лишними не три, как у расы 1.2.3.4, а по два гена, а также с расами 1.2, 1.3, 1.4, 2.3, 2.4 и 3.4, у которых будет по одному липшему гену.