23 10 24 Mano ukio prenumerata 2024 23 04 15 Gauti naujienas mobili žurnalas
Mano Ūkis 2020/05
Kaip varpų fuzariozės sukėlėjai išplinta ir įsitvirtina sėjomainose
  • Dr. Skaidrė SUPRONIENĖ, dr. Gražina KADŽIENĖ LAMMC Žemdirbystės institutas
  • Mano ūkis

Neariamasis žemės dirbimas, javų atsėliavimas ir klimato šiltėjimas – trys pagrindiniai veiksniai, su kuriais siejamas varpų fuzariozės išplitimas ir šios ligos agresyvėjimas. Augalų šeimininkų liekanos dirvos paviršiuje ir drėgnas, šiltas oras javų žydėjimo tarpsniu sudaro palankias sąlygas epideminiams patogeno protrūkiams kilti.

Javų varpų fuzariozė kelia didelį susirūpinimą, kadangi ligai plisti palankiomis sąlygomis patiriama didelių grūdų derliaus nuostolių, o grūdai ir šiaudai užteršiami mikotoksinais, kurie kenkia žmonėms ir gyvūnams.

Jungtinėse Valstijose 1990-aisiais kilus dideliam varpų fuzariozės protrūkiui, bendras ekonominis nuostolis siekė apie 2,7 mlrd. JAV dolerių. Lietuvoje 2013 m., kai meteorologinės sąlygos buvo palankios šiai ligai plisti, 35 proc. vasarinių kviečių grūdų mėginių buvo užteršti didesniais negu leistini pagal Europos Komisijos reglamentą mikotoksino deoksinivalenolio (DON) kiekiais (1 250 μg kg-1). Didžiausias DON kiekis grūduose siekė net 10 644 μg kg-1.

Varpų fuzariozės žalingumas ir mikotoksinų spektras labai priklauso nuo ligos sukėlėjo. LAMMC Žemdirbystės institute 2018 ir 2019 m. vykdyti Fusarium grybų patogeniškumo vasariniams kviečiams tyrimai parodė, kad varpų fuzariozės požymiai ir intensyvumas labai priklausė nuo sukėlėjo. F. culmorum ir F. graminearum sukelta varpų fuzariozė pasireiškia gerokai smarkiau nei sukelta F. avenaceum ir F. sporotrichioides.

Problemiškiausiu visame pasaulyje laikomas Fusarium graminearum, kuris išsiskiria agresyvumu ir mikotoksino deoksinivalenolio produkcija. Be šio sukėlėjo, varpų fuzariozės pažeistuose grūduose palyginti dažnai aptinkami Fusarium avenaceum, F. culmorum, F. poae, F. sporotrichioides ir keletas kitų.

Iš mikotoksinų grūduose dažniausiai tiriami DON ir zearalenonas, kuriuos sintetina F. graminearum ir F. culmorum, taip pat beauvericinas, eniatinai ir moniliforminas, kuriuos gamina F. avenaceum bei T-2 ir HT-2 toksinai, kuriuos daugiausia gamina F. sporotrichioides ir F. langsethiae. Tačiau, taikant naujausius tyrimo metodus, aptinkama apie 50 skirtingų antrinių metabolitų, kuriuos gali gaminti įvairūs Fusarium grybai, įskaitant 16, kuriuos gamina F. graminearum ir 15 – F. avenaceum. Skiriasi ne tik Fusarium grybų ir jų sintetinamų mikotoksinų spektras, bet ir neigiamas jų poveikis žmonių ir gyvūnų sveikatai.

Pokyčiai kelia nerimą

Pastaraisiais metais Šiaurės Europoje, taip pat ir Lietuvoje, matyti varpų fuzariozės sukėlėjų persiskirstymas – daugelį metų vyravusias F. avenaceum, F. poae, F. sporotrichioides ir F. culmorum rūšis sparčiai keičia F. graminearum rūšis. Šie pokyčiai iškėlė naujų ekologinių ir ekonominių problemų, susijusių su didesniu grūdų užterštumu mikotoksinu DON ir sėklų kokybės pablogėjimu.

Kaip pagrindinės šio patogeno išplitimo priežastys yra įvardijami bearimis žemės dirbimas, javų atsėliavimas ir klimato šiltėjimas. Didelis kiekis augalų šeimininkų liekanų dirvos paviršiuje ir drėgnas, šiltas oras per javų žydėjimą sudaro palankias sąlygas patogeno epideminiams protrūkiams ir sparčiam prisitaikymui prie naujų išgyvenimo sąlygų.

F. graminearum ir F. avenaceum rūšys yra vienos iš pagrindinių, aptinkamų varpų fuzariozės pažeistuose grūduose Lietuvoje nuo 2013 m., tačiau ligos sukėlėjų spektras gali labai skirtis. Tai priklauso nuo meteorologinių ir agrotechninių sąlygų, taikomų apsaugos priemonių, javų rūšies ir veislės, pradinės infekcijos lygio lauke ir kitų ekologinių veiksnių.

Pavyzdžiui, 2016 m. palyginus grūdų užsikrėtimą Fusarium grybais penkiose gretimai plytinčiose javų sėjomainose nustatyta, kad tuo pačiu laiku pasėti žieminiai kviečiai Ada pirmoje sėjomainoje buvo labiau užsikrėtę F. sporotrichioides ir F. culmorum rūšių grybais negu antroje ir trečioje, o vasarinių kviečių Colada ir Triso, augintų ketvirtoje ir penktoje sėjomainose, grūdai išsiskyrė pagal užsikrėtimą F. graminearum ir F. poae rūšių grybais.

Viena bendra tendencija išlieka kasmet: dažniausiai vasarinių kviečių grūdai yra labiau pažeisti Fusarium grybų negu žieminių.

Plinta per augalų liekanas

Varpų fuzariozė yra tipiška per augalų liekanas plintanti liga ir pradinė infekcija, užkrečianti javus, susiformuoja ant augalų šeimininkų liekanų. Javai, kuriuose Fusarium grybai sukelia varpų fuzariozę (kviečiai, miežiai, ryžiai, avižos, rugiai ir kvietrugiai), ir kukurūzai, kur minėti grybai sukelia stiebų bei burbuolių puvinius, yra vadinami Fusarium grybų augalais šeimininkais.

Javus pažeidžiančios Fusarium rūšys gali užkrėsti ir kitų vienaskilčių augalų (miglių, varpučių, smilgų ir t. t.) varpas. Atskiros Fusarium rūšys taip pat laikomos ir kai kurių dviskilčių augalų (dobilų, sojų pupelių ir kt.) patogenais. Visi šie augalai priskiriami pirminiams augalams šeimininkams.

Tačiau žinoma, kad kai kuriuos augalus Fusarium grybai gali kolonizuoti be ligos simptomų. Tokie augalai yra vadinami alternatyviais augalais šeimininkais. Piktžolės pasėliuose, kai kurie dviskilčiai javų sėjomainos augalai arba palaukėse augantys laukiniai augalai gali tapti alternatyviais augalais šeimininkais, dažniausiai tuo metu, kai aplinkoje nėra pirminių patogenų šeimininkų.

Informacijos apie tokius augalus labai trūksta, o Lietuvoje, LAMMC Žemdirbystės institute, tokie tyrimai pirmą kartą atlikti 2015–2019 metais. Šiais tyrimais siekta ištirti su varpų fuzarioze siejamų Fusarium grybų paplitimą besimptomiuose nemigliniuose javų sėjomainos augaluose (rapsuose, žirniuose, bulvėse ir cukriniuose runkeliuose) ir piktžolėse bei įvertinti iš šių augalų išskirtų Fusarium grybų patogeniškumą vasariniams kviečiams.

Tyrimo duomenimis, 9 Fusarium rūšių (F. avenaceum, F. culmorum, F. graminearum, F. equiseti, F. tricinctum, F. sporotrichioides, F. poae, F. oxysporum ir F. redolens) grybai yra paplitę piktžolėse ir nemigliniuose sėjomainos augaluose. Rapsai, bulvės, cukriniai runkeliai, žirniai ir 56 rūšių piktžolės (27 nustatytos pirmą kartą) identifikuotos kaip alternatyvūs su varpų fuzarioze siejamų Fusarium rūšių augalai šeimininkai.

Nustatyta, kad F. avenaceum, F. culmorum, F. graminearum ir F. sporotrichioides izoliatai, išskirti iš besimptomių piktžolių ir nemiglinių augalų, sukelia varpų fuzariozę vasariniuose kviečiuose. Iš alternatyvių augalų šeimininkų išskirtų F. culmorum ir ypač F. graminearum grybų sukelta varpų fuzariozė pasireiškė labai intensyviai ir neigiamai veikė grūdų derlių, o F. avenaceum ir F. sporotrichioides žalingumas vasariniams kviečiams buvo gerokai silpnesnis.

Taigi, šie tyrimai atskleidė, kad žirniuose, rapsuose, cukriniuose runkeliuose, bulvėse ir piktžolėse reziduojantys Fusarium grybai yra potencialus varpų fuzariozės infekcijos šaltinis, o javų sėjomainoje auginami minėti nemigliniai augalai negali užtikrinti aiškaus barjero tarp varpų fuzariozės sukėlėjų ir pirminių jų augalų šeimininkų.

Šią prielaidą pagrindžia ir JAV patirtis, kur buvo nustatyta, kad sėjomainose, kuriose vyrauja javai, F. graminearum išstumia ankstesnius nemiglinių augalų ligų sukėlėjus. Nustatyta, kad F. graminearum gali sukelti cukrinių runkelių lapų dėmėtliges (ankstesnis sukėlėjas F. oxysporum), bulvių gumbų puvinius (ankstesnis F. solani), žirnių šaknų puvinius (ankstesnis sukėlėjas F. oxysporum).

Geba stebėtinai prisitaikyti

Dar vienas iš svarbių aspektų, rodančių patogeno prisitaikymą aplinkoje, yra jo gebėjimas formuoti lytines infekcines struktūras ant kuo didesnio spektro augalų. Dirvos paviršiuje esančiose augalų šeimininkų liekanose Fusarium grybai, atsižvelgiant į rūšį, formuoja lytines (aukšliaspores) arba nelytines (konidijas) sporas. Tiek vienos, tiek kitos, patekusios ant javų žiedynų, gali sukelti varpų fuzariozę.

Teleomorfos (lytinės stadijos) neturintys varpų fuzariozės sukėlėjai, pavyzdžiui, F. culmorum ir F. poae, iš ligotų javų išskiriami gerokai rečiau nei holomorfiniai F. graminearum (teleomorfa Gibberella zeae) ir F. avenaceum (teleomorfa Gibberella avenacea). Didžiąja dalimi tai nulemta būtent skirtingų plitimo struktūrų – aukšliasporės į aplinką iš peritecių šalinamos aktyviai (nors ir nedidele jėga), o kaip išplis konidijos, lemia tik aplinkos sąlygos – vėjas ir drėgmė.

Taip pat pastebėta, kad Gibberella zeae (anamorfa F. graminearum) peritecių tankis ir aukšliasporių kiekis labai priklauso nuo to, kokio augalo audiniuose jie susidaro: aukšliasporių kiekis santykinai didžiausias būna kukurūzų liekanose, mažesnis – miežių ir kviečių, o kaip jie formuojasi alternatyvių augalų šeimininkų liekanose, informacijos yra labai mažai.

Per jau minėtą Žemdirbystės institute atliktą tyrimą buvo taip pat siekta nustatyti F. graminearum gebą formuoti teleomorfinę stadiją ant skirtingų javų sėjomainos augalų ir piktžolių stiebų laboratorijos sąlygomis.

Tyrimas parodė, kad F. graminearum teleomorfinę stadiją formuoja ant apskritalapių notrelių, baltųjų balandų, dirvinių veronikų, vijoklinių pelėvirkščių, trikerčių žvaginių, dirvinių našlaičių, kibiųjų lipikų, dirvinių karpažolių, dirvinių garstukų, dirvinių čiužučių, daržinių žliūgių, bekvapių šunramunių, sėjamųjų žirnių, pašarinių pupų, žieminių rapsų ir bulvių stiebų in vitro, todėl tikėtina, kad, esant palankioms aplinkos sąlygoms lauke, šių augalų liekanose grybas gali žiemoti ir pavasarį formuoti pradinę varpų fuzariozės infekciją.

Pastaraisiais metais atlikti tyrimai rodo, kad su javų varpų fuzarioze siejami Fusarium grybai geba itin gerai prisitaikyti išlikti aplinkoje. Žinant, kad augalų liekanos yra pagrindinis šios ligos infekcijos šaltinis, reikia imtis visų priemonių, kad jų kuo mažiau liktų dirvos paviršiuje. Sėjomainose, kuriose dominuoja migliniai javai, nereikėtų taikyti tiesioginės sėjos. Siekiant sumažinti galimą piktžolių, kaip potencialaus infekcijos šaltinio, įtaką varpų fuzariozės pasireiškimui, reikėtų atidžiau taikyti piktžolių kontrolės priemones.