Россия
Воронеж, Россия
УДК 630 Лесное хозяйство. Лесоводство
Мучнистая роса, вызванная Erysiphe alphitoides, является одним из наиболее опасных грибковых заболе-ваний дуба черешчатого (Quercus robur L.), поражающим растения в широком географическом ареале. Заболе-вание вызывает значительное снижение физиологических функций деревьев, включая угнетение фотосинтеза (до 3,5 раз) и увеличение устьичной проводимости (на 60%), что особенно критично для старовозрастных ду-бов и насаждений в условиях городской среды. Целью исследования являлось выявление взаимосвязи климатических факторов (температуры, влажно-сти, уровня осадков) и распространения мучнистой росы на дубе черешчатом в условиях Воронежской Нагор-ной Дубравы. Объектами исследования стали 80 старовозрастных дубов на участках с различными микрокли-матическими условиями. Для анализа спороношения использовался метод улавливания спор с использованием предметных стекол с агаровыми полосками, установленными в кронах деревьев. Климатические данные фик-сировались в период наблюдений. Результаты показали усиление спороношения при повышении температуры воздуха свыше 22°C и влажности 70–80%. Максимальная концентрация конидий (92 споры/см²) зафиксирована в благоприятных метеоусловиях. Установлена значительная роль микроклиматических условий в развитии заболевания, что необ-ходимо учитывать при разработке методов защиты насаждений. Предложенная методология сбора данных позволяет создать научные предпосылки для активного мониторинга масштабов спороношения и раннего про-гнозирования вспышек мучнистой росы на основе текущих климатических данных. В долгосрочной перспекти-ве результаты исследования будут полезны для обеспечения устойчивого управления дубовыми лесами, предотвращения деградации.
мучнистая роса (Erysiphe alphitoides), дуб черешчатый (Quercus robur L.), климатические изменения, патоген
Введение
Одной из распространённых патологий лиственных растений выступает мучнистая роса. При поражении растения данной болезнью нарушаются основные процессы метаболизма, что приводит к замедлению роста, снижению зимостойкости и ухудшению устойчивости к неблагоприятным условиям окружающей среды. Высокая агрессивность грибов, вызывающих мучнистую росу, делает изучение их биоэкологических особенностей актуальной задачей, особенно учитывая разнообразие лесорастительных зон. В условиях города Воронежа необходимость подобных исследований определяется тем, что лиственные растения, подверженные данной патологии в различной степени, занимают основное место в объектах ландшафтной архитектуры. Мучнистая роса является одним из самых распространенных грибковых заболеваний дуба черешчатого. Обычно считается, что причиной появления характерного белого налета на листьях является сумчатый гриб из рода Microspore. Однако зарубежные исследования также связывают это заболевание с грибом Erysiphe alphitoides [1]
Грибы, вызывающие мучнистую росу, являются облигатными биотрофами, которые поглощают питательные вещества из живых клеток растения-хозяина, не убивая их, с помощью специализированных структур, называемых гаусториями [2]. Таким образом, они забирают у растения фотосинтезируемые вещества для собственного питания [3].
Исследования физиологических последствий заражения листьев дуба мучнистой росой показали, что болезнь отрицательно влияет на скорость ассимиляции CO2, хотя влияние было умеренным, и фотосинтез сохранялся даже при почти полном покрытии поверхности листа мицелием [4]. Мучнистая роса особенно губительно воздействует на молодые саженцы в питомниках, на плантациях и в условиях естественного возобновления, а также на взрослые деревья в сочетании с другими факторами, приводящими к их ослаблению. Сообщалось о замедлении роста и изменениях в росте молодых саженцев дуба черешчатого [5]. Однако в настоящее время нет данных о замедлении роста более старых деревьев с умеренным поражением.
Влияние погодных факторов на степень заражения дубов мучнистой росой обсуждается с момента первых эпидемий этого заболевания, начавшихся в начале XX века. Исследования того времени показали, что внезапная вспышка поражения в Европе после нескольких десятилетий редкого возникновения заболевания могла быть обусловлена исключительно благоприятными погодными условиями, наблюдавшимися в 1907-1908 годах. Ученые предположили, что сочетание температуры, влажности и других климатических факторов создало идеальные условия для развития гриба Erysiphe alphitoides, вызывающего мучнистую росу [5].
В последующие годы наблюдались колебания в интенсивности заболевания, что также указывало на связь с климатическими условиями. Тем не менее, несмотря на это, не удалось выделить явных последовательных погодных факторов, которые можно было бы однозначно идентифицировать как ключевые для объяснения динамики заражения. Это свидетельствует о том, что влияние климата на распространение мучнистой росы может быть сложным и многогранным.
Следует отметить, что мучнистая роса быстро распространилась по всем европейским странам и другим континентам, успешно адаптируясь к различным экологическим условиям. С тех пор этот гриб обосновался во всех регионах, где произрастают его основные хозяева — лиственные дубы, что подтверждает его устойчивость и расширяемость в самых разных климатических условиях - от северных территорий Скандинавии до южных стран и Восточной Европы.
Л.В. Ширнина провела обширное исследование, посвящённое вредоносности мучнистой росы дуба черешчатого (Erysiphe alphitoides), выявив увеличение поражённых деревьев с каждым годом. В её работах отражена зависимость урожайности дуба черешчатого от интенсивности развития заболевания. Анализируя результаты её исследований, можно сделать вывод о устойчивом снижении продуктивности дубрав в условиях активного распространения мучнистой росы, что подчёркивает важность разработки и внедрения эффективных мер борьбы с этим заболеванием. Для систематизации подходов к противодействию патогену в рамках настоящей работы был проведён анализ климатических изменений в черте города Воронеж [8].
Исследования С.В. Колмукиди показывают, что мучнистая роса обладает высокой патогенностью и способностью к активному развитию при благоприятных климатических условиях. Среди косвенных факторов, стимулирующих развитие заболевания, ключевую роль играют тёплая погода и достаточная влажность, поскольку именно эти параметры создают оптимальную среду для увеличения количества конидий возбудителя [6].
М.М. Левитин в своих работах проанализировал взаимосвязь развития растительных болезней, включая мучнистую росу, с изменениями климатических условий. Исследования на северо-западе России показали, что увеличение среднегодовой температуры и количества атмосферных осадков приводит к учащению вспышек мучнистой росы у ячменя. Этот пример подчёркивает прямую связь между ростом температуры и активным распространением патогена [7].
Развитие мучнистой росы на дубе черешчатом позволяет отнести её к числу самых вредоносных заболеваний древесных растений. Согласно исследованиям Л.В. Ширниной, интенсивное развитие болезни тесно связано с уменьшением урожайности дубрав Воронежской области. Косвенным показателем этой взаимосвязи служит снижение или отсутствие урожая в годы пиковой активности патогена, что подтверждает необходимость комплексного подхода к защите дубовых насаждений [8].
Существенный вклад в изучение патогенокомплексов древесных пород внесла М.А. Томошевич. В её докторской диссертации была впервые составлена сводка данных по патогенам для Сибири, а также проанализирована динамика развития мучнисторосяных грибов. Установлено, что повышение температур в весенне-летний период способствует увеличению числа конидий и ускорению развития патогена. Важной закономерностью, выявленной в её исследованиях, является влияние сдвига фенологических фаз на развитие мучнистой росы: это может как угнетать патоген, так и провоцировать вспышки эпифитотий [9].
Работы О.Ю. Емельяновой подчёркивают важность фенологических наблюдений в изучении патогенов древесных пород. Она акцентирует внимание на том, что в разные фазы вегетации растений агрессивность патогенов может значительно усиливаться, что представляет серьёзную угрозу стабильности лесных экосистем. Эти наблюдения указывают на необходимость учёта фенологических особенностей в разработке мер контроля за развитием грибковых заболеваний [10].
Обобщая данные из литературных источников, можно утверждать, что развитие мучнистой росы напрямую связано с изменением климатических условий. Поддержка оптимальной температуры и влажности в тёплый период года создаёт предпосылки для активного спороношения патогена и поражения древесных растений, что требует системного подхода к защите лесных массивов, включая старовозрастные дубравы.
Виды мучнистой росы с широким географическим ареалом способны находить благоприятные условия для своего развития практически в любом месте в определенные периоды года. Этот феномен объясняется колоссальным потенциалом к спорообразованию и распространению, который позволяет им воспользоваться благоприятными периодами для быстрого увеличения численности и охвата новых территорий. В связи с этим особое внимание следует уделить микроклимату, который может быть не менее важен, чем общий региональный климат. Этот фактор объясняет, почему предыдущие исследования не смогли четко определить благоприятные климатические или микроклиматические условия для развития мучнистой росы на дубах, исходя из годовых колебаний заболеваемости и экспериментальных данных.
Таким образом, для более глубокого понимания влияния погодных факторов на распространение мучнистой росы требуется всесторонний анализ как макро-, так и микроклиматических условий, что позволит более точно определить оптимальные условия для распространения Erysiphe alphitoides и разработать эффективные меры по контролю этого заболевания.
При обследованиях дубрав в Воронеже было отмечено, что в случаях проявления мучнистой росы далеко не всегда удается обнаружить плодовые тела грибов рода Microspore. Несмотря на длительное совместное развитие деревьев-хозяев и грибных патогенов, заражение мучнистой росой может вызывать значительный ущерб. Например, уровень ассимиляции на пораженных листьях может снижаться до 3,5 раз, а устьичная проводимость возрастать в 1,6 раза, что при сильном поражении (более 60%) может привести к гибели растений. Это заболевание особенно опасно для ослабленных или старых деревьев в городских условиях [11].
Целью данного исследования является выявление взаимосвязи между климатическими факторами и распространением мучнистой росы (Erysiphe alphitoides) на дубе черешчатом в Воронежской Нагорной Дубраве.
