Растения, генетически устойчивые к различным болезням, уже давно известны. Но в ассортименте компании «Семко» также присутствует и гибрид моркови F1 Нантик Резистафлай, устойчивый к вредителю – к морковной мухе. Этот биологический феномен показался нам очень интересным, в связи с чем публикуем статью сотрудников Всероссийского НИИ защиты растений, о механизмах устойчивости растений к вредителям.
Селекционной работе предшествовала оценка разных сортов моркови на их устойчивость к вредителю, в результате которой было выделено несколько устойчивых сортообразцов. Механизм устойчивости растений оказался непростым. Он определяется содержанием сахаров и каротина в корнеплоде и хлорогеновой кислоты в листьях. Чем выше содержание сахаров и каротина, тем морковь менее питательна для личинок, а чем ниже концентрация хлорогеновой кислоты, тем морковь менее привлекательна для самок мухи.
Хлорогеновая кислота, испаряясь с поверхности листьев, создаёт ароматное облако, привлекающее морковную муху к посадкам. Чем больше плотность и размер морковных грядок, чем меньше их проветривание, тем более привлекательны эти участки для вредителя. Поэтому растения с низким содержанием хлорогеновой кислоты не привлекательны для самок мухи, которые откладывают яйца в почву рядом с ароматными растениями. Отрождающиеся личинки через некоторое время и проникают в корень. Если в корне содержание каротиноидов и сахаров велико, то он менее пригоден для питания личинок, что и является причиной их скорой гибели.
Селекционерам удалось получить сорта и гибриды моркови, устойчивые к морковной мухе, причём, чем более она вкусная и витаминная, тем менее пригодна для вредителя. Фирма «Семко» представляет гибрид столовой моркови, устойчивый к повреждению морковной мухой – это гибрид F1 Нантик Резистафлай. Это сортотип Нантес, корнеплод имеет длину 16-18 см и небольшую сердцевину. Именно такой тип корнеплода наименее привлекателен для вредителя. Гибрид отличается хорошим вкусом и высоким содержанием каротина, а хлорогеновой кислоты в листьях немного (менее 2 мг/100 г сырого вещества), тем самым эти растения не привлекают самок морковной мухи. Использование устойчивого гибрида F1 Нантик Резистафлай позволяет уменьшить норму высева моркови за счёт снижения потерь продукции от вредителя.
Предисловие от агрофирмы «Семко»
***
«УСТОЙЧИВОСТЬ МОРКОВИ К МОРКОВНОЙ МУХЕ И МОРКОВНОЙ ЛИСТОБЛОШКЕ И ПУТИ ЕЁ ПОВЫШЕНИЯ»
Основными специализированными вредителями моркови на первых этапах роста и развития растений являются морковная листоблошка (Frioza apicalis F.), на более поздних этапах (фаза начала формирования корнеплода — интенсивное его разрастание) — морковная муха (Psill arosae F.). Особенно важное хозяйственное значение в последние годы борьба с этими вредителями стала приобретать в районах, где не соблюдают севообороты и нарушают другие агротехнические требования, предъявляемые к технологии возделывания моркови.
Первые исследования по выявлению устойчивых форм моркови к морковной мухе за рубежом относятся в основном к полевой оценке образцов на жестком провокационном фоне. Так, в Англии и Германии были выделены сорта моркови, в слабой степени повреждаемые этим вредителем. Это сорта Ройал Шантанэ, Амстердамский ранний, Нантская 20, Ситан.
В Нидерландах была проведена большая работа по выявлению среди 200 образцов моркови, в основном европейской селекции, устойчивых к морковной мухе форм. Выделено 10 наиболее устойчивых образцов: Ситан, Вертю Нанте, Тушен, Нантская и некоторые другие, относящиеся к сортотипу Нантская.
Установлено, что решающую роль в предпочтении или отвергании растений моркови самками морковной мухи при откладке яиц и личинками при питании играет соотношение летучих компонентов эфирных масел, являющихся для них аттрактантами и репеллентами.
По некоторым данным, листья некоторых сортов моркови содержат ряд веществ аттрактантного действия: альдегиды, фенолпропаноиды, трансазарон и трансметилизоэвгенолы. Это было подтверждено экспериментально при изучении роли обонятельных и вкусовых стимулов в выборе самками кормовых растений.
Среди веществ, выделяемых корнеплодами моркови в качестве репеллентов для личинок морковной мухи, был идентифицирован транс-2-ноненал.
Возможно, количество и соотношение веществ аттрактантного и репеллентного действия, выделяемых растениями различных сортов, влияют как на выбор растений, так и на повреждаемость их морковной мухой. Так, растения устойчивого сорта Регулус Империал, выделяющие в пять раз меньше летучих аглюконов в сравнении с неустойчивыми сортами, в слабой степени повреждаются этим вредителем.
Отмечена взаимосвязь между концентрацией хлорогеновой кислоты в корнеплодах моркови со степенью их поврежденности морковной мухой: чем выше была концентрация хлорогеновой кислоты, тем сильнее наблюдалась поврежденность растений этим вредителем. Одновременно была выявлена интересная закономерность: концентрация хлорогеновой кислоты в корнеплодах (в пределах одного и того же сорта) существенно увеличивалась в результате повреждения корнеплодов личинками вредителя или после хранения моркови в зимний период.
В целом природа устойчивости моркови к морковной мухе еще полностью не изучена. Как нам представляется, в устойчивости моркови к этому вредителю, а также к морковной листоблошке, кроме биохимических особенностей, важное значение имеют анатомо-морфологические особенности растений.
Исследованиями, проведенными на опытном поле ВИЗР (г. Пушкин) в 1986-1997 гг., доказано, что устойчивость моркови к этим вредителям обусловливается анатомо-морфологическими и биохимическими иммуногенетическими барьерами растений моркови (габитус, рассеченность листовой розетки, окраска и форма корнеплода, наличие в них веществ вторичного обмена и др.). Оказалось, что сортообразцы, имеющие цилиндрическую форму и ярко-оранжевую окраску корнеплодов, сильнорассеченную средней длины (40-50 см) розетку листьев, заселялись и повреждались морковной мухой в 6-10 раз слабее, чем сорта с конической формой корнеплода и слаборассеченной розеткой листьев. Выявлено также, что сортообразцы, имеющие длину корнеплода до 15-18 см, как правило, в 5-10 раз меньше заселялись морковной мухой по сравнению с образцами, длина которых превышала 20 см.
Важное значение в устойчивости моркови к этому вредителю имеет также флоэма. Образцы с большей ее долей по отношению к ксилеме в меньшей степени повреждались морковной мухой. Оказалось, что повышенное содержание в корнеплодах дисахаров и каротина способствует меньшей заселенности растений морковной мухой II поколения.
Устойчивость моркови к морковной мухе зависит от содержания в растениях хлорогеновой кислоты. Сорта с высоким содержанием (до 3 мг/100 г и более сырого вещества) оказались наиболее повреждаемыми этим вредителем по сравнению с образцами с низким уровнем кислоты (менее 2 мг/100 г сырого вещества).
Хлорогеновая кислота, а также ряд других летучих аглюконов, выделяемых растениями моркови (метилизоэвгенол, трансазарон, фенолпропаноид и др.), во второй половине лета, когда наблюдается смыкание ботвы растений в рядках, образуют так называемое «эфирное облако», которое, обладая аттрактивным эффектом, способствует привлечению самок морковной мухи для откладки яиц. В связи с этим размещение моркови на однострочных гребнях, на хорошо продуваемых ветром участках способствует разрушению этого облака и, как следствие, меньшей заселенности растений вредителем.
Устойчивость моркови к морковной листоблошке связана с анатомо-морфологическими и биохимическими особенностями растений на первых этапах их роста и развития. Причем различия между сортообразцами определяются толщиной губчатой и столбчатой паренхимы верхнего и нижнего эпидермиса листовой пластинки.
Для устойчивых к морковной листоблошке сортообразцов (Мирзой желтая 304, Каллисто, Леандр) в фазе 1—2 листьев характерны наибольшая толщина листовых пластинок (230-396 мкм) и наибольшая толщина палисадной (86- 162 мкм) и губчатой (94-164 мкм) паренхимы, нижнего (26—31 мкм) и верхнего (31-37 мкм) эпидермиса.
На более поздних этапах развития моркови (фаза 6-7 листьев) происходит уплотнение клеток нижнего и верхнего эпидермиса, в связи с чем в данный период растения проявляют относительную устойчивость к морковной листоблошке. Для вредителя важное значение имеет расстояние до проводящего пучка. У устойчивых сортов это расстояние в различные фазы развития практически было на одном уровне (85-93 мкм), а у неустойчивых — этот показатель был в 1,2-1,8 раза меньше.
Восковой налет на поверхности растений может оказывать определенное влияние на поведение вредителей. У устойчивых образцов содержание воска на листьях в 2 и более раза выше, чем у неустойчивых. Оказалось также, что высокое содержание дисахаров (более 3%) является фактором устойчивости моркови к морковной листоблошке.
Одним из перспективных путей повышения устойчивости моркови к морковной мухе и морковной листоблошке является использование макро- и микроэлементов, обладающих иммунизирующим эффектом. Метод химической иммунизации основан на применении веществ, повышающих устойчивость растений в критические периоды их роста и развития при повреждении последних вредителями. Для моркови нами установлены три критических периода: первый - фаза 1-4 листьев (при заселении растений морковной листоблошкой), второй — начало формирования корнеплода и третий – интенсивное разрастание корнеплода (при заселении растений морковной мухой).
Опытами, проведенными в 1986-1997 гг., было показано, что применение на посевах моркови в первом и третьем периодах калийных солей и сернокислого цинка способствует как повышению устойчивости растений к морковной мухе, так и улучшению качества продукции. Установлено также, что растения моркови в первый критический период особенно требовательны к калию, цинку и сере. На более поздних этапах онтогенеза (фаза интенсивного разрастания корнеплода) растения предъявляют несколько меньшие требования к этим элементам питания.
Применение различных макро- и микроэлементов на моркови в фазе 3-4 листьев показало, что наиболее эффективными веществами, повышающими устойчивость моркови к морковной мухе, кроме калийных солей (0,1; 0,3 и 0,5%), оказались камбокс (0,5%) и борная кислота (0,02 и 0,03%). В этих вариантах поврежденность растений вредителем составила 2,3-4,5%, что значительно меньше, чем в контроле. В снижении поврежденности растений морковной листоблошкой лучшие результаты получены при внекорневой обработке растений сернокислым натрием (0,01 и 0,02%).
Борная кислота (0,01%) и калийные соли (0,3%), наоборот, способствовали повышению поврежденности моркови этим вредителем.
Как и в случае с применением калийной соли и сернокислого цинка в фазе 1-2 листьев, обработка моркови в последующей фазе 3-4 листьев солями калия, натрия, цинка и камбоксом способствовала улучшению качества продукции. Так, наиболее существенное увеличение в корнеплодах каротина и дисахаров (на 15-20% и более) наблюдалось в вариантах, где были испытаны калийные соли (0,3 и 0,5%), сернокислый калий (0,1 и 0,3%), сернокислый цинк (0,01 и 0,03%), борная кислота (0,01%), камбокс (0,5%). В этих же вариантах урожайность моркови была на 70-140ц/га выше, чем в контроле. И количество стандартных корней увеличилось соответственно на 16-33%.
Таким образом, использование устойчивых сортов в сочетании с применением макро- и микроэлементов в критические периоды роста и развития растений способствует повышению устойчивости моркови к вредителям и ее качества.
Б. Асякин, О. Иванова,
научные сотрудники Всеросийского
НИИ Защиты растений.
Санкт-Петербург.
(Агроус XXI, №4, 1998 г.)