Фитомониторинг видового состава вредителей и болезней лекарственных растений Ботанического сада ВИЛАР
В экспозициях Ботанического сада ВИЛАР (г. Москва, Россия) сохраняются и изучаются виды, применяемые в научной и народной медицине России и других стран, традиционных медицинах (тибетской, арабской, индийской), а также редкие и исчезающие виды, занесенные в региональные Красные книги. В основу строительства Ботанического сада положен ботанико-географический принцип с разделением на участки с представителями флоры определенных территорий. Биоколлекции лекарственных растений в открытом грунте располагаются в шести ботанико-географических регионах Ботанического сада: европейской части России и Западной Европы, Сибири, Средней Азии, Крыма и Кавказа, Дальнего Востока, а также Фармакопейном участке.
Генофонд коллекций регионов открытого грунта Ботанического сада включает более 1300 видов лекарственных и ароматических растений из 94 семейств, в том числе 256 видов древесно-кустарниковых пород, 950 видов травянистых многолетников, 95 видов одно- и двулетников. Большая часть из них проходит все фенологические фазы, образуя полноценные вызревшие семена. Кроме того, на опытном поле, расположенном по соседству с Ботаническим садом, в лекарственном севообороте лаборатории агробиологии размещаются посевы и питомники более 50 различных видов, на которых ведется научная работа по интродукции, агротехнике, селекции и семеноводству лекарственных растений. В последние годы в культуру вводятся всё новые лекарственные растения с различным фармакологическим действием. Благодаря положительным результатам, полученным от интродукционной деятельности ВИЛАР, в том числе на базе Ботанического сада и опытного поля, а также проведенным в последнее время опытным, полупроизводственным и производственным посевам в разных регионах страны было показано, что существуют предпосылки для эффективной культуры многих лекарственных растений, используемых в европейской и восточной медицине.
Важным моментом, определяющим возможность успешного культивирования любого вида или сорта, является его устойчивость к воздействию не только погодных условий, но и к биотическому фактору — вредителям и болезням. Связано это с тем, что при сосредоточении растений в полевых условиях или при их выращивании в биоколлекциях на одном месте в течение ряда лет складываются благоприятные условия для размножения вредителей и распространения болезней.
Фитосанитарный мониторинг в сочетании с диагностикой и прогнозом развития и распространения вредных для растений организмов является базой научно-информационного обеспечения защиты растений. В некоторых странах Европы (Дания, Германия, Франция, Швейцария) уже начали функционировать доступные онлайн-системы прогнозирования вредителей и болезней основных сельскохозяйственных культур, даются еженедельные региональные рекомендации по защите растений, позволяющие производителям более полно оценивать риски и оперативно принимать решения.
Ботанические сады служат уникальным местом для многолетнего изучения фенологии и биологии вредителей и болезней растений, установления взаимосвязи различных организмов между собой благодаря исключительному биоразнообразию их коллекций. В то же время целенаправленное изучение вредителей и болезней растений на всех регионах Ботанического сада ВИЛАР за последние годы не проводилось.
Цель исследований — изучение видового состава фитофагов и фитопатогенов на лекарственных растениях биоколлекции Ботанического сада и опытного поля ВИЛАР.
Материалы и методы исследования
Для выявления видового состава, а также встречаемости фитофагов на растениях проводились систематические учеты на стационарных площадках или осмотр в ходе маршрутных обследований всех растений в течение вегетационного периода (апрель — сентябрь) на опытном поле и в Ботаническом саду.
Учет вредителей проводили визуально, осматривалась надземная часть 20–40 растений (при наличии в коллекции меньшего числа растений — на всех имеющихся). Оценка степени повреждения фитофагами дана по 4-балльной шкале, где 1 — слабая степень (поражены или повреждены до 25% побегов), 2 — средняя (26–50%), 3 — сильная (51–75%), 4 — очень сильная (76–100%). За шиповниковой пестрокрылкой наблюдали с помощью развешиваемых на кустах шиповника желтых клеевых ловушек с солями уксуснокислого аммония.
Распространенность и степень развития болезней определяли по балльной шкале:
0 баллов — растение не поражено;
1 балл — слабое поражение (1–10% площади органа или растения);
2 балла — среднее поражение (10,1–25,0%), отсутствуют сильно пораженные органы;
3 балла — поражение сильное (25,1–50,0%);
4 балла — очень сильное (более 50%).
Учеты фенологии растений проводили по методике И.Н. Бейдеман, определение поражаемости болезнями и повреждаемости вредителями шиповника — по методике В.Д. Стрельца. Опытные данные обрабатывали по Б.А. Доспехову с использованием программного обеспечения MS Excel (США).
Метеоусловия 2022–2023 годов в целом были благоприятны для развития большинства лекарственных культур, однако погодные условия различались по годам. Две первые декады мая 2022 года характеризовались небольшим дефицитом влаги и пониженной на 1,3–2,0 °С относительно среднемноголетней нормы температурой воздуха. В мае, июне и июле 2023 года температура воздуха была ниже среднегодовой на 0,5–1,2 °С, в то время как количество выпавших осадков не отклонялось от среднемесячной нормы или почти в два раза превышало ее. В 2022 году с III декады июля и до конца августа установилась жаркая и сухая погода, в то время как весь июль и до конца августа в 2023 году преобладала умеренно теплая и относительно влажная погода с большими перепадами между дневными и ночными температурами, что привело к выпадению обильных рос. Такие условия способствовали распространению грибных заболеваний.
Результаты и обсуждение
Фитомониторинг, проведенный в 2022–2023 гг. на территории Ботанического сада ФГБНУ ВИЛАР и опытном поле лаборатории агробиологии, показал, что в течение вегетационного периода ряд лекарственных культур в различной степени повреждался вредителями, также были отмечены и заболевания.
В течение периода наблюдений с самого начала вегетации в учетный период на плантациях многолетних лекарственных культур отмечались блошки из семейства листоедов. В период появления всходов и отрастания растений на переходящих участках жуки выгрызают мелкие отверстия в листьях и повреждают точку роста. Ранней весной при массовом размножении и в засушливых условиях блошки наносят существенный вред растениям некоторых лекарственных культур. В конце мая — начале июня на таких представителях семейства яснотковых, как зюзник европейский, шалфей лекарственный и мята перечная, обнаруживались блошки Longitarsus sp. На коллекционном питомнике мяты распространение вредителя было сплошным, численность достигала 2–4 шт/растение, степень повреждения растений была слабой. На зюзнике европейском и шалфее лекарственном отмечен губоцветный желтый прыгун (Longitarsus lycopi Foudras), распространение вредителя было сплошным, плотность колебалась в пределах 2–5 шт/м2, степень повреждения была слабой. Указанные насекомые до настоящего времени существенного вреда шалфею лекарственному не причиняли.
На побегах мяты длиннолистной второго и третьего года вегетации отмечались повреждения мятным листоедом (Chrysolina menthastri Suffr.) — 2–3 балла. Кровохлебка лекарственная первого года вегетации поражалась блошками (Altica Geoffroy), отдельные краевые растения — в значительной степени, до 3–4 баллов. Необходимо отметить, что вспышка повреждаемости произошла после теплой и достаточно снежной зимы 2022–2023 гг., что положительно сказалось на перезимовке вредителя, а погодные условия весенних месяцев (выше нормы на 2,0–2,8 ºС, сумма выпавших осадков — 58–80% от среднемесячной) наилучшим образом способствовали воспроизводству насекомых I генерации.
Зверобой продырявленный повреждался листовертками (Archips podana Scop.). Степень поражения местами достигала 20% листовой поверхности (2 балла). Основная масса вредителей наблюдалась в верхней трети растения, пострадавшие экземпляры отставали в росте, имели меньшую биомассу.
Наиболее опасные повреждения земляные блошки (Altica oleracea L.) наносили рассаде кровохлебки лекарственной, листья отдельных растений в краевых рядах были значительно скелетированы. Листья иван-чая (белоцветковой формы) в июне в слабой степени также повреждали земляные блошки.
На Фармакопейном участке в июне на алтее лекарственном и армянском отмечались листоеды — представители подсемейства земляных блошек Podagrica menetriesi (L.), жуки выгрызали отверстия в листьях. Листоеды вредили и растениям щавеля конского, и мачка желтого. В конце июля блошки в сильной степени повреждали растения коровяка густоцветкового. Кроме того, на растениях алтея был зарегистрирован длинноносый семяед (Apion longirostre Ol.). Крестоцветная блошка повреждала различные виды горчиц (белую, сарептскую и черную).
Помимо жуков-листоедов, на значительном количестве видов лекарственных растений наибольшей частотой встречаемости обладали представители надсемейства тли (рис. 1).
Тли — многочисленная и вредоносная группа насекомых, которые питаются соком флоэмы и таким образом ослабляют рост и развитие растений. Кроме того, они являются переносчиками опасных вирусных заболеваний. Различные представители надсемейства тлей отмечались, как правило, при вступлении растений в фазы бутонизации и цветения.
В вегетационном периоде 2023 года распространение тлей носило особо массовый характер. Среди тлей встречались Aphis fabae Scop., Aphus evonomi F., Aphis craccivora Koch., Aphis affinis Geurc., Aphis gossypii Glov., Brachycaudus cardui L., Brachycaudus aconite Mordv., Brachycaudu helichrysi Kalt., Myzodes persicae Sulz., Macrosiphum euphorbiae Thom. и др. Мониторинг посевов и посадок показал, что в течение всего июня и до конца июля на опытном поле наибольшее распространение тли имели на серпухе венценосной, валериане лекарственной, серпухе пятилисточковой, датиске коноплевой, а также гибридах шиповника II года вегетации (при этом на плантациях шиповника X г. в. отмечалась минимальная заселенность тлей, что может свидетельствовать об их большей устойчивости).
На Фармакопейном участке колонии тлей отмечены на марене красильной, датиске коноплевой, тысячелистнике обыкновенном, мачке желтом, щавеле конском, полыни горькой, горечавке желтой, валериане лекарственной, пастернаке посевном, паслене дольчатом, овсе посевном, астрагале серполистном, васильке синем, расторопше пятнистой, кендыре коноплевидном, борце клобучковом, калине обыкновенной, солодке голой, амми большой, а также аралии высокой и континентальной (следует отметить, что при этом аралия сердцевидная тлями не заселялась); в ботанико-географических регионах Западной Европы — на борце северном, ревене лекарственном, очитке, миррис душистой, василистнике водосборном, кадении сомнительной; в Сибири и Средней Азии — на лабазнике степном, борщевике сибирском, щавеле тяньшанском, ревене компактном, борце красноватом и борце восточном, серпухе венценосной, борце байкальском, борце пазушноцветковом, валериане чесночницелистной; на Дальнем Востоке активное заселение тлей отмечалось на жимолости Рупрехта.
В литературе имеются указания на неоднократное заселение культурных растений тлями даже при использовании средств защиты растений. По наблюдениям авторов, в случае применения химических средств защиты (инсектицидов на основе фосфороорганических соединений) на коллекционных участках тли способны заселяться в течение вегетационного периода несколько раз, и при массовом появлении нового поколения вредителя обработки необходимо повторять 2–3 раза.
Кроме того, на таких представителях семейства сельдерейных, как тмин обыкновенный, болиголов пятнистый и миррис душистая, был обнаружен щитник линейчатый, а окопнику лекарственному вредил в I декаде июня клоп диктиля окопниковая (Dictyla humuli F.), имаго которого высасывают клеточный сок из листьев растения.
На коллекционном питомнике мяты в начале сентября были отмечены цикадки (Empoasca pterides Dhlb.) на сортах Серебристая и Загадка, поврежденность растений этой группой вредителей была незначительной.
На культуре шиповника (как на недавно заложенном участке II г. в., так и на старой плантации X г.в.) наблюдалось распространение шиповниковой пестрокрылки (Rhagoletis alternata Fallеn), также встречалась розанная цикадка (Edwardsiana rosae L.). Повреждаемость плодов шиповниковой пестрокрылкой отмечалась в слабой степени на всех изучаемых гибридах, наибольшее распространение вредителя отмечалось у гибридов 1-8-24 и 2-25-6 (2 балла).
Оленка рябая (Oxythyrea funesta Poda) (рис. 2) отмечалась единично на цветущих растениях шиповника, эхинацеи пурпурной, гринделии мощной, клопогоне ветвистом и массово — на горечавке желтой (до 3–5 экземпляров на растение).
Плантации лапчатки белой в слабой и средней степени повреждались паутинным клещом как на Фармакопейном участке, так и на опытном поле. При этом новый сорт лапчатки Снежка проявлял большую устойчивость по сравнению с сортом Весна. Подземные части растений родиолы розовой в многолетних посадках часто повреждаются личинками хрущей, преимущественно майским западным жуком (Melolontha melolontha L.) (рис. 3).
В предыдущие годы рядом исследователей уже проводились работы по определению патогенной микофлоры на растениях коллекций Ботанического сада. За период наблюдений 2022–2023 гг. как на опытном поле, так и в коллекционных посадках Ботанического сада заболевания (за некоторым исключением) значительного распространения не имели. В июне регистрировалось поражение побегов у норичника узловатого (Scrophularia nodosa L.) возбудителем септориоза (Septoria) на регионе европейской части России и Западной Европы (2–3 балла). В I декаде июня существенное развитие ржавчины (Phragmidium mucronatum (Pers.) Schltdl) было отмечено на плантации лапчатки белой II г. в. на опытном поле и в меньшей степени — на Фармакопейном участке.
В 2023 году в связи с колебаниями влажности и перепадами температур во второй половине лета на коллекционном питомнике мяты наблюдалось большее, чем обычно, заражение растений. Мучнистая роса в слабой степени поражала листья на сортах Чернолистная, Тунжа, Серебристая, Згадка, Симферопольская 200, Лекарственная 4, Медичка, Кубанская 6 и Янтарная; ржавчина уже к началу сентября поражала Польскую, Краснодарскую 2, Кубанскую 6, Медичку, Лубенчанку, Болгарскую и Москвичку. В сложившихся погодных условиях 2023 года на мяте длиннолистной отмечалось развитие септориоза (Septoria hyperici Desm.) (3 балла) и антракноза (Shaceloma menthae Jenk.) (2–3 балла).
В конце июня — начале июля мучнистая роса появлялась на посевах валерианы лекарственной III г. в., а в Западной Европе — на медунице мягкой (в конце июня и до середины июля пораженность данного вида была высокой — 3–4 балла). К концу июня мучнистая роса распространилась на растениях кровохлебки лекарственной (I, V г. в.), во II декаде августа — на зюзнике высоком (I г. в.), отдельных гибридах шиповника, ноготках лекарственных сорта Кальта, массово — на серпухе венценосной (IV г. в.) и пижме обыкновенной (II г. в.) В конце сентября мучнистая роса проявилась на монарде дудчатой и маклее кьюсской, а листья аира болотного поражались рамуляриозом (Ramularia aromatica (Saccardo) von Höhnel) (рис. 4).
В связи с погодными условиями в конце вегетационного периода (повышенное количество осадков и достаточно высокий температурный фон) поражаемость гибридов шиповника пятнистостями увеличилась в сравнении с 2022 годом. Марссониозом и церкоспорозом поражались все гибриды, при этом наибольшее развитие заболеваний отмечалось на сорте-стандарте Витаминный ВНИВИ и гибридах 2-1-11 и 1-25-6.
Тем не менее перспективные гибриды показали более высокую или одинаковую устойчивость к болезни по сравнению со стандартом, а наименее — поражались пятнистостями гибриды 1-8-24 и 1-3-17 (1 балл). Необходимо отметить, что в III декаде августа — начале сентября на неубранных плодах массово стали проявляться пятна, характерные для антракноза (Sphaceloma rosarum (Pass.) Jenk.), а также на отдельных сортах (Российский 1, Пальчик и др.) наблюдалось поражение ржавчиной (Phragmidium disciflorum (Tode) J. James, 1 балл) и мучнистой росой (Sphaerotheca pannosa var. rosae Woron., 1 балл), в прошлом вегетационном периоде не наблюдавшееся (рис. 5).
Выводы
Фитосанитарный мониторинг позволяет подобрать рациональные методы и средства защиты лекарственных растений от вредных организмов, его результаты могут использоваться при разработке плана мероприятий по контролю численности фитофагов и распространенности заболеваний, что дает возможность оптимизировать состояние биоколлекций и опытных посевов.
По частоте встречаемости наибольший вред лекарственным культурам был нанесен поли- и олигофагами: представителями семейства листоедов (Chrysomelidae) и надсемейства тлей (Aphidoidea) — до 3 баллов, а из болезней преобладали эризифовые (Erysiphaceae) и пероноспоровые (Peronosporaceae) — до 3–4 баллов, а также ржавчинные грибы из класса пукциниомицетов (Pucciniomycetes).
В целом фитосанитарное состояние регионов Ботанического сада и опытного поля ВИЛАР в 2022–2023 гг. можно счесть удовлетворительным, так как выпадов видов или культур из биоколлекции в связи с сильным поражением болезнями или повреждением вредителями не наблюдалось.
В связи с меняющимися погодно-климатическими условиями необходимо ежегодно проводить фитомониторинговые мероприятияв целях своевременного выявления очагов распространения вредителей или поражения заболеваниями — начиная с отрастания растений и до окончания вегетации.
Об авторах
Ковалев Никита Игоревич; кандидат сельскохозяйственных наук
kovalevteam@mail.ru; https://orcid.org/0000-0002-9169-9608
Ольга Михайловна Савченко; кандидат сельскохозяйственных наук
nordfenugreek@yandex.ru; https://orcid.org/0000-0002-3054-1719
Всероссийский научно-исследовательский институт лекарственных и ароматических растений, ул. Грина, 7, стр. 1, Москва, 117216 Россия
УДК632.7: 633.88
DOI: 10.32634/0869-8155-2024-382-5-91-96
