За матеріалами статті на тему «Оцінка стійкості деяких сортів цукрових буряків до плямистості листя Cercospora» («Evaluating the Resistance of some Sugar Beet Cultivars to Cercospora Leaf Spot») журналу JSAES (Journal of Sustainable Agricultural and Environmental Sciences (Журнал стійких сільськогосподарських та екологічних наук)), грудень 2024 р.

Цукровий буряк дуже чутливий до різних фітопатогенів, включаючи гриби, бактерії, віруси та численні шкідники, які можуть суттєво впливати на врожайність і зменшувати виробництво цукру. Примітно, що Cercospora beticola, збудник хвороби плямистості листя Cercospora, може викликати 50% скорочення врожайності. Церкоспороз визнаний як одна з найважчих позакореневих хвороб, що вражає цукрові буряки, пошкоджуючи систему пагонів і порушуючи фотосинтез, що в кінцевому підсумку зменшує накопичення цукру в коренеплодах. Ця хвороба вражає приблизно 44% світових площ вирощування цукрових буряків, причому рівень важкості захворювання варіюється в різних регіонах. Крім того, виробництво цукру може зменшуватися на 42%, а підвищення рівня домішок може викликати значні економічні втрати.

Плямистість листя Cercospora значно зменшує урожайність буряків, вміст цукру, який можна вилучити з коренеплодів, рівень калію (K), натрію (Na) та аміноазоту (α-amino N), що ускладнює виробництво та скорочує вихід цукру під час переробки. Як правило, симптоми церкоспорозу проявляються на первинних листках буряків. У міру прогресування хвороби первинне листя опадає, а рослина починає формувати нові листки, щоб підтримати фотосинтетичну здатність, виснажуючи при цьому запаси накопиченого в коренеплодах цукру. Це призводить до помітного падіння маси коренів і вмісту цукру, підкреслюючи критичну потребу в ефективних заходах контролю хвороби плямистості листя Cercospora.

Для боротьби з церкоспорозом на цукрових буряках використовуються численні стратегії контролю, включаючи сівозміну, моніторинг, хімічні фунгіциди та біологічний контроль. Однак використання стійких сортів вважається однією з найбільш безпечних та ефективних стратегій.

Висаджування сортів цукрових буряків, стійких до церкоспорозу, зменшує присутність інокулятів хвороби в полі, що уповільнює прогресування хвороби. Подібним чином, збільшення кількісної стійкості до хвороби плямистості листя Cercospora запобігає завершенню циклу захворювання, тим самим пригнічуючи вироблення спор. Виведення сортів цукрових буряків з високою генетичною стійкістю є однією з найбільш ефективних і стійких стратегій боротьби з хворобами рослин, особливо з церкоспорозом. Крім того, це може зменшити залежність від хімічних фунгіцидів і перешкодити розвитку штамів патогенів.

Використання стійких сортів є ефективним способом зменшення розповсюдження та ступені важкості захворювання плямистістю листя Cercospora на бурякових посівах. Дане дослідження має на меті визначити стійкість десяти відібраних сортів цукрових буряків до цієї хвороби в умовах Єгипту. Досліджувані сорти включали BTS 8953, Clavious, BTS Smart 9830, BTS 3740, BTS 3880, LILY, Oscarpoly, Faraida, Jampol і Ktart.

Матеріали та методи

План польового дослідження та географічне розташування

Протягом двох вегетаційних сезонів (2021/2022 МР та 2022/2023 МР) на сільськогосподарській дослідницькій станції Саха, Кафр-Ель-Шейх, Єгипет, проводилися два експерименти. Даний регіон було обрано для проведення дослідження через довгу історію сильного зараження церкоспорозом. Площа досліджуваної ділянки становила 18 м², включаючи 5 рядів довжиною 6 м і шириною міжрядь 60 см та відстанню в рядку між насінинами 20 см.

Крім того, при підготовці посівного ложа вносили суперфосфат (15% P₂O₅) у нормі 30 кг/феддан (0,42 га). Аміачну селітру (33,5% N) вносили в нормі 80 кг/феддан двома рівними дозами. Початкову дозу вносили після проріджування (на стадії чотирьох листочків), наступна доза вносилася через місяць.

Рослинний матеріал та речовини

Експерименти проводилися в польових умовах для визначення стійкості та чутливості/сприйнятливості десяти сортів цукрових буряків до плямистості листя Cercospora, викликаної Cercospora beticola, протягом двох сезонів 2021/2022 МР та 2022/2023 МР. Насіння цукрових буряків було отримано з Науково-дослідного інституту цукрових культур Центру сільськогосподарських досліджень, Гіза, Єгипет, як показано в Таблиці 1.

Таблиця 1. Сорти цукрових буряків, використані в даному дослідженні

Відбір проб і визначення ознак церкоспорозу під час збирання врожаю

Шкала від 0 до 9, заснована на розвитку симптомів листя (відмирання старих листків і прогресування плямистості на внутрішніх листках), використовувалася для визначення відсотка важкості захворювання. Важкість захворювання реєстрували через 15 днів після інфікування. Крім того, % цукру (пол. %) визначався за допомогою методу полярності. Кілька вегетативних параметрів, таких як діаметр (см), довжина (см) і свіжа маса кореня (г), оцінювалися через 105 днів після посіву буряків. Крім того, також визначалася урожайність цукрових буряків (т/феддан).

Результати

Реакція різних сортів цукрових буряків на Cercospora beticola

Загалом десять перевірених сортів цукрових буряків демонстрували різний ступінь важкості захворювання на плямистість листя Cercospora протягом вегетаційних сезонів 2021/2022 та 2022/2023 МР (Таблиця 2). У першому сезоні (2021/2022 МР) Clavious, BTS 8953, BTS 3880 і BTS Smart 9830 зафіксували найнижчий відсоток важкості захворювання (% DS) у 1,33%, 2,67%, 3,67% і 5,67%, порівняно з іншими сортами. Аналогічно, у другому сезоні (2022/2023 МР) ці сорти знову показали найнижчі значення 2%, 4,33%, 4% і 2,33% відповідно (Таблиця 2). І навпаки, сорти Lily та Oscarpoly показали найвищі значення важкості захворювання з 18% та 19,33% у першому сезоні та 17,67% і 19,67% у другому сезоні відповідно (Таблиця 2). Решта сортів зафіксували відсоток ураження церкоспорозом у діапазоні від 5,67% до 7,33% протягом 2021/2022 МР та від 8% до 14% протягом 2022/2023 МР (Таблиця 2).

Таблиця 2. Ступінь важкості захворювання плямистістю листя Cercospora десяти сортів цукрових буряків протягом двох вегетаційних сезонів 2021/2022 МР та 2022/2023 МР

Параметри різних сортів цукрових буряків, інфікованих Cercospora beticola

Загалом спостерігалися значні відмінності в параметрах, таких як довжина та діаметр кореня, досліджуваних сортів буряків, заражених Cercospora beticola (Таблиця 3). Сорти Bts 3880, Lily та Oscarpoly зафіксували найвищі значення довжини коренів (38 см, 37 см і 34,33 см відповідно) у першому сезоні 2021/2022 МР, ці сорти також досягли найвищих значень довжини коренів у другому сезоні 2022/2023 МР (30,80 см, 35,41 см і 31,73 см відповідно). У сортів цукрових буряків Bts 3740, Jampol, Ktart і Faraida була зареєстрована довжина коренеплодів 30,33 см, 31,33 см, 31,33 см і 32,33 см відповідно в 2021/2022 МР. Крім того, така ж тенденція спостерігалася у другому сезоні 2022/2023 МР, сорти буряків Bts 3740, Jampol, Ktart і Faraida посіли друге місце після сортів Bts 3880, Lily та Oscarpoly (29,05 см, 30 см, 30,99 см і 31,62 см відповідно). З іншого боку, Bts 8953, Clavious і Bts smart 9830 мали найменшу довжину кореня (20,67 см і 21,64 см), (27 см і 24,95 см) і (26,67 см і 26,17 см) відповідно протягом двох вегетаційних сезонів 2021/2022 і 2022/2023 МР.

Крім того, спостерігалися суттєві відмінності в діаметрі коренів досліджуваних сортів буряків (Таблиця 3). Сорти Bts 8953, Clavious і Bts 3880 продемонстрували найбільший діаметр кореня протягом 2021/2022 МР і 2022/2023 МР: 31,67 см і 28,60 см, 18,67 см і 20,05 см, 20,33 см і 20,20 см відповідно. І навпаки, сорти Oscarpoly і Faraida мали найменший діаметр кореня — 14,33 см і 15,30 см, і 14,33 см і 17,80 см протягом двох сезонів вегетації. Решта сортів буряків мали діаметр коренеплоду в діапазоні від 15,67 см до 18,67 см і від 15,30 см до 18,21 см у 2021/2022 і 2022/2023 МР (Таблиця 3).

Таблиця 3. Довжина та діаметр кореня досліджуваних сортів цукрових буряків, заражених Cercospora beticola, протягом двох вегетаційних сезонів

Свіжа маса та врожайність досліджуваних сортів цукрових буряків, інфікованих Cercospora beticola, протягом двох вегетаційних сезонів

Результати в Таблиці 4 показують помітні відмінності в характеристиках коренів серед досліджуваних сортів буряків. Сорт Ktart мав найбільшу свіжу масу кореня зі значеннями 1,78 кг і 1,64 кг у 2021/2022 МР і 2022/2023 МР відповідно. І навпаки, сорти Faraida та Jampol мали найменшу свіжу масу кореня: Faraida — 1,25 кг та 1,16 кг, а Jampol — 1,29 кг та 1,19 кг за відповідні сезони. Інші сорти демонстрували свіжу масу кореня від 1,38 кг до 1,68 кг у сезоні 2021/2022 МР та від 1,17 кг до 1,60 кг у сезоні 2022/2023 МР (Таблиця 4).

Таблиця 4. Свіжа маса та врожайність досліджуваних сортів цукрових буряків, інфікованих Cercospora beticola, протягом двох вегетаційних сезонів

Вміст цукру в досліджуваних сортах цукрових буряків, заражених Cercospora beticola, протягом двох вегетаційних сезонів

Загалом на вміст цукру в досліджуваних сортах цукрових буряків впливала хвороба плямистості листя Cercospora beticola (Таблиця 5). Однак у першому сезоні (2021/2022) найвищий вміст цукру показали сорти BTS 8953, Faraida та Clavious — 14,57%, 14,47% та 14,43% відповідно. За ними слідували сорти Jampol, Bts 3740 і Ktart, які мали вміст цукру 14,27%, 14% і 13,77%. Найменший вміст цукру було зафіксовано у сорту Lily — 12,97% (Таблиця 5). Так само, протягом другого сезону (2022/2023) сорт BTS 8953 знову досягнув найвищого вмісту цукру серед досліджуваних сортів зі значенням 14,51%. Найменший вміст цукру в цьому сезоні також було виявлено у сорту Lily, який становив 12,15% (Таблиця 5).

Таблиця 5. Вміст цукру в досліджуваних сортах цукрових буряків, заражених Cercospora beticola, протягом двох вегетаційних сезонів