Кукуруза серая листовая пятнистость - Corn grey leaf spot
Серая пятнистость листьев (GLS) - это грибковое заболевание листьев , поражающее кукурузу , также известную как кукуруза. GLS считается одним из наиболее серьезных заболеваний кукурузы, снижающих урожайность, во всем мире. Есть два грибковых патогена, вызывающих ГЛС: Cercospora zeae-maydis и Cercospora zeina . Симптомы, наблюдаемые на кукурузе, включают поражение листьев, обесцвечивание ( хлороз ) и лиственный ожог. Отчетливыми симптомами GLS являются прямоугольные некротические поражения коричневого или серого цвета, которые проходят параллельно листу, охватывая промежутки между вторичными жилками листа. Гриб выживает в остатках верхнего слоя почвы и заражает здоровые растения через бесполые споры, называемые конидиями. Условия окружающей среды, которые лучше всего подходят для инфекции и роста, включают влажный, влажный и теплый климат. Плохой воздушный поток, низкий уровень солнечного света, перенаселенность, неправильное управление питательными веществами и орошением, а также плохой дренаж почвы могут способствовать распространению болезни. Методы управления включают устойчивость сельскохозяйственных культур, севооборот , обработку пожнивных остатков, использование фунгицидов и борьбу с сорняками . Цель борьбы с болезнями - предотвратить количество вторичных циклов болезни, а также защитить листовую поверхность от повреждения до образования зерна. Серая пятнистость на листьях кукурузы - серьезное заболевание производства кукурузы в Соединенных Штатах, экономически значимое во всех регионах Среднего Запада и Средней Атлантики. Однако он также распространен в Африке, Центральной Америке, Китае, Европе, Индии, Мексике, Филиппинах, северной части Южной Америки и Юго-Восточной Азии. Предполагается, что телеоморф (половая фаза) Cercospora zeae-maydis - Mycosphaerella sp.
Хозяин и симптомы
Кукуруза - единственный вид, который может быть поражен Cercospora zeae-maydis . Существует две популяции Cercospora zeae-maydis , различающиеся по молекулярному анализу, скорости роста, географическому распространению и продукции церкоспоринового токсина. Cercospora zeae-maydis отличается от своей двоюродной группы Cercospora zeina sp. ноя в том, что он имеет более высокую скорость роста в искусственной среде, способность продуцировать токсин церкоспорин, более длинные конидиеносцы и широко веретеновидные конидии . Cercospora zeina sp. ноя поражает кукурузу в Восточном кукурузном поясе и в Среднеатлантических штатах; Cercospora zeae-maydis встречается в большинстве районов выращивания кукурузы в западном Кентукки, Иллинойсе, Индиане, Айове, Висконсине, Миссури, Огайо и западном Теннесси (Средний Запад). Обе популяции имеют одинаковые симптомы и вирулентность , способность грибка вторгаться в хозяина.
Крупные вспышки серой пятнистости на листьях происходят при наличии благоприятных погодных условий (см. Раздел « Окружающая среда »). Первоначальные симптомы серого пятна на листьях проявляются в виде небольших темных влажных пятен, окруженных тонким желтым сиянием (образуются поражения). Ткань внутри «пятна» начинает отмирать по мере того, как размер пятна увеличивается до более длинных и узких поражений листа.Хотя первоначально коричневато-желтый, характерный серый цвет, который следует за этим, возникает из-за образования серых спор грибов (конидий) на поверхности поражения. Эти симптомы, похожие по форме, размеру и обесцвечиванию, также преобладают на кукурузной шелухе и оболочке листьев. Поражения оболочки листьев не окружены желтым сиянием, а скорее коричневым или темно-пурпурным сиянием. Это темно-коричневое или пурпурное изменение цвета на листьях. влагалища также характерны для северной пятнистости листьев кукурузы ( Exserohilum turcicum ), южной пятнистости листьев кукурузы ( Bipolaris maydis ) или северной пятнистости листьев кукурузы ( Bipolaris zeicola ). Зрелые поражения на листьях кукурузы серые легко диагностируются и отличимы от этих других болезней. Пятнистые поражения листьев кукурузо-серого цвета имеют коричневую прямоугольную форму с ограниченными прожилками. Вторичные и третичные прожилки листа ограничивают ширину поражения, а иногда и отдельные поражения. может в сочетании привести к поражению целых листьев.
Патогенез
Одной из причин патогенного успеха Cercospora zeae-maydis является выработка растительного токсина, называемого церкоспорином. Все представители рода Cercospora производят этот активируемый светом токсин во время инфекции. В отсутствие света церкоспорин неактивен, но когда присутствует свет, токсин переходит в возбужденное триплетное состояние. Активированный церкоспорин реагирует с молекулами кислорода, образуя одиночные активные радикалы кислорода. Кислородные радикалы реагируют с липидами, белками и нуклеиновыми кислотами растительных клеток, повреждая и убивая пораженные клетки, а питательные вещества, высвобождаемые во время разрыва и гибели клеток, питают гриб Cercospora . Исследование мутанта Cercospora, у которого отсутствует ген, ответственный за продукцию церкоспорина, демонстрирует, что церкоспорин, хотя и не нужен для инфицирования, увеличивает вирулентность грибов Cercospora .
Цикл болезни
Cercospora zeae-maydis выживает только до тех пор, пока присутствуют инфицированные остатки кукурузы; тем не менее, это плохой конкурент почвы. Мусор на поверхности почвы является причиной первичной инокуляции, которая заражает прибывающий урожай кукурузы в следующем сезоне. К концу весны Cercospora zeae-maydis производит конидии (бесполые споры) в мусоре в результате рассеивания ветром или дождя. Конидии распространяются и в конечном итоге заражают новый урожай кукурузы. Чтобы возбудитель действительно заразил хозяина, для инокуляции необходимы высокая относительная влажность и влажность (роса) на листьях. Первичная инокуляция происходит на нижних частях молодых листьев, где конидии прорастают на поверхности листьев и проникают через устьица через уплощенный орган гиф, аппрессорий. Cercospora zeae-maydis атипична тем, что ее конидии могут расти и выживать в течение нескольких дней до проникновения, в отличие от большинства спор, которым необходимо проникнуть в течение нескольких часов для обеспечения выживания. Как только происходит заражение, в этих нижних частях листа образуются конидии. При благоприятных погодных условиях (см. Раздел « Окружающая среда» ) эти конидии служат вторичным инокулятом для верхних частей листа, а также шелухи и влагалища (где он также может перезимовать и образовать конидии в следующем сезоне). Кроме того, ветер и проливные дожди имеют тенденцию распространять конидии во время многих вторичных циклов в другие части поля, вызывая большее количество вторичных циклов инфекции. Если условия неблагоприятны для инокуляции, патоген переходит в состояние покоя в течение зимнего сезона и повторно активируется, когда в следующем сезоне восстанавливаются благоприятные для инокуляции условия (влажные, влажные). Гриб зимует в виде стромы (смеси тканей растений и грибного мицелия) в остатках листьев, которые дают начало конидиям, вызывающим первичную инокуляцию следующей весной и летом.
Среда
Серая пятнистость листьев кукурузы цветет при длительных периодах высокой относительной влажности (более двух дней) и при отсутствии влаги на листьях из-за тумана, росы или небольшого дождя. Кроме того, проливные дожди способствуют распространению патогена. Также требуется температура от 75 ° до 95 ° F. Если температура опускается ниже 75 ° F во время влажных периодов или если влажность отсутствует 12 часов, степень заболевания значительно уменьшится. На Среднем Западе и Средней Атлантике эти условия благоприятны для развития спор в весенние и летние месяцы. Цикл заражения может занять от двух до четырех недель в зависимости от окружающей среды и восприимчивости используемого кукурузного продукта.
Управление
Общий подход к профилактике и борьбе с серой пятнистостью на листьях кукурузы заключается в снижении скорости роста и распространения болезни. Это достигается за счет ограничения количества циклов вторичного заболевания и защиты листовой поверхности от повреждения до формирования зерна кукурузы. Высокие риски появления серой пятнистости листьев кукурузы делятся на восемь факторов, которые требуют особых стратегий управления.
Факторы высокого риска появления серой пятнистости у кукурузы:
- Восприимчивый гибрид
- Непрерывная кукуруза
- Поздний срок посадки
- Системы минимальной обработки почвы
- Полевой анамнез тяжелого заболевания
- Ранняя активность заболевания (до нанесения кисточки)
- Орошение
- Благоприятный прогноз погоды при болезни
В настоящее время существует пять различных стратегий управления, некоторые из которых более эффективны, чем другие.
Устойчивые сорта
Самый эффективный и экономичный метод снижения потерь урожая от серой пятнистости кукурузы - это внедрение устойчивых сортов растений. В местах, где наблюдается пятнистость листьев, эти культуры в конечном итоге могут расти и при этом оставаться устойчивыми к болезни. Хотя болезнь полностью не устранена и у устойчивых сортов проявляются симптомы болезни, в конце вегетационного периода болезнь не так эффективна в снижении урожайности сельскохозяйственных культур. Было доказано, что SC 407 является распространенным сортом кукурузы, устойчивым к серой пятнистости листьев. Если зараженность серой пятнистостью листьев высока, этот сорт может потребовать применения фунгицидов для достижения полного потенциала. Восприимчивые сорта не следует высаживать на ранее зараженных территориях (см. § Таблицу высокого риска ).
Севооборот
Количество первоначального инокулята будет уменьшено, если культура, отличная от кукурузы, будет высаживаться в течение ≥2 лет на данной территории; тем временем применяются надлежащие методы обработки почвы. Чистая вспашка и одногодичный севооборот при отсутствии кукурузы также позволяют значительно снизить заболеваемость. Обратите внимание, что обычная обработка почвы может снизить заболеваемость, но может привести к усилению эрозии почвы.
Управление остатками
Захоронение мусора под прошлогодним урожаем поможет уменьшить присутствие Cercospera zeae-maydis , поскольку зараженный грибком мусор может выжить только над поверхностью почвы. Опять же, этот метод поможет уменьшить количество первичного инокулята, но не искоренит болезнь полностью.
Фунгициды
Фунгициды, если их распылить в начале сезона до первоначального повреждения, могут быть эффективными в снижении заболеваемости.
В настоящее время известно 5 фунгицидов для лечения серой пятнистости листьев кукурузы:
Дата посадки
Воздействие GLS более серьезно, если растения поражены на ранней стадии их развития. Ранний посев может помочь снизить потери урожая, гарантируя, что урожай находится на более поздней стадии заполнения зерном, когда условия обычно благоприятны для развития GLS.
- Заголовок ЭК (действующее вещество: пираклостробин )
- Одеяло (действующее вещество: азоксистробин + пропиконазол )
- Пролин 480 SC (действующее вещество: протиоконазол)
- Tilt 250 E, Bumper 418 EC (действующее вещество: пропиконазол)
- Заголовок EC
- Заголовок должен применяться из расчета 400–600 миллилитров на гектар (0,17–0,26 кварты США / акр). Для оптимальной борьбы с болезнями начинайте аппликации до развития болезни (см. §Цикл болезни ). Этот фунгицид можно применять максимум 2 раза в год. Допускаются как наземное, так и воздушное применение.
- Лоскутное одеяло
- Одеяло должно применяться из расчета 0,75–1,0 литра на гектар (0,32–0,43 кварты США / акр). Применение Quilt должно производиться при первом появлении болезни, с последующим повторным нанесением через 14 дней, если условия окружающей среды благоприятны для развития болезни (см. § Цикл болезни ). При потемнении початков кукурузы Quilt нельзя применять. Этот фунгицид можно применять максимум 2 раза в год. Допускаются как наземное, так и воздушное применение.
- Пролайн 480 SC
- Proline 480 SC следует вносить из расчета 420 миллилитров на гектар (0,18 кварты США / акр). Этот фунгицид можно применять максимум 1 раз в год. Допускается только наземное нанесение. Требуется 24-часовой повторный вход (минимальный промежуток времени, который должен пройти между нанесением фунгицида на участок или урожай и временем, когда люди могут войти в этот район без защитной одежды и оборудования).
- Наклон 250 и бампер 418 EC
- Tilt 250 следует применять из расчета 500 миллилитров на гектар (0,21 кварты США / акр). Bumper 418 EC следует наносить из расчета 300 миллилитров на гектар (0,13 кварты США / акр). Оба фунгицида следует применять при первом появлении пустул ржавчины. Если заболевание преобладает после первичного применения, может потребоваться повторное нанесение через 14 дней. Через две недели можно подать третью заявку при тяжелом течении болезни. Допускаются как наземное, так и воздушное применение.
При опрыскивании фунгицидами Quilt и Headline EC из расчета 6 жидких унций США на акр (440 мл / га) на стадии кисточки с использованием установленного на тракторе опрыскивателя с приводом от CO2 с расходом 20 галлонов США на акр (190 л / га), средняя урожайность увеличилась. . Использование фунгицидов может быть как с экономической, так и с экологической точки зрения дорогостоящим, и их следует применять только к восприимчивым сортам и крупномасштабному производству кукурузы. Чтобы предотвратить устойчивость грибов к фунгицидам, все фунгициды следует использовать поочередно, переключая фунгициды с различными механизмами действия. Пираклостробин (заголовок EC) и азоксистробин являются фунгицидами хинон вне ингибиторов ( Q o I ), тогда как пропиконазол и протиоконазол являются фунгицидами ингибиторов деметилирования (DMI).
Борьба с сорняками
За счет удаления сорняков увеличивается приток воздуха к культуре над землей, снижается относительная влажность и ограничивается инфекция в наиболее уязвимые периоды.
Важность
До 1970 года кукурузо-серая пятнистость на листьях не была распространена в Соединенных Штатах, однако болезнь распространилась в середине десятилетия по низкогорным регионам Северной Каролины, Кентукки, Теннесси и Вирджинии. Сегодня болезнь распространилась на Делавэр, Иллинойс, Индиану, Айову, Мэриленд, Миссури, Огайо, Пенсильванию и западный Теннесси.
Серая пятнистость листьев кукурузы может быть чрезвычайно разрушительным заболеванием, поскольку потенциальные потери урожая составляют от 5 до 40 бушелей США на акр (от 440 до 3480 л / га). При более высоком уровне заболеваемости это может привести к еще большим потерям. Когда способность кукурузы накапливать и производить углеводы (глюкозу) в зерне снижается, происходит потеря урожая. Это происходит, когда Cercospera zeae-maydis заражает листовую ткань и снижает способность растения к фотосинтезу и образованию побочных продуктов процесса (например, глюкозы).