Болезни цитрусовых, вызываемые HLB: причины, борьба и устойчивое управление для производителей

Цитрусовая зелёная болезнь, также известная как хуанлунбинь (HLB), является одной из наиболее разрушительных инфекций цитрусовых, вызываемой бактериальным организмом и угрожающей мировому производству цитрусовых. Болезнь цитрусовых хуанлунбинь, вызванная бактерией вида Candidatus Liberibacter, поражает флоэмную ткань, которая обеспечивает транспорт питательных веществ к растению; постепенно клетки растений оказываются в состоянии голодания, что приводит к их последующему страданию. Механизм заражения характеризуется увеличением числа бактерий в сосудах флоэмы и нарушением важнейшего движения сахаров и питательных веществ — соответственно к корням и от корней через дерево, что нарушает физиологические принципы жизнедеятельности и жизнеспособность деревьев.

Первоначально являясь азиатским заболеванием, болезнь хуанлонгбинь в 2005 году катастрофически распространилась на Америку, а затем — в Африку и другие регионы, превратившись в настоящую пандемию в мировой цитрусовой отрасли. Финансовые потери также поражают воображение: ежегодно миллиарды долларов теряются из-за уничтоженных плантаций, снижения продуктивности, а в некоторых случаях даже целые производственные районы приходится закрывать. По оценкам, цитрусовый сектор Флориды с момента вспышки HLB понёс совокупные убытки более 9 миллиардов долларов; аналогичный уровень потерь фиксируется также в регионах Бразилии, Китая и на новых очагах заболевания. После того как болезнь хуанлонгбинь закрепляется в том или ином регионе, необходимо провести необходимую перестройку систем производства цитрусовых, при которой фермерам придётся прибегнуть к интенсивным методам управления либо полностью прекратить выращивание. Цитрусовым производителям по всему миру, вероятно, потребуется глубоко изучить биологию этого бактериального патогена, способы его передачи и стратегии борьбы с ним, чтобы продолжать вести рентабельную деятельность в условиях беспрестанного распространения болезни. В следующих разделах мы расскажем о лечении цитрусовых от болезни хуанлонгбинь.

Основной переносчик заболевания: азиатская цитрусовая псиллида — ACP

Самый распространённый вопрос, который задают фермеры: чему является переносчиком азиатский цитрусовый псиллид? Распространение Candidatus Liberibacter зависит исключительно от азиатского цитрусового псиллида — хуанлунбиня (Diaphorina citri); иными словами, этот крошечный полужесткокрылый насекомый является главным фактором, определяющим распространение заболевания. Болезнь цитрусового хуанлунбиня передаётся насекомым длиной 3–4 миллиметра, которое трудно обнаружить без увеличения, однако оно чрезвычайно эффективно в передаче инфекции. Псиллид заражается бактерией, питаясь поражённой флоэмой; возбудитель находится в слюнных железах насекомого и затем при последующем питании на здоровых деревьях заражает новых хозяев.

Азиатский цитрусовый псиллид — переносчик болезни цитрусов «хуанлунбин» — диафорина цитри — размножается с очень высокой скоростью; в различных климатических условиях он даёт одну или несколько генераций в год, при этом самки откладывают яйца на молодые побеги, где нимфы развиваются чрезвычайно быстро. Этот насекомый обладает высокой устойчивостью к холоду как тропический вредитель — как в плане переноса температур вплоть до -7°C при отсутствии активных процессов, так и по способности заселять самые разные климатические зоны от субтропиков до тёплых умеренных регионов. Географическое распространение этого вредителя вышло далеко за пределы его естественного ареала в Азии и охватывает сегодня большинство районов мира, где выращивают цитрусовые; популяции адаптировались к разнообразным растениям-хозяевам и экологическим условиям. Знание об азиатском цитрусовом псиллиде — переносчике болезни «хуанлунбин» — имеет огромное значение для разработки мер борьбы, поскольку именно истребление этого насекомого является основным методом предотвращения распространения заболевания там, где оно ещё не возникло. Теперь давайте обсудим лечение болезни цитрусового зеленения после проявления симптомов.

Симптомы заболевания хуанлунбинь (HLB) у цитрусовых

Симптомы заболевания хуанлунбинь (HLB) проявляются незаметно; эти заболевания могут развиваться незамеченными, и к тому времени, когда их обнаружат, уже может быть причинён значительный ущерб. Симптомы выражаются в виде бактерий хуанлунбинь, проявляющихся в пятнистости листьев, которые неравномерно покрыты жёлтыми пятнами, смешанными с зелёными вздутиями. В большинстве случаев это начинается с нескольких ветвей и затем распространяется на всю крону. Асимметричное пожелтение — то есть, когда одна половина листа становится жёлтой, а другая остаётся зелёной — является патогенным (характерным) синдромным симптомом HLB, в отличие от других заболеваний цитрусовых. Заражённые листья приобретают бронзовый или даже медный оттенок, поскольку хлорофилл разрушается.

С развитием заболевания цитрусовых, вызванного HLB, проявляются дефициты питательных веществ: дефицит цинка приводит к пятнистой структуре листьев, дефицит железа — к межжилковой хлорозу, а дефицит магния — к краевому хлорозу. У деревьев наблюдается прогрессирующая задержка роста, и значительно снижается прирост новых побегов, а также всего ветвления; плотность крон становится всё ниже по мере того, как опадение листьев ускоряется. Экономические потери от снижения качества плодов также носят катастрофический характер: гнилые плоды становятся некрасивыми, теряют сочность и уменьшаются в размерах, их невозможно продавать на свежем рынке. Кроме того, внутренняя сосудистая окраска и неполноценное формирование семян также ухудшают качество плодов. Дифференцированное проявление симптомов зависит от сорта: некоторые сорта демонстрируют серьёзное пожелтение листьев, одновременно давая плоды, тогда как другие проявляют лишь незначительные симптомы на листьях, но при этом сильно страдают качество плодов. Симптомы азиатского цитрусового псиллида на деревьях являются результатом повреждений, которые накапливаются со временем вследствие колонизации патогеном, и листья на деревьях постепенно ухудшаются. В большинстве случаев от начальной стадии заражения до экономической неэффективности проходит 3–5 лет, хотя в некоторых экстремальных случаях процесс протекает быстрее.

Проблемы выявления, диагностики и управления

Ранняя диагностика жизненно важна, поскольку она помогает замедлить прогрессирование заболевания; однако диагностика цитрусовой болезни HLB представляет собой серьёзную проблему. Молекулярное тестирование — определение ДНК Candidatus Liberibacter в тканях растений с помощью ПЦР — даёт однозначные результаты, но требует лабораторного анализа, что приводит к задержкам и дополнительным расходам. Полевая диагностика основана на наблюдении за симптомами; однако желтуха цитрусовых HLB похожа на многие другие дефициты питательных веществ, и визуальный осмотр оказывается неэффективным для раннего выявления заболевания. Молодые деревья, у которых пока нет никаких видимых признаков, тем не менее содержат большое количество бактерий, причём именно носители инфекции передают заболевание соседним, более уязвимым растениям.

Ограничения визуального осмотра связаны с сочетаниями экологических факторов, маскирующих симптомы: дефициты питательных веществ, холодовой стресс и другие заболевания вызывают внешне неотличимое повреждение листвы. Через несколько лет после заражения инфицированные деревья могут не проявлять никаких признаков болезни, однако популяция бактерий будет постепенно разрастаться в флоэме. Роль раннего выявления невозможно переоценить: деревья, заразившиеся в последние месяцы, при интенсивном лечении легче контролируют развитие болезней, тогда как уже инфицированные деревья обречены на ухудшение ситуации даже после лечения. Внутренняя проблема заключается в том, что отсутствует полноценное лечение заражённых деревьев — это отражает колонизацию данной бактерии системной сосудистой системой. После того как Candidatus Liberibacter расселяется по всему дереву, избавиться от неё уже слишком поздно; патоген невозможно удалить, и дерево остаётся живым.

Традиционные методы лечения и контроля за активностью псиллида

Лечение цитрусовых культур от HLB в основном направлено на использование антибиотиков (наиболее часто применяется тетрациклин и макролидные антибиотики), которые вводятся в стволы деревьев или применяются перорально. Хотя эти методы лечения краткосрочно замедляют размножение бактерий, по крайней мере временно улучшая состояние деревьев, они не являются излечивающими. Применение антибиотиков в деревьях со временем приводит к их ослаблению, а повторное использование вызывает проблемы с развитием устойчивости. В анализе затрат и выгод выясняется, что стоимость лечения составляет от 50 до 200 долларов за дерево в год, что делает его целесообразным только для высокорентабельных питомников или специализированных плантаций цитрусовых.

Лечение медицинской болезни цитрусовых — «зелёная пятнистость» — с помощью химических пестицидов направлено на контроль популяций азиатских цитрусовых псиллид, чтобы предотвратить распространение заболевания, но не для лечения самих деревьев. Общие инсектициды (пиретроиды, неоникотиноиды, органофосфаты) обеспечивают мгновенное снижение численности вредителей, однако их повторное применение приводит к появлению устойчивости. Комплексное управление вредителями (IPM), включающее использование разнообразных методов борьбы с псиллидами — таких как применение пестицидов, культурные методы, мониторинг и использование устойчивых сортов, — является более жизнеспособным подходом, чем химическая монокультура. Тем не менее, сообщается о возникновении устойчивости к пестицидам против азиатского цитрусового псиллида в ключевых регионах производства, что снижает эффективность этих пестицидов и вынуждает увеличивать их дозировки, что обходится дорого и наносит вред окружающей среде.

Органические и альтернативные средства профилактики азиатского цитрусового псиллида

Органические фермеры и садоводы, заботящиеся об окружающей среде, используют FUMOKAR как... Органическое лечение азиатского цитрусового псиллида представляют собой значительную альтернативу натуральным пестицидам. Альтернативами использованию органических пестицидов являются масло нима, садовые масла, инсектицидные мыла и продукты на основе серы, которые нарушают процессы питания и размножения вредителей, при этом снижая воздействие на окружающую среду и токсичность для полезных насекомых при более низкой концентрации. Эти методы обработки эффективны (в идеальных условиях — от 40 до 70 процентов) и требуют более частого применения (интервал между обработками составляет 7–10 дней), чем синтетические пестициды, однако обеспечивают приемлемый уровень эффективности в садах, где допускается большая численность вредителей.

Борьба с азиатским цитрусовым псиллидом с использованием культурных методов контроля позволяет снизить численность популяции без применения химических веществ: уничтожение самосевных цитрусовых деревьев и сорняков, способствующих появлению псиллидов; уход за деревьями путём правильного орошения и обеспечения надлежащего питательного состояния (более молодые деревья более восприимчивы к повреждениям, вызываемым питанием псиллидов); использование липких ловушек для мониторинга и массовых ловушек для снижения численности популяции. В качестве биологического контроля численности популяции можно использовать естественных хищников, в особенности паразитических ос (Tamarixia radiata) и божьих коровок, которые оказывают долгосрочное воздействие на популяцию после их заселения. Вязкость и эффективность обработки насекомых-вредителей с помощью садовых масел и ботанических препаратов на основе растительных соединений (цитрусовые масла, масло чайного дерева, гвоздичное масло) регулируются с учётом требований органической сертификации. Подобные альтернативные методы эффективны только в сочетании друг с другом, а не в одиночку, поскольку комплексное воздействие осуществляется различными способами.

Профилактическая терапия и доклинические планы лечения

Карантинные меры и программы сертификации растений, направленные на предотвращение перемещения заражённого посадочного материала и препятствование проникновению азиатского цитрусового псиллида, необходимы как на региональном, так и на национальном уровнях. Страны, сохранившие статус свободных от HLB, применяют строгие контрольные меры при импорте, инспекции питомников и процедуры сертификации здоровья растений, что создает надёжный барьер для ввоза заболеваний. Когда HLB уже будет установлено, практически невозможно будет его ликвидировать, и профилактика азиатского цитрусового псиллида в эндемичных районах окажется несравнимо более экономически эффективной, чем борьба с ним.

Разработка устойчивых подвоев обещает обеспечить устойчивость производства цитрусовых в регионах, где распространена HLB. Селекционные программы направлены на выявление или создание подвоев и сортов привоя, которые устойчивы или резистентны к Candidatus Liberibacter и проявляют меньшую выраженность симптомов, сохраняя при этом продуктивность даже при заражении. В настоящее время изучаются методы генетической модификации, включающие внедрение цитрусовых, продуцирующих антибактериальные пептиды, усиление иммунитета или использование бактерицидов для борьбы с цитрусовым хуанлонгбином и способ их получения. В эндемичных районах HLB признаётся устойчивым благодаря системам устойчивого управления, предусматривающим замену деревьев, интенсивный контроль за псиллами, высокоплотную посадку устойчивых сортов и активное управление, направленное на поддержание продуктивности даже в условиях распространения заболевания. Такой сдвиг парадигмы — переход от стремления к искоренению заболевания к его устойчивому управлению — делает возможным дальнейшее производство цитрусовых в регионах, где предотвращение HLB оказалось неэффективным.

Перспективное лечение黃龙病 и международная координация

Индустрия цитрусовых во всём мире никогда не сталкивалась с такими сложностями, как сейчас, когда борьба с хуанлунбином находится на завершающей стадии: эндемическое управление стало целью, но не средством излечения. Предположительно, болезнь цитрусовых хуанлунбин продолжит распространяться в ключевых регионах производства, и эта фиксация потребует коренной реорганизации систем переработки цитрусовых с акцентом на устойчивость вместо полного искоренения.

Глобальные исследовательские партнёрства объединили учёных из всех регионов влияния, таких как Флорида, Бразилия, Китай, Австралия и Испания, обеспечив обмен генетическим материалом, результатами исследований и сортовыми линиями в общем направлении на создание устойчивых сортов и достижение целей устойчивого управления. Обмен знаниями ускоряется благодаря региональным сетям, конференциям, а также совместным исследованиям, которые позволяют исключить дублирование усилий и ускорить внедрение инноваций. Правительства и отраслевые фонды финансирования инвестировали в научные исследования и технологическое развитие, поскольку осознают, что борьба с HLB потребует долгосрочного участия: оценочно, государственные финансовые затраты на селекцию культур, исследования в области биотехнологий, оптимизацию мер по борьбе с цикадками и системы эпидемиологического надзора за цитрусовыми болезнями HLB ежегодно составляют миллиарды долларов.

Реалистичный подход к производству цитрусовых подразумевает признание того, что полный контроль над HLB в эндемичных регионах невозможен. Тем не менее, производство можно сохранить с помощью комплекса интегрированных мер: сертификации фитосанитарного состояния на производственной территории, посадки устойчивых к болезни сортов цитрусовых, интенсивной борьбы с псиллами, выбора подходящих подвоев и терпимости к потерям вместо полного провала урожая. Мировое производство цитрусовых должно выдерживать HLB за счет адаптивного управления, новых технологий и дальнейших научных инвестиций; однако это будет сопряжено с высокими затратами, и отрасль сосредоточится на тех операциях, которые смогут обеспечить интенсивные протоколы управления. Цитрусовый бизнес будущего будет совершенно непохожим на нынешнее поколение — с меньшим числом подразделений, специализированным подходом, новыми сортами и методами, и, вероятно, способным поставлять цитрусовые продукты во все уголки мира, несмотря на неизбежное присутствие этого разрушительного патогена. Теперь вы знаете, что лечение цитрусовых от HLB и лечение болезни зелёного опадения цитрусовых — это вовсе не сложная задача.

Ссылка:

• Эвери, Паско Б. и др. «Влияние гриба Isaria fumosorosea (Hypocreales: Cordycipitaceae) на снижение потребления пищи и смертность азиатского цитрусового псиллида, Diaphorina citri (Hemiptera: Psyllidae)». Биоконтроль: Наука и технология 21.9 (2011): 1065–1078.
• Эвери, Паско Б. и др. «Совместимость бластоспор Isaria fumosorosea (Hypocreales: Cordycipitaceae) с сельскохозяйственными химикатами, используемыми для борьбы с азиатским цитрусовым псиллидом, Diaphorina citri (Hemiptera: Liviidae).» Insects 4.4 (2013): 694–711.