Кофейная ржавчина

История

Кофейная ржавчина – одно из самых катастрофических заболеваний растений в истории, которое привело к тяжелым экономическим потерям и поместило его в число семи вредителей растений, нанесших наибольший ущерб в прошлом веке.

Первая задокументированная запись о вспышке Гемилея Вастатрикс нападение на кофейные посевы восходит к 1869 году на острове Цейлон, ныне известном как Шри-Ланка. В тот раз влияние грибка было настолько разрушительным, что производители кофе, не зная о причинах заболевания и способах борьбы с ним, решили уничтожить кофейные деревья и выращивать чай.

Патоген быстро распространился, и в том же году он поразил также Индию. Через десять лет после первого обнаружения ржавчины он уже появился на Суматре, Яве, Южной Африке и на островах Фиджи.

В Южной Америке он был впервые обнаружен в 1970 году в штате Баия, Бразилия. Затем он появился в Никарагуа (1976), а в 1980-х годах он был зарегистрирован в Коста-Рике и Колумбии. В настоящее время он присутствует практически во всех странах мира, где выращивают кофе.

Симптомы

Первыми признаками заражения растения являются хлоротичные поражения с появлением на листьях небольших бледно-желтых пятен, похожих на капли масла, которые делают лист полупрозрачным на свету.

Эти поражения, которые не превышают 3 мм в диаметре, появляются в основном по краям листа, где больше всего скапливается вода.

Когда начинается спороношение, очаги увеличиваются в размерах до 2 см в диаметре, а на нижней стороне листа появляется желтый или оранжевый порошок, образованный урединиоспорами. Если поражений этого типа много, пятна будут соединяться по мере роста, занимая весь лист, который имеет тенденцию отслаиваться.

Когда пятно ржавчины стареет, пыль урединиоспор становится бледнее. Затем желтое пятно заменяется от центра к периферии более темным пятном (коричневым или черным) с некротическим видом, в котором споры не образуются.

На самой запущенной стадии болезнь вызывает преждевременную потерю листьев и может вызвать гибель ветвей или даже всего растения, влияя на процессы фотосинтеза, дыхания и транспирации, происходящие в листьях.

Таксономия

Гемилея Вастатрикс это ржавчина и, как таковая, принадлежит к отряду Pucciniales (= Uredinales), типу Basidiomicota. В последние годы с помощью исследований молекулярной биологии были выяснены некоторые аспекты таксономии этого отряда, в результате чего он был помещен в подтип Pucciniomycotina и класс Pucciniomycetes (= Urediniomycetes).

Отряд Pucciniales состоит из 13 семейств, не менее 163 родов и около 7000 видов, 42 из которых относятся к роду Hemileia. Гемилея Вастатрикс принадлежит к семейству Mikronegeriaceae, это типовой вид рода Hemileia и был описан Беркли и Брумом в 1869 году.

Характеристики Гемилея Вастатрикс

Гемилея Вастатрикс имеет почковидные урединиоспоры. Урединиоспоры – это тонкостенные споры, продуцируемые уредо, которые являются одной из фаз жизненного цикла ржавчины. Урединиоспоры этого вида имеют размер 28–36 x 18–28 мкм и толщину стенок 1 мкм.

Эти стенки прозрачные и покрыты бородавками на выпуклой стороне, а вогнутая сторона (иногда плоская) совершенно гладкая. С другой стороны, телиоспоры (споры, продуцируемые телием, другая фаза жизненного цикла ржавчины) имеют сферическую, субглобковидную или реповую форму с диаметром 20-28 мкм.

Стенки этих последних спор также прозрачные, такой же толщины, как и урединиоспоры, но полностью гладкие по всей их поверхности.

Жизненный цикл

Жизненный цикл кофейной ржавчины начинается с прорастания урединиоспор, которые вырабатываются в большом количестве. Споры, отложившиеся на нижней стороне листа, испускают от 1 до 4 зародышевых трубок за 12-часовой период, которые будут расти, пока не обнаружат устьица, которые представляют собой поры в листьях для газообмена.

После использования стомы для проникновения внутрь листа грибок развивает структуры, называемые гаусториями, которые вступают в контакт с клетками растения и извлекают питательные вещества для его роста.

Пораженные клетки растения теряют зеленую окраску, а на листе наблюдаются желтоватые участки, появление которых соответствует первым проявлениям болезни. Время, прошедшее от заражения до этого момента, называется инкубационным периодом, который составляет примерно три недели.

Позже гриб созревает и дифференцируется в структуры, которые называются сори, которые будут производить новые урединиоспоры, которые будут рассредоточены, чтобы начать новый цикл.

Грибок также может производить телиоспоры, которые не являются устойчивыми, которые прорастают там и производят споридии, но не могут повторно заразить кофейное дерево (они нефункциональны).

Несмотря на убеждение, что Х. Вастатрикс Он неоднозначен, то есть для завершения жизненного цикла ему требуются два типа хозяев, кроме кофе, он пока не обнаружен у других хозяев. Другая возможность состоит в том, что Х. Вастатрикс фактически представляет собой автоическую дивергентную базальную ржавчину.

Согласно этой гипотезе, телиоспоры нефункциональны и рудиментарны, а цикл половой жизни завершается урединиоспорами.

Выведение устойчивых сортов

Лучшая стратегия борьбы с болезнями, как с экономической, так и с экологической точки зрения, заключается в разработке и использовании устойчивых к ней сортов. Первая попытка, направленная в этом смысле, была предпринята в Индии в 1911 году, где они разработали сорт под названием Kent’s, который заменил Coorg, который более подвержен ржавчине.

Сорт, обнаруженный на острове Тимор в 1927 году, оказался естественным гибридом двух разных видов кофе, Кофе арабика Y C. canephora, проявил большую сопротивляемость всем видам ржавчины, известным на тот момент.

Этот сорт был назван HDT (гибрид Тимора) и использовался для скрещивания с местными сортами в Латинской Америке, в результате чего были получены сорта, демонстрирующие хороший уровень устойчивости к ржавчине, такие как сорта Caturra 3 HDT CIFC1343, разработанные в Колумбия и Catua_1 3 HDT CIFC2570, разработанные в Бразилии.

Органико-биологический контроль

Использование естественных врагов ржавчины для борьбы с ней – механизм, который ученые все еще исследуют. Некоторые из этих врагов атакуют напрямую и питаются ржавчиной, другие живут внутри хозяина и оказывают сопротивление ржавчине, это так называемые эндофитные организмы.

Среди организмов, которые напрямую атакуют Гемилея Вастатрикс являются микопаразитарными грибами. Эндофитные микроорганизмы включают как бактерии, так и грибы.

Участие эндофитных микроорганизмов в подавлении болезней растений было продемонстрировано при нескольких заболеваниях. Действие эндофитных организмов на патогены может быть прямым или косвенным.

В первом случае происходит высвобождение антибиотических веществ или конкуренция за питательные вещества, в то время как косвенная форма возникает за счет индукции у растения реакции устойчивости против патогена.

Эффективность некоторых эндофитных бактерий в борьбе с кофейной ржавчиной может варьироваться в зависимости от момента применения биоконтроллеров. Наилучшие результаты, полученные экспериментально, – это те, в которых бактерии применяют за 1-3 дня до инокуляции урединиоспорами Hemileia Wastatrix.

Управление урожаем

Управление некоторыми параметрами урожая кофе может помочь предотвратить, контролировать или облегчить искоренение болезни. Среди этих переменных – плотность посадки (2 метра между рядами и 1 между растениями), обрезка (низкая послеуборочная обрезка), выбор здоровых побегов, использование тени и адекватное удобрение.

Химический контроль

Химический контроль – один из основных компонентов программы борьбы с ржавчиной кофе. Однако это связано с высокими экономическими и экологическими издержками. Успех его использования будет зависеть, среди прочего, от выбора подходящего фунгицида и его правильного и своевременного применения.

Рекомендуется чередовать фунгициды на основе меди с другими фунгицидами системного действия, чтобы избежать появления устойчивости к ним. В настоящее время имеется обширная информация об эффективности различных активных ингредиентов, а также их соответствующих дозах.

Также разрабатываются фунгициды, которые подавляют синтез эргостерина в грибах, такие как дифеноконазол и гексаконазол, а также смесь стробилурина с триазолом.

Ссылки

• П-Талхинхас, Д. Батиста, И. Диниз, А. Виейра, Д.Н. Сильва, А. Лоурейро, С. Таварес, А.П. Перейра, Х. Азинхейра, Л. Герра-Гимарайнш, В. Варзеа и М. Силва (2017). Возбудитель ржавчины кофейных листьев Гемилея Вастатрикс: полтора столетия вокруг тропиков. Молекулярная патология растений.
• Х. Ф. Шиоми, H.S.A. Сильва, И. де Мело, Ф.В. Нуньес, В. Беттиол (2006). Биоразведка эндофитных бактерий для биологической борьбы с ржавчиной кофейных листьев. Scientia Agricola (Пирасикаба, Бразилия).
• Гемилея Вастатрикс И Брум 1869. В энциклопедии жизни. Восстановлено с eol.org
• Биологический контроль ржавчины кофейных листьев. В мировом исследовании кофе. Получено с сайта worldcoffeeresearch.org.
• Кофейная ржавчина. Получено с croplifela.org
• Дж. Авелино, Л. Виллокет и С. Савари (2004). Влияние моделей управления урожаем на эпидемии кофейной ржавчины. Патология растений.

Тяжелые симптомы листовой ржавчины

Деталь надстоматальных урединиальных пустул, сливающихся на нижней поверхности листа (полоса = 0,5 см).

Значительное заражение ржавчиной, дефолиация, вызванная ржавчиной, и недостаток питательных веществ в результате повреждения листьев.

Hemileia westatrix – это многоклеточныйбазидиомицет порядка (ранее также известный как Uredinales), вызывающий ржавчину кофейных листьев (CLR), заболевание, поражающее . Кофе является обязательным кофейной ржавчины, то есть ржавчина должна иметь доступ и вступать в физический контакт с кофе ( ), Чтобы выжить.

CLR – одно из наиболее экономически важных заболеваний кофе во всем мире. Предыдущие эпидемии уничтожили производство кофе во всех странах. В более поздней истории эпидемия в Центральной Америке в 2012 году привела к сокращению производства кофе в регионе на 16%.

Первичный патологический механизм грибка – снижение способности растения получать энергию посредством фотосинтеза, покрывая листья спорами грибка и / или заставляя листья опадать с растения. Снижение фотосинтетической способности (метаболизма растений) приводит к снижению количества и качества производства цветов и фруктов, что в конечном итоге снижает качество напитка.

Появление

Мицелий с uredinia выглядит желто-оранжевый и порошкообразных, и появляется на нижней стороне листьев в виде точек ~ 0,1 мм в диаметре. Молодые поражения выглядят как хлоротичные или бледно-желтые пятна диаметром несколько миллиметров, а более старые – несколько сантиметров в диаметре. Гифы булавовидные с многочисленными ножками на концах, на которых образуются скопления

Телии бледно-желтоватые, телиоспоры часто образуются в урединиях; телиоспоры от более или менее сферической до лимонниковидной формы, 26–40 × 20–30 мкм в диаметре, стенки от прозрачных до желтоватых, гладкие, толщиной 1 мкм, толще на вершине, ножка гиалиновая.

Урединиоспоры более или менее почковидные , 26-40 × 18-28 мкм, с прозрачной или бледно-желтоватой стенкой, толщиной 1-2 мкм, сильно бородавчатые на выпуклой стороне, гладкие на прямой или вогнутой стороне, бородавки часто длиннее (3– 7 мкм) по краям спор.

Не было известных сообщений о хозяине, способном поддерживать эциальную стадию гриба.

Жизненный цикл начинается с прорастания уредоспор через зародышевые поры в споре . В основном он поражает листья и редко встречается на молодых стеблях и плодах. Appressoria производятся, который в свою очередь производят везикулы, из которого вход в substomatal полость достигается. В течение 24–48 часов заражение завершается. После успешного заражения листовая пластинка колонизируется, и через устьица происходит спороношение. Одно поражение дает 4–6 споровых культур в течение 3–5 месяцев, высвобождая 300–400 000 спор.

В настоящее время нет известных альтернативных хозяев и сообщений о случаях заражения базидиоспорами H. Wastatrix , однако гриб способен преодолевать устойчивость растений, и ученые не знают, как именно. Преобладающая гипотеза состоит в том, что H. Wastatrix является , завершая свой жизненный цикл на альтернативном растении-хозяине, которое еще не обнаружено. Альтернативная гипотеза состоит в том, что H. wasatrix на самом деле представляет собой ранне-расходящуюся аутодезную ржавчину, в которой телиоспоры нефункциональны и рудиментарны, а половой жизненный цикл завершается урединиоспорами. Скрытый мейоз и половое размножение (криптосексуальность) были обнаружены внутри бесполых урединиоспор. Это открытие может объяснить, почему новые физиологические расы возникали так часто и так быстро у H. Wastatrix.

Недавние исследования и научные статьи показали, что 1. CLR недостаточно изучен по сравнению с патогенами других товарных культур и 2. существует множество факторов, которые могут влиять на частоту и тяжесть заболевания. Поэтому комплексный подход, включающий генетический, химический и культурный контроль, – лучший способ действий.

Самая эффективная и надежная стратегия против CLR – это использование устойчивых сортов. Использование устойчивых сортов имеет ряд преимуществ, выходящих за рамки борьбы с болезнями, и может включать сокращение использования агрохимикатов в качестве контроля. Сокращение применения химикатов также имеет положительный экономический эффект для фермеров за счет снижения себестоимости продукции. Однако вместо использования новых устойчивых растений или в промежутке между запуском программы обновления и полным обновлением доступны другие методы контроля.

Профессиональные исследовательские и селекционные программы, такие как CIRAD , разрабатывают гибридные кофейные деревья такие как Starmaya, которые обладают широкой генетической устойчивостью к CLR, а также хорошей урожайностью и качеством чашек, при этом исследования показывают, что гибриды F1 имеют более высокую урожайность и качество чашек, чем обычные сорта Coffea arabica. . Также проводятся исследования того, как демократизировать использование гибридов F1 мелкими фермерами, выращивающими кофе, которые слишком часто не могут позволить себе использовать гибриды F1. Например, Starmaya – первое гибридное кофейное дерево F1, которое можно выращивать в семенном саду, а не в более сложном и дорогостоящем процессе соматического эмбриогенеза .

Существуют социальные, экологические и экономические проблемы, связанные с любым химическим контролем над болезнями растений, и некоторые из них оказывают более прямое и немедленное влияние, чем другие, на решение фермера использовать химические вещества. Использование химикатов должно, прежде всего, иметь экономический смысл, а стоимость их использования может достигать 50% от общей стоимости производства. Для мелких фермеров это может быть непомерно дорого. Фунгициды на основе меди, такие как бордосская смесь , доказали свою эффективность и экономичность, и лучше всего работают при внесении при уровне посевного материала ниже 10%.

Обычно в профилактических целях используются смеси на основе меди, а в лечебных – системные фунгициды.

Снижая заболеваемость, химический контроль может помочь смягчить снижение качества и количества фруктов, вызванное заболеванием.

Длительное присутствие воды на листьях позволяет Hastatrix легче заражать растение, и поэтому методы культивирования могут быть направлены на сокращение времени и количества воды, остающейся на листьях. Такие методы выращивания, как обрезка веток для большей циркуляции воздуха и проникновения света, могут помочь высушить влагу на листьях. Увеличение расстояния между рядами и предотвращение роста сорняков также способствует большей циркуляции воздуха и проникновению света.

Правильное количество питательных веществ для растений также может влиять на устойчивость хозяина. Адекватное питание позволяет естественной биохимической защите растений работать на оптимальном уровне. Например, азот и калий – два важных макроэлемента, которые помогают кофейному дереву противостоять инфекции. Азот – важнейший компонент хлорофилла , который играет центральную роль в фотосинтезе . Калий способствует увеличению толщины эпидермиса листа, что препятствует атаке болезнетворных микроорганизмов. Он также помогает в восстановлении тканей после атаки H. Vastatrix .

Эксперименты показали, что удаление инфицированных листьев может значительно снизить окончательный уровень заболевания.

Прореживание плодов в сочетании с применением химикатов (например, ципроконазола и эпоксиконазола) может повысить эффективность борьбы с ними.

Существует сложное взаимодействие между тенью, метеорологическими эффектами, такими как осадки или засушливые периоды, и воздушным распространением ржавчины. Исследователи обнаружили, что тень может подавлять распространение спор в сухих условиях, но способствует распространению спор во влажных условиях. Исследователи признают необходимость дальнейших исследований по этой теме.

Экология

Hemileia westatrix – облигатный паразит, который обитает в основном на растениях рода Coffea, но также способен вторгаться в Arabidopsis thaliana, но не развивает гаустории.

Для развития ржавчины требуется подходящая температура (от 16 ° C до 28 ° C). Высокогорные плантации, как правило, холоднее, поэтому инокулят будет развиваться не так легко, как на плантациях, расположенных в более теплых регионах. Наличие свободной воды необходимо для завершения заражения. Потеря влаги после начала прорастания тормозит весь процесс заражения.

На споруляцию больше всего влияют температура, влажность и устойчивость хозяина. Процесс колонизации не зависит от влажности листьев, но сильно зависит от температуры и устойчивости растений. Основное влияние температуры – определение продолжительности процесса колонизации ( инкубационный период ).

У Hemileia Wastatrix есть два грибковых паразита: Verticillium haemiliae и Verticillium psalliotae .

Гриб имеет восточноафриканское происхождение, но в настоящее время является эндемичным для всех регионов-производителей. Кофе происходит из высокогорных регионов Эфиопии, Судана и Кении, и считается, что возбудитель ржавчины произошел из тех же гор. Самые ранние сообщения о болезни относятся к 1860-м годам. Впервые о нем сообщил британский исследователь из регионов Кении вокруг озера Виктория в 1861 году, откуда он, как полагают, распространился в Азию и Америку.

Впервые ржавчина была обнаружена в основных регионах выращивания кофе на Шри-Ланке (тогда называвшейся Цейлоном) в 1867 году. Возбудитель грибка был впервые полностью описан английским микологом Майклом Джозефом Беркли и его сотрудником Кристофером Эдмундом Брумом после анализа образцов «кофейного напитка». болезнь листьев », собранный Джорджем Х.К. Туэйтсом на Цейлоне. Беркли и Брум назвали гриб Hemileia Wastatrix , « Hemileia », имея в виду характеристику спор, и « Wastatrix » – разрушительный характер болезни.

Точно неизвестно, как ржавчина попала на Цейлон из Эфиопии. В последующие годы болезнь была зарегистрирована в Индии в 1870 году, на Суматре в 1876 году, на Яве в 1878 году и на Филиппинах в 1889 году. В течение 1913 года она пересекла африканский континент от Кении до Конго, где была обнаружена в 1918 году. распространился на Западную Африку, Кот-д’Ивуар (1954 г.), Либерию (1955 г.), Нигерию (1962–63 гг.) и Анголу (1966 г.).

Уредоспоры распространяются на большие расстояния, в основном ветром, и могут оказаться за тысячи миль от места их образования. На короткие расстояния уредоспоры распространяются как ветром, так и дождевыми брызгами. Иногда было показано, что другие агенты, такие как животные, в основном насекомые и зараженное оборудование, участвуют в распространении.

Патогенез

Hemileia westatrix поражает растение, покрывая часть поверхности листьев или вызывая дефолиацию, что приводит к снижению скорости фотосинтеза. Поскольку урожайность ягод обычно зависит от количества листвы, снижение фотосинтеза и, что более важно, дефолиация может повлиять на урожайность. Непрерывная колонизация патогена истощает ресурсы растений, необходимые для выживания, до тех пор, пока у растения не перестанет хватать энергии для роста или выживания.

Селекция кофейных растений на устойчивость происходит благодаря цитологическим и биохимическим механизмам устойчивости. Такие механизмы включают передачу сигналов к месту инфекции, чтобы остановить функцию клеток. Реакция деградации клеток растений часто возникает после образования первого гаустория и приводит к быстрой гибели гиперчувствительных клеток. Поскольку Hemileia Wastatrix является облигатным паразитом, он больше не может выжить в окружении мертвых клеток. Это можно распознать по наличию потемневших клеток в определенных частях листа.

Среда

Температура и влажность играют наибольшую роль в степени заражения кофейных растений. Влажности недостаточно для возникновения инфекции. Для заражения уредиоспорами на листе должна быть вода; хотя сухие уредиоспоры могут прожить до 6 недель без воды. Рассеивание происходит в основном ветром, дождем или их комбинацией. Передача на большие расстояния, вероятно, является результатом вмешательства человека, когда споры прилипают к одежде, инструментам или оборудованию. Распространение насекомыми маловероятно и поэтому незначительно. Прорастание спор происходит только тогда, когда температура колеблется от 13 до 31 градуса Цельсия и достигает пика 21 градуса Цельсия; кроме того, образование аппрессория является самым высоким при 11 градусах Цельсия и имеет линейное снижение производительности до 32 градусов Цельсия, когда производство практически отсутствует. Хотя температура и влажность являются ключевыми факторами заражения, распространения и колонизации, устойчивость растений также важна для определения того, выживет ли Hemileia Wastatrix.

Болезнь кофейной листовой ржавчины (CLR) была впервые описана и названа Беркли и Брумом в выпуске « Хроники садовников» за ноябрь 1869 года . Они использовали образцы, присланные из Шри-Ланки , где болезнь уже наносила огромный ущерб продуктивности. Многие кофейные хозяйства в Шри-Ланке были вынуждены разрушиться или переоборудовать свои культуры на альтернативы, не затронутые CLR, такие как чай. Плантаторы прозвали болезнь «Разрушительной Эмили», и она влияла на производство кофе в Азии более двадцати лет. К 1890 году кофейная промышленность на Шри-Ланке была почти разрушена, хотя кофейные плантации все еще существуют в некоторых районах. Историки предполагают, что опустошенное производство кофе в Шри-Ланке является одной из причин, почему британцы стали предпочитать чай, поскольку Шри-Ланка перешла на производство чая из-за болезни.

К 1920-м годам CLR был широко распространен в большей части Африки и Азии, а также в Индонезии и Фиджи . В 1970 году он достиг Бразилии, а оттуда быстро распространился со скоростью, позволившей к 1975 году заразить все кофейные районы страны. Из Бразилии болезнь распространилась на большинство выращивающих кофе районов Центральной и Южной Америки к 1981 году, поразив Коста-Рику. и Колумбия в 1983 году.

С 1990 года кофейная ржавчина стала эндемической во всех основных странах-производителях кофе.

Эпидемия кофейной ржавчины в 2012 году

В 2012 году в десяти странах Латинской Америки и Карибского бассейна наблюдался значительный рост кофейной ржавчины. Заболевание переросло в эпидемию, и в результате потери урожая привели к падению предложения, превысившему спрос. В результате цены на кофе выросли, хотя этому способствовали и другие факторы, такие как растущий спрос на бобы для гурманов в Китае, Бразилии и Индии.

По оценкам USAID, в период с 2012 по 2014 год CLR нанес ущерб на 1 миллиард долларов и затронул более 2 миллионов человек в Латинской Америке.

Причины эпидемии остаются неясными, но на экстренном саммите по ржавчине в Гватемале в апреле 2013 года был составлен длинный список недостатков. К ним относятся нехватка ресурсов для борьбы с ржавчиной, игнорирование ранних предупреждающих знаков, неэффективные методы нанесения фунгицидов, отсутствие обучения, плохая инфраструктура и противоречивые советы. В основном докладе на встрече «Давайте поговорим о Ройе» (Сальвадор, 4 ноября 2013 г.) д-р Питер Бейкер, старший научный сотрудник CAB International, поднял несколько ключевых моментов, касающихся эпидемии, включая пропорциональную нехватку инвестиций в исследования и разработки. в такой высокодоходной отрасли и отсутствии инвестиций в новые сорта в ключевых странах-производителях кофе, таких как Колумбия.

Типичные сорта кофе, выращиваемые фермерами до эпидемии, включали Caturra , Bourbon , Mundo Novo и Typica , все из которых восприимчивы к H. wasatrix. Также перед эпидемией 2012 года 82% ферм были сертифицированы как органические, что ограничивает использование фермерами агрохимикатов. Однако существует ряд фунгицидов, которые можно использовать в сертифицированных органических системах, например, бордоская смесь на основе меди, а также коммерческие смеси.

В этот период Гондурас пережил значительную эпидемию CLR. Заражено 80 000 гектаров кофейных ферм, и по оценкам Национального института кофе Гондураса (IHCAFE), 30 000 фермеров потеряли более половины своих производственных мощностей по производству кофе, а треть из них – 10 000 фермеров – полностью потеряла производственные мощности. Примерно 84% производителей кофе в Гондурасе являются мелкими землевладельцами и поэтому более уязвимы к потере производства, чем фермеры-фермеры.

Кофейные посевы в Гватемале были испорчены кофейной ржавчиной, и в феврале 2013 года было объявлено чрезвычайное положение.

CLR был проблемой в Мексике .

Болезнь CLR является большой проблемой на кофейных плантациях в Перу , объявленной правительством чрезвычайной санитарной ситуацией (Decreto Supremo N ° 082-2013-PCM).

В конце октября 2020 Министерство сельского хозяйства США АРС обнаружена ржавчина на Maui . Сразу же министерство сельского хозяйства Гавайев начало проверки по всему штату, а не только на самом Мауи. Первоначально они обнаружили растения, которые, как они подозревают, также инфицированы, в Хило на большом острове , однако эти растения дали отрицательный результат на CLR, хотя он был обнаружен на растениях в районе острова Кайлуа-Кона . В январе 2021 года на островах Оаху и Ланаи были обнаружены дополнительные инфекции, а с марта 2021 года вступил в силу карантин растений для межостровной перевозки кофейных растений или их частей между четырьмя островами, на которых был обнаружен CLR.

Экономическое влияние

Кофейная ржавчина (CLR) оказывает прямое и косвенное экономическое влияние на производство кофе. Прямые воздействия включают снижение количества и качества урожая, производимого больным растением, и стоимость вводимых ресурсов, предназначенных специально для борьбы с болезнью. Косвенные воздействия включают увеличение затрат на борьбу с болезнью и борьбу с ней. Методы борьбы с заболеванием и борьбы с ним включают применение фунгицидов, вырубку больных растений и замену их устойчивыми породами. Оба метода включают значительные трудозатраты и материальные затраты, а в случае выращивания пней – снижение урожайности в течение многих лет (саженцы кофе не полностью продуктивны в течение трех-пяти лет после посадки).

Из-за сложности точного учета потерь, приписываемых CLR, существует несколько записей, количественно определяющих потери урожая. Оценки потерь урожая варьируются в зависимости от страны и могут составлять от 15 до 80%. Мировые потери оцениваются в 15%.

Некоторые ранние данные с Цейлона, подтверждающие потери в конце 19 века, показывают, что производство кофе сократилось на 75%. Поскольку фермеры перешли с кофе на другие культуры, не затронутые CLR, площадь земель, используемых для выращивания кофе, сократилась на 80%, с 68 787 до 14 170 га.

Помимо упомянутых выше затрат, дополнительные затраты включают затраты на исследования и разработки по производству устойчивых сортов. Эти расходы обычно несут промышленность, местные и национальные правительства и международные агентства по оказанию помощи.

Национальная федерация производителей кофе Колумбии (Fedecafe) создала исследовательскую лабораторию, специально разработанную для поиска способов остановить болезнь, поскольку страна является ведущим экспортером бобов Coffea arabica, которые особенно подвержены заболеванию.

Внешние ссылки

• Описание Hemileia Wastatrix на Plantvillage.com
• Научно-исследовательский институт кофе: кофейная ржавчина
• Университет Небраски-Линкольн: кофейная ржавчина

Кофе ржавчина ( Hemileia вастатрикс ) является ржавчиной гриба , то растения кофе влияет и вызывают это заболевание такое же имя. Это наиболее экономически важное заболевание в этой культуре.

Экономический смысл

Первоначально кофейная ржавчина ( англ. Кофейная ржавчина, исп. Roya del cafeto, порт. Ferrugem do café) с ее генофондом была ограничена Центральной и Восточной Африкой, а с 1868 года – Старым Светом (Африкой, Азией и Австралией), прежде чем она была впервые использована в 1903 году. наблюдался в Пуэрто-Рико . В 1970 году грибковое заболевание эпидемически распространилось на бразильские кофейные плантации от Минас-Жерайса до интенсивных культур в Парана и Санта-Катарина , а оттуда через Колумбию в Центральную Америку, где оно нанесло большой экономический ущерб. Ущерб может затронуть от 30% до 80% растений или даже привести к полному неурожаю.

Биология

Кофейная ржавчина относится к отряду грибов . Растениями-хозяевами кофейной ржавчины являются Coffea arabica , Coffea liberica и иногда гардения . Coffea canephora поражается лишь несколькими расами ржавчины и поэтому служит генетическим материалом для селекции на устойчивость. Характерной чертой гриба является морфология его спор, по которой его можно четко идентифицировать.

Haplont из кофейной ржавчины до сих пор не определен. Оранжевые слои уредоспор находятся на нижней стороне листа. Споры гриба образуются в гифах стебля растения и попадают в окружающий воздух через строму. Устойчивость к Hemileia Wastatrix может различаться у листьев на разных стадиях развития; особенно подвержены риску очень молодые и старые листья.

Гриб выживает в засушливые периоды в зараженных органах растений и может образовывать споры сразу после дождя и распространяться на другие растения. В начале сезона дождей могут возникнуть серьезные эпидемии, поскольку споры быстро распространяются из-за воздействия капель дождя. Насекомые также могут передавать споры. Температурный оптимум для Hemileia westatrix составляет от 21 до 25 ° C. Споры жизнеспособны в течение 2–15 дней и могут переноситься на большие расстояния в инфицированных семенах. Из всех 40 грибных пород особенно заразной оказалась вторая порода.

Кофейная ржавчина поражает сорта арабики и, заселяя листья, приводит к тому, что кусты теряют листья. В целом вегетативный рост растений сильно ослаблен, и целые насаждения могут погибнуть в случае массового заражения. На листьях образуются круглые пятна разного размера от белого до желтоватого цвета, некоторые с уредоспоровым налетом. Пораженные листья некротизируются и через короткое время отмирают.

Бой

На протяжении более века строгие меры карантина растений предотвращали перенос кофейной из Старого Света на плантации Центральной и Южной Америки. Были предположения о распространении, возможно, через пассаты, зараженные кофейные зерна или рост спор на растениях-хозяевах, таких как гардении. Когда в 1970-х годах был преодолен барьер Атлантического океана, гриб быстро распространился по воздуху на все бразильские плантации. Когда Hemileia Wastatrix распространилась с юга на север по сухопутному мосту в Центральной Америке, быстро развились разрушительные эпидемии. Иногда случались полные сбои, и зараженные растения приходилось полностью уничтожать.

Выращивание кофе в тени деревьев и без них дает преимущества. Культуры без тенистых деревьев легче обрабатывать фунгицидами в случае острого заражения. Кофе с тенистыми деревьями уменьшает образование росы на кофейных растениях и, следовательно, увеличивает распространение. Количество азотных удобрений может существенно повлиять на возникновение кофейной ржавчины. Hyperparasite Вертициллезное hemileiae может быть использовано в контроле биологического заболевания кофе . Влияние этих микопаразитов на кофейную ржавчину было описано в 2002 г. в мексиканских кофейных культурах.

Были использованы фунгициды с триадимефоном в качестве действующего вещества или различными соединениями меди. В идеале заявку следует проводить за три недели до начала сезона дождей. Для населенных пунктов Кении используется от 6,6 до 7,5 кг Cu / га. Другими эффективными фунгицидными активными ингредиентами являются гидроксид фентина (2,5 кг / га) или дитианон (3,3 кг / га) в масляной суспензии. Maneb в основном используется на бразильских кофейных плантациях . Для мелких землевладельцев использование биоцидов обычно исключено из-за высокой стоимости.

Rust Исследовательский центр Кофе в Oeiras / Португалия исследовала размножению устойчивость к кофе ржавчины с 1970 года . Кофейная ржавчина проявляется в большом количестве физиологических рас, которые нанесли серьезный экономический ущерб крупномасштабному выращиванию кофе в Индии, Кении и Бразилии. Сорт «Катурра» был особенно чувствителен к кофейной ржавчине, поэтому его выращивание в Колумбии пришлось строго ограничить. “Hybrido de Timor” оказался сортом, не пораженным большинством сортов ржавчины. К настоящему времени идентифицировано девять генотипов, устойчивых к кофейной ржавчине. В Колумбии Cenicafé в Чинчина – Манисалес , Колумбия , получила заказ на поставку местного устойчивого к грибку кофе. Селекция с устойчивостью сталкивается с новыми проблемами из-за потери генетического материала многих диких типов кофе и постоянно адаптирующихся пород грибов. Институт сохранения и исследования биоразнообразия Эфиопии сохраняет оставшиеся генотипы, и правительство Эфиопии высказалось в пользу запрета на экспорт кофейных растений и зерен.

Литература

• Зигмунд Рем: Справочник по сельскому хозяйству и продовольствию в развивающихся странах: Том 4: Производство специальных культур в тропиках и субтропиках . Гёттинген 1989, ISBN 3-8001-3072-6 .
• Юрген Кранц, Хайнц Шмуттерер, Вернер Кох: Enfermedades, Plagas y Malezas de los Cultivos Tropicales. Издательство Пауля Парея, Берлин / Гамбург 1982, ISBN 3-489-68826-0 .
• FJ Nutman, FM Робертс: Ржавчина кофейного листа. В: Сковороды. Нет. 16, 1970, стр. 606-624.
• Эухенио Шибер: Экономическое влияние кофейной ржавчины в Латинской Америке. В: Ежегодный обзор фитопатологии. 1972 г., т. 10, с. 491-510.
• Эухенио Шибер: Современное состояние кофейной ржавчины в Южной Америке. В: Ежегодный обзор фитопатологии. 1975, т. 13, стр. 375-382.
• Аджамада К. Кушалаппа, Альбертус Б. Эскес: Кофейная ржавчина – эпидемиология, сопротивление и управление. CRC Press, 1989, ISBN 0-8493-6899-5 .
• Гюнтер М. Хоффманн, Франц Ниенхаус, Фриц Шенбек, Генрих К. Вельтциен, Хуберт Вильберт: Учебник фитомедицины. Пауль Парей Верлаг, Берлин / Гамбург 1985, ISBN 3-489-60626-4 .

Веб ссылки

• Гемилея Вастатрикс ( 11 октября 1999 г. в Интернет-архиве )
• Гемилея Вастатрикс
• Селекция по устойчивости к кофе ( от 7 ноября 2007 г. в Интернет-архиве )
• Цикл развития кофейной ржавчины по отношению к осадкам (размах)
• Цикл болезней и эпидемиология ( от 16 июня 2010 г. в Интернет-архиве )

• Эудженио Шибер: Экономическое влияние кофейной ржавчины в Латинской Америке. В: Ежегодный обзор фитопатологии. 1972 г.
• Гюнтер М. Хоффманн, Франц Нинхаус, Фриц Шенбек, Генрих К. Вельтциен, Хуберт Вильберт: Учебник фитомедицины. Пауль Парей Верлаг, Берлин / Гамбург, 1985, с. 271.
• Юрген Кранц, Хайнц Шмуттерер, Вернер Кох: Enfermedades, Plagas y Malezas de los Cultivos Tropicales. Издательство Пауля Парея, Берлин / Гамбург, 1982, с. 164.
• Зигмунд Рем: Справочник по сельскому хозяйству и продовольствию в развивающихся странах. Том 4: Производство специальных культур в тропиках и субтропиках. Геттинген 1989, стр. 433.
• Гюнтер М. Хоффманн, Франц Нинхаус, Фриц Шёнбек, Генрих К. Вельтциен, Хуберт Вильберт: Учебник фитомедицины. Пауль Парей Верлаг, Берлин / Гамбург 1985, стр.88.
• Гюнтер М. Хоффманн, Франц Нинхаус, Фриц Шёнбек, Генрих К. Вельтциен, Хуберт Вильберт: Учебник фитомедицины. Пауль Парей Верлаг, Берлин / Гамбург, 1985, с. 250.
• Зигмунд Рем: Справочник по сельскому хозяйству и продовольствию в развивающихся странах. Том 4: Производство специальных культур в тропиках и субтропиках. Гёттинген 1989, с. 434.
• Юрген Кранц, Хайнц Шмуттерер, Вернер Кох: Enfermedades, Plagas y Malezas de los Cultivos Tropicales. Издательство Пауля Парея, Берлин / Гамбург, 1982, с. 165.
• Гюнтер М. Хоффманн, Франц Нинхаус, Фриц Шенбек, Генрих К. Вельтциен, Хуберт Вильберт: Учебник фитомедицины, Пауль Парей Верлаг. Берлин / Гамбург, 1985, с. 294.
• Веб-сайт Исследовательского центра кофейной ржавчины (английский / португальский), доступ 4 февраля 2010 г.
• Зигмунд Рем: Справочник по сельскому хозяйству и продовольствию в развивающихся странах. Том 4: Производство специальных культур в тропиках и субтропиках. Гёттинген 1989, с. 427.
• http://www.apsnet.org/Education/lessonsPlantPath/Coffeerust/mngmnt.htm ( от 16 июня 2010 г. в Интернет-архиве )

Каковы благоприятные условия и как происходит распространение?

Климатические условия, а также условия сельскохозяйственных культур способствуют распространению этого заболевания. Обычно он развивается в период с ноября по декабрь и достигает пика заражения в период с мая по июнь.

См. Ниже, что способствует распространению:

• высокая влажность;
• температура от 20 ° до 24 ° C;
• плохое удобрение и управление;
• растения с множеством ветвей – тенистая и более влажная среда;
• передача углеводов плоду – растение подвержено болезням.

Сочетание климатических условий, восприимчивости растений и высокой подвешенной нагрузки – факторы, влияющие на распространение кофейной ржавчины.

Каковы симптомы и как их контролировать?

Когда на листьях начинают появляться желтоватые пятна, это предупреждающий знак. Эти пятна небольшие, но это те части, которые уже были некротизированы грибком.

Кроме того, в листьях можно наблюдать некую массу желтоватого и оранжевого оттенков, которая образована объединением спор грибов, называемых уредоспорами.

Борьба с этим вредителем осуществляется с помощью системных фунгицидов как в почве, так и в листьях. Этот контроль также можно проводить профилактически, используя защитные фунгициды.

Чтобы узнать, какой фунгицид использовать, в идеале нужно выполнить расчет выборки: вычислить процент листьев, зараженных ржавчиной, разделить на общее количество собранных листьев и умножить на 100. Если результат близок к 5%, используйте фунгицид. защитный, если значения превышают 5%, необходимо использовать системный фунгицид.

Помните, что фунгициду требуется от 4 до 6 часов, чтобы полностью проникнуть в растения.

Какие повреждения вызваны кофейной ржавчиной?

Кофейная ржавчина наносит бесчисленное количество повреждений. Подсчитано, что это заболевание может поражать до 70% растений, это очень тревожно!

Эти потери проявляются как в урожае, так и в качестве напитка, что влияет на рыночную стоимость продукта. Без профилактического контроля болезни потери слишком велики.

Больше всего страдают листья, когда они начинают опадать, цветы почти не появляются, а те, которые успевают разрастаться, страдают от опадающих плодов. Если это происходит часто, ваш урожай может значительно снизиться, поэтому профилактический контроль важен!

Для достижения положительных результатов необходимо проводить адекватную профилактику и управление сельским хозяйством, только так можно бороться с кофейной ржавчиной.

Подробнее: Важность мочевины в удобрении кофе

Внешность

В мицелий с урединия выглядит желто-оранжевым и пудровым и появляется на нижней стороне листья в виде точек диаметром ~ 0,1 мм. Молодые поражения выглядят как хлоротичный или бледно-желтые пятна диаметром несколько миллиметров, причем более старые – несколько сантиметров в диаметре. Гифы булавовидные, с кончиками на многочисленных цветоножках, на которых расположены скопления урединиоспоры производятся.

Telia бледно-желтоватые, телиоспоры часто вырабатывается в урединиях; телиоспоры от более или менее сферической до лимонной формы, 26–40 × 20–30 мкм в диаметре, стенки гиалиновый до желтоватого цвета, гладкая, толщиной 1 мкм, утолщенная на вершине, цветоножка прозрачная.

Урединиоспоры более или менее почковидный, 26–40 × 18–28 мкм, с прозрачной или бледно-желтоватой стенкой, толщиной 1-2 мкм, сильно бородавчатой ​​на выпуклой стороне, гладкой на прямой или вогнутой стороне, бородавки часто длиннее (3–7 мкм) по краям спор .

Hemileia жизненный цикл начинается с прорастания уредоспор через зародышевые поры в спора. В основном он поражает листья и редко встречается на молодых стеблях и плодах. Аппрессория продуцируются, которые, в свою очередь, производят пузырьки, из которых попадают в субоматальная полость получается. В течение 24–48 часов заражение завершается. После успешного заражения листовая пластинка колонизируется, и спороношение происходит через устьица. Одно поражение дает 4–6 споровых культур за 3–5 месяцев, высвобождая 300–400 000 спор.

Гемилея Вастатрикс является облигатный паразит который живет в основном на растениях род Кофе, как сообщается, также на Гардения в Южной Африке.

Споруляция больше всего зависит от температуры, влажности и сопротивления хозяина. Процесс колонизации не зависит от влажности листьев, но сильно зависит от температуры и устойчивости растений. Основное влияние температуры – определение продолжительности процесса колонизации (период инкубации ).

Гемилея Вастатрикс имеет два грибковых паразита, Verticillium haemiliae и Verticillium psalliotae.

Грибок бывает Восточноафриканский происхождения, но в настоящее время широко распространены в Африке, тропической Азии, Центральной и Южной Америке. Кофе происходит из высокогорных регионов Эфиопии, Судана и Кении, и считается, что возбудитель ржавчины произошел из тех же гор. Самые ранние сообщения о болезни относятся к 1860-м годам. Впервые о нем сообщил британский исследователь из регионов Кении вокруг озера Виктория в 1861 году, откуда он, как полагают, распространился в Азию и Америку.

Точно неизвестно, как ржавчина попала на Цейлон из Эфиопии. В последующие годы болезнь была зарегистрирована в Индии в 1870 г., Суматре в 1876 г., Яве в 1878 г. и на Филиппинах в 1889 г. В течение 1913 г. она пересекла африканский континент от Кении до Конго, где была обнаружена в 1918 г. распространился на Западную Африку, Кот-д’Ивуар (1954 г.), Либерию (1955 г.), Нигерию (1962–63 гг.) и Анголу (1966 г.).

Болезнь CLR – большая проблема на кофейных плантациях в Перу, объявленный правительством чрезвычайной санитарной ситуацией (Decreto Supremo N ° 082-2013-PCM).

Кофейная ржавчина (CLR) оказывает прямое и косвенное экономическое влияние на производство кофе. Прямые воздействия включают снижение количества и качества урожая, производимого больным растением. Косвенные воздействия включают увеличение затрат на борьбу с болезнью и борьбу с ней. Методы борьбы с заболеванием и борьбы с ним включают применение фунгицидов и вырубку больных растений и замену их устойчивыми породами. Оба метода включают значительные затраты на рабочую силу и материалы, а в случае выращивания пней – снижение урожайности в течение многих лет (саженцы кофе не полностью продуктивны в течение трех-пяти лет после посадки).

Из-за сложности точного учета потерь, приписываемых CLR, существует немного записей, количественно определяющих потери урожая. Оценки потерь урожая варьируются в зависимости от страны и могут составлять от 15 до 80%. Мировые потери оцениваются в 15%.

Некоторые ранние данные с Цейлона, документирующие потери в конце 19 века, показывают, что производство кофе сократилось на 75%. Поскольку фермеры перешли с кофе на другие культуры, не затронутые CLR, площадь земель, используемых для выращивания кофе, сократилась на 80%, с 68 787 до 14 170 га.