Sergey Elansky
Salah satu penyakit kentang dan tomat yang paling berbahaya adalah penyakit busuk daun yang disebabkan oomycete Phytophthora infestans (Mont.) De Bary. Fitopatogen ini sangat berbahaya, karena dalam kondisi cuaca yang sesuai, ia mampu berkembang secara besar-besaran dan menyebabkan kehilangan hasil yang besar, serta variabilitas yang kuat, yang memungkinkannya dengan cepat mengatasi ketahanan varietas dan efek toksik dari sediaan fungisida. Sampai saat ini, tidak ada varietas kentang dan tomat yang benar-benar tahan terhadap patogen ini telah dibuat.
Satu-satunya pilihan untuk perlindungan terhadap penyakit busuk daun adalah penggunaan bahan kimia pelindung tanaman. Epifitosis penyakit busuk daun dimulai oleh inokulum primer. Di Eropa, inokulum primer dianggap sebagai infeksi yang masuk ke tanah dengan umbi benih yang sakit, melewati musim dingin di oospora tanah (struktur reproduksi berdinding tebal P. infestan), serta zoosporangia yang dibawa oleh angin dari tanaman yang ditanam dari umbi-umbian musim dingin di ladang tahun lalu (tanaman "sukarelawan"), atau di atas tumpukan umbi yang dibuang saat menyimpannya untuk disimpan. Dari jumlah tersebut, tanaman yang tumbuh di atas tumpukan umbi yang dibuang dianggap sebagai sumber infeksi paling berbahaya. di sana, jumlah umbi yang bertunas sering kali signifikan, dan zoosporangia dapat dibawa dari sana dari jarak jauh. Sumber lainnya (oospora, tanaman "sukarelawan") tidak terlalu berbahaya, karena Tidak lazim menanam tanaman di ladang yang sama lebih dari sekali setiap 3-4 tahun. Infeksi dari umbi benih yang sakit juga minimal karena sistem pengendalian benih yang baik.
Secara umum, jumlah inokulum primer dalam populasi Eropa terbatas, dan oleh karena itu pertumbuhan epidemi agak lambat dan dapat dikendalikan dengan sukses menggunakan sediaan fungisida kimia.
Di Rusia, situasinya sangat berbeda. Sebagian besar tanaman kentang dan tomat ditanam di kebun pribadi kecil; langkah-langkah perlindungan tidak dilakukan sama sekali, atau perawatan fungisida dilakukan dalam jumlah yang tidak mencukupi dan dimulai setelah munculnya penyakit busuk daun di pucuk. Akibatnya, kebun sayur pribadi menjadi sumber utama penularan, dari mana zoosporangia terbawa angin ke penanaman komersial. Ini dikonfirmasi oleh pengamatan langsung kami di wilayah Moskow, Bryansk, Kostroma, Ryazan: kerusakan tanaman di taman pribadi diamati sebelum dimulainya perawatan fungisida pada penanaman komersial. Selanjutnya, epidemi di ladang yang luas dibatasi dengan penggunaan sediaan fungisida, sedangkan di kebun pribadi ada perkembangan pesat penyakit busuk daun.
Dalam kasus perlakuan yang tidak tepat atau "anggaran rendah" pada penanaman komersial, fokus penyakit busuk daun muncul di ladang; di masa depan mereka secara aktif berkembang, mencakup wilayah yang semakin luas.
Infeksi di kebun pribadi berdampak signifikan pada epidemi di bidang komersial. Di semua wilayah penghasil kentang di Rusia, area yang ditempati kentang di kebun pribadi beberapa kali lebih besar dari total area ladang organisasi produsen besar. Dalam lingkungan seperti itu, kebun sayur pribadi dapat dilihat sebagai sumber inokulum global untuk bidang komersial.
Mari kita coba untuk mengidentifikasi properti yang merupakan karakteristik populasi P. infestans di taman pribadi. Penanaman non-benih dan kontrol karantina kentang ware, benih tomat yang diperoleh dari produsen asing yang meragukan, budidaya kentang dan tomat jangka panjang di area yang sama, perawatan fungisida yang tidak tepat atau tidak adanya sama sekali menyebabkan epifitot yang parah di sektor swasta, yang hasilnya gratis penyeberangan, hibridisasi dan pembentukan oospore di taman pribadi. Akibatnya, keragaman genotipe yang sangat tinggi diamati, ketika hampir setiap galur memiliki genotipe yang unik (Elansky et al., 2001), dan distribusi genotipe dalam populasi memenuhi rasio Hardy-Weinberg (Amatkhanova et al., 2004), yang bersaksi mendukung persilangan bebas dalam populasi. Oospora secara aktif terbentuk di organ tanaman yang terkena (Smirnov, Elansky 1999). Menanam benih kentang dari berbagai asal genetik membuat tidak mungkin bahwa garis klonal khusus untuk menyerang varietas apapun akan muncul. Strain yang dipilih dalam kasus seperti itu dibedakan berdasarkan keserbagunaannya dalam kaitannya dengan varietas yang terpengaruh; kebanyakan dari mereka memiliki jumlah gen virulensi yang mendekati maksimum (Amatkhanova et al., 2004; Shein et al., 2009). Ini sangat berbeda dari sistem "garis klonal" yang umum untuk ladang besar perusahaan pertanian dengan sistem perlindungan yang terpasang dengan benar terhadap penyakit busuk daun. "Garis klonal" (ketika semua strain patogen penyakit busuk daun di lapangan diwakili oleh satu atau beberapa genotipe) ada di mana-mana di negara-negara di mana penanaman kentang dilakukan secara eksklusif oleh pertanian besar: Amerika Serikat, Belanda, Denmark, dll. (Goodwin et al., 1994, Dyakov, Elansky, 2007, Cooke et al., 2006). Pada akhir abad ke-20, “garis klonal” tersebar luas di bagian Asia dan Timur Jauh Rusia (Elansky et al., 2001), yang tampaknya disebabkan oleh penggunaan varietas kentang yang sama secara eksklusif untuk penanaman. Akhir-akhir ini, keadaan di wilayah tersebut juga mulai berubah menuju peningkatan keanekaragaman genotipik populasi (S.N. Elansky, data tidak dipublikasikan).
Tidak adanya perawatan intensif dengan sediaan fungisida memiliki akibat langsung lainnya - tidak ada akumulasi strain resisten di kebun. Memang, hasil kami menunjukkan bahwa strain tahan-galaksil lebih kecil kemungkinannya untuk dideteksi di kebun pribadi dibandingkan di penanaman komersial (Elansky et al., 2007).
Penanaman kentang dan tomat di dekat kebun memfasilitasi migrasi strain di antara tanaman ini, sebagai akibatnya, dalam dekade terakhir, di antara strain yang diisolasi dari kentang, bagian yang membawa gen ketahanan terhadap varietas tomat ceri T1, yang sebelumnya hanya karakteristik strain "tomat", telah meningkat. Strain dengan gen T1 dalam banyak kasus sangat agresif terhadap kentang dan tomat.
Dalam beberapa tahun terakhir, penyakit busuk daun pada tomat mulai muncul dalam banyak kasus lebih awal daripada pada kentang. Bibit tomat dapat diinfestasi oleh oospora di dalam tanah, atau oospora yang ada dalam biji tomat atau melekat padanya (Rubin et al., 2001). Sejak akhir abad ke-20, sejumlah besar benih kemasan murah, terutama yang diimpor, telah muncul di toko-toko, yang telah dialihkan oleh sebagian besar produsen kecil. Benih tersebut dapat membawa strain dengan genotipe khas daerah tempat mereka tumbuh. Kedepannya, genotipe tersebut dimasukkan dalam proses seksual di kebun pribadi, yang berujung pada munculnya genotipe yang sama sekali baru.
Dengan demikian, kebun pribadi adalah "tempat peleburan" global di mana, sebagai hasil dari pertukaran materi genetik, genotipe yang ada diproses dan genotipe yang sama sekali baru muncul. Pada saat yang sama, pemilihan mereka terjadi dalam kondisi yang sangat berbeda dari yang dibuat untuk kentang di pertanian besar: tidak adanya pers fungisida, keseragaman varietas penanaman, dominasi tanaman yang dipengaruhi oleh berbagai bentuk infeksi virus dan bakteri, kedekatan dengan tomat dan nightshades liar, persilangan aktif dan pembentukan oospore, kemungkinan untuk oospora menyebabkan penyakit kambuh tahun depan. Semua ini mengarah pada keragaman genotipe yang sangat tinggi dari populasi halaman belakang. Dalam kondisi epifitotik di kebun sayur, penyakit busuk daun menyebar dengan sangat cepat dan spora dalam jumlah besar dilepaskan, terbang ke perkebunan komersial terdekat. Namun, setelah memasuki bidang komersial dengan sistem teknologi dan perlindungan pertanian yang benar, spora yang telah terbang praktis tidak memiliki kesempatan untuk memulai epidemi yang parah di lapangan, yang disebabkan oleh kurangnya garis klonal yang tahan terhadap 10 fungisida dan khusus untuk varietas yang dibudidayakan.
Sumber lain dari inokulum primer mungkin adalah umbi berpenyakit yang terperangkap di bibit komersial. Umbi-umbian ini biasanya ditanam di ladang dengan teknologi pertanian yang baik dan perlindungan bahan kimia yang intensif. Genotipe isolat yang menginfeksi umbi disesuaikan dengan perkembangan varietasnya sendiri. Strain ini jauh lebih berbahaya untuk penanaman komersial dibandingkan dengan inokulum yang berasal dari kebun pribadi. Hasil penelitian kami juga mendukung asumsi tersebut. Populasi yang diisolasi dari ladang besar dengan perlindungan kimiawi yang dilakukan dengan baik dan teknologi pertanian yang baik tidak berbeda dalam keanekaragaman genotipe yang tinggi. Seringkali ini adalah beberapa galur klonal, yang ditandai dengan agresivitas tinggi dan dominasi galur tahan fungisida.
Strain dari bahan benih komersial dapat memasuki populasi di kebun sayur dan terlibat dalam proses yang terjadi di dalamnya. Namun, di kebun sayur, daya saing mereka akan jauh lebih rendah daripada di bidang komersial, dan segera mereka akan lenyap dalam bentuk garis klonal, tetapi gen mereka dapat digunakan dalam populasi "kebun".
Infeksi yang berkembang pada tanaman "sukarelawan" dan di tumpukan umbi yang dimusnahkan selama panen tidak begitu relevan untuk Rusia, karena Di wilayah utama penghasil kentang di Rusia, pembekuan tanah pada musim dingin yang dalam diamati, dan tanaman dari umbi-umbian yang telah mengalami musim dingin di tanah jarang berkembang.
Selain itu, seperti yang ditunjukkan oleh percobaan kami, patogen penyakit busuk daun, pada umumnya, tidak bertahan hidup pada suhu negatif bahkan pada umbi yang telah mempertahankan kelangsungan hidupnya. Di zona kering, di mana budidaya kentang awal dilakukan, penyakit busuk daun cukup jarang terjadi karena musim tanam yang kering dan panas.
Dengan demikian, kami sedang mengamati pembagian populasi P. infestans menjadi populasi “lapangan” dan “kebun”. Namun, dalam beberapa tahun terakhir, proses telah diamati yang mengarah pada konvergensi dan interpenetrasi genotipe dari populasi ini.
Di antara mereka, dapat dicatat peningkatan umum dalam literasi produsen kecil, munculnya paket kecil benih kentang yang terjangkau, penyebaran sediaan fungisida dalam kemasan kecil, dan hilangnya rasa takut "kimiawi" oleh penduduk.
Situasi muncul ketika, berkat aktivitas kuat dari satu pemasok, seluruh desa ditanami dengan umbi benih dari varietas yang sama dan diberikan paket kecil dengan pestisida yang sama. Dapat diasumsikan bahwa kentang dari varietas yang sama akan ditemukan pada penanaman komersial di dekatnya.
Di sisi lain, beberapa perusahaan perdagangan pestisida sedang mempromosikan skema pengolahan kimiawi "anggaran". Dalam hal ini, jumlah perawatan dikurangi dan fungisida termurah ditawarkan, dan penekanannya bukan pada mencegah perkembangan penyakit busuk daun hingga memotong pucuk, tetapi pada penundaan tertentu dalam epifitoti untuk meningkatkan hasil. Skema seperti itu dibenarkan secara ekonomi ketika menanam kentang dari bahan benih bermutu rendah, ketika pada prinsipnya tidak ada pertanyaan untuk mendapatkan hasil yang tinggi. Namun, dalam hal ini, berbeda dengan populasi kebun, latar belakang genetik kentang yang diratakan akan memungkinkan pemilihan ras fisiologis spesifik dari fitopatogen, yang sangat berbahaya bagi varietas ini.
Kecenderungan ke arah konvergensi metode produksi kentang "kebun" dan "lapangan" bagi kita tampaknya agak berbahaya. Untuk mencegah konsekuensi negatifnya, baik di sektor rumahan maupun komersial, perlu untuk mengontrol bermacam-macam benih kentang dan berbagai fungisida yang ditawarkan kepada pemilik swasta dalam kemasan kecil, serta menelusuri skema perlindungan kentang dan penggunaan fungisida di sektor komersial.
Karena lemahnya perkembangan produksi benih di Rusia, volume besar kentang benih diimpor dari luar negeri. Bersamaan dengan itu, strain patogen baru yang mungkin sangat patogen dan tahan fungisida, termasuk. penyakit busuk daun.
Di Rusia, kumpulan gen mereka akan terlibat dalam proses alami seleksi genotipe baru, yang disesuaikan dengan kondisi kita dan kekalahan varietas yang dibudidayakan di Rusia.
Di wilayah sektor swasta, tidak hanya terjadi pengembangan penyakit busuk daun secara intensif, tetapi juga Alternaria. Sebagian besar pemilik plot rumah tangga pribadi tidak mengambil tindakan khusus untuk melindungi dari Alternaria, salah mengira pengembangan Alternaria sebagai daun yang layu alami atau perkembangan penyakit busuk daun. Oleh karena itu, dengan masifnya pengembangan Alternaria pada varietas rentan, petak rumah tangga dapat menjadi sumber inokulum untuk penanaman komersial.
Pekerjaan ini dilakukan dengan dukungan parsial dari Yayasan Sains Rusia (proyek N 14-50-00029).
Artikel tersebut dipublikasikan di jurnal "Potato Protection" (No. 1, 2015)