EPIPHYTOTIC DEVELOPMENT OF BALSAM POPLAR LEAF RUST IN CITIES OF IRKUTSK OBLAST
EPIPHYTOTIC DEVELOPMENT OF BALSAM POPLAR LEAF RUST IN CITIES OF IRKUTSK OBLAST
Abstract
The article presents the results of the study of mass lesion of balsam poplar (Populus balsamifera L.) plantations in the cities of Irkutsk Oblast. It was found that the epiphytotics occurred simultaneously in different cities of the Irkutsk region: Bratsk, Irkutsk, Sayansk, Zheleznogorsk. Mass infection by Melampsora larici-populina Kleb has not been observed in the region before. Trees of balsam poplar, silver poplar, aspen, larch as an intermediate host in the cities of Irkutsk Oblast and the Republic of Buryatia were studied. The centre of the research was the plantations of the city of Bratsk. To identify a complete picture of the disease outbreak, sampling studies of poplar trees in Irkutsk, Sayansk and Zheleznogorsk were carried out. As a background study of uninfected stands, balsam poplar plantings in Ulan-Ude (Republic of Buryatia) were used. The first signs of infection appeared on poplar shoots at the beginning of July 2023, then signs of infection began to appear rapidly on moulded and then on unformed trees. It was found that from 94.3 to 98.6% of trees were affected by poplar leaf rust, with 64.9-90.1% of the leaf plate area affected. The maximum degree of disease development was observed at the end of August, while blackening and leaf fall were observed in September and October. Weather factors influencing the nature of the disease spread for 2020-2023 were analysed in order to identify and predict the spread of the disease. Presumably, the spores of Melampsora larici-populina Kleb. were introduced from the western regions of Siberia. Thus, taking into account the factor of epiphytotic occurrence in the Irkutsk Oblast for the first time in the history of observations, the forecasts of rust development based on meteorological factors have not yet been confirmed.
1. Введение
Тополь бальзамический (Populus balsamifera L.) является наиболее распространенным деревом в городах Иркутской области (Иркутска, Братска, Железногорска и других городов). Доля тополя среди зелёных насаждений на территориях общего пользования достигает 70%. Облик озеленения городов Иркутской области формирует именно тополь бальзамический. В условиях сурового климата Иркутской области и высокого уровня промышленного загрязнения тополь оказался неприхотливым, быстрорастущим деревом, способным активно поглощать пыль, газообразные и твердые выбросы, нетребовательным к плодородию почвы и уплотнению почвы. В зеленых насаждениях можно встретить также тополь белый или серебристый (Р. alba L.), а также осину (P. tremula L.). В Иркутской области произрастают в естественных условиях два вида тополя – Р. laurifolia и Р. suaveolens , , , . Наиболее массово высаживали в городах Иркутской области и республики Бурятия гибрид, известный под названием тополь сибирский бальзамический, который по своим морфологическим и биологическим признакам близок к тополю бальзамическому (P. balsamifera L.). Поэтому в работе название дается по публикациям Сибирских ученых .
Исследования состояния тополя бальзамического в города иркутской области на примере Братска показали, что даже в крайне неблагоприятных погодных и экологических условиях тополь обладает быстрым ростом. Высота деревьев порослевого происхождения в возрасте 5-7 лет достигает 4-6 метров. Средняя высота деревьев в городах достигает 15-17 метров, диаметр ствола – до 60 см на высоте 1,3 м. Тополя в городских посадках регулярно подвергаются формовке кроны с целью предотвращения распространения пуха, который является сильным аллергеном, скопления тополиного пуха являются пожароопасными. Кронирование тополей приводит к снижению их устойчивости и продолжительности жизни деревьев, сопротивляемости болезням и вредителям. По данным инструментального обследования более 50% всех тополей в г. Братске поражены различными заболеваниями стволов и листьев. К 30-40 годам тополя в городских посадках требуют замены по своему санитарному состоянию , .
В последнее время стали появляться публикации об эпифитотии листовой ржавчины тополя, вызываемой грибом рода мелампсора (Melampsora spp.). Листовая ржавчина тополя, как указывают многие авторы, является наиболее распространяемым заболеванием листьев, которое снижает декоративность растений, фотосинтетическую способность, общее снижение прироста деревьев , , , , .
На территории Российской Федерации наиболее часто встречаются случаи поражения листовой ржавчины тополя (ЛРТ), возбудители которой представлены двумя видами – Melampsora larici-populina Kleb. – промежуточные хозяева лиственницы (Larix sp.) и M. allii-populina Kleb. – промежуточные хозяева – виды лука (Allium sp.) . Весеннее спороношение (спермогонии и эции) Melampsora larici-populina Kleb происходит на промежуточных хозяинах – лиственнице сибирской, летнее спороношение (уредино- и телиоспоры) развивается непосредственно на листьях тополя.
В 2023 году произошло массовое заражение листовой ржавчиной тополя на территории Иркутской области, до этого времени не было зафиксировано массовое распространение этого заболевания. Цель исследований – выявить причины появления, масштабы поражения и прогноз состояния насаждений рода тополь в Иркутской области.
2. Материалы и методы
Исследованию подлежали деревья тополя бальзамического, серебристого, осины, лиственницы как промежуточного хозяина в городах Иркутской области и республики Бурятия. Центром проведения исследований явились насаждения города Братска. Для выявления полной картины вспышки заболевания проведены выборочные исследования деревьев рода тополь в Иркутске, Саянске, Железногорске. В качестве фонового исследования непораженных древостоев послужили посадки тополя бальзамического в г. Улан-Удэ (республика Бурятия). Исследования проводились с июля по октябрь 2023 года, с момента появления явных признаков заболевания ржавчиной. Всего было исследовано 924 дерева и 1560 листьев тополя бальзамического, 456 листьев тополя серебристого, 567 листьев осины. Также было обследовано 84 дерева лиственницы сибирской, взяты образцы хвои на наличие грибных поражений. Исследовано состояние облиственности кроны с использованием летательных аппаратов. С целью прогнозирования развития заболевания проведены сравнения климатических характеристик Братска, Иркутска, Улан-Уде с использованием материалов сайта pogodaiklimat.ru. Определены показатели температуры и количества осадков в абсолютных и относительных величинах , . Определен суммарный коэффициент погоды, который рассичывается по формуле:
где КП – коэффициент погоды в июле, Т – относительная температура в июле месяце, Д – относительное значение осадков в июле.
Развитие заболевания определялось глазомерно, при этом отдельно рассматривалось состояние деревьев не поверженных обрезке кроны, деревья с обрезанной, формованной кроной, а также порослевые экземпляры. При поражении до 25% поверхности листьев степень развития заболевания оценивалась как депрессия (Д), до 50% – как умеренное развитие (У), и более 50% – как эпифитотия (Э). Эпифитотии характеризуются массовым ранним пожелтением и опадением листьев, при депрессии болезни фенологическое развитие тополей происходит нормально в привычные сроки .
3. Результаты и обсуждение
Рисунок 1 - Начальная стадия развития ЛРТ в июле 2023 года:
а – урединопустулы на нижней стороне листьев; б – мозаичная окраска верхней стороны листьев
Рисунок 2 - Стадия интенсивного развития ЛРТ:
а - урединопустулы на нижней стороне листа; б - верхняя сторона пораженных листьев тополя
Таблица 1 - Динамика развития заболевания ржавчиной листьев тополя в Иркутской области в 2023 году
Месяц исследования | % поражения листовых пластинок урединопустулами | % пораженных деревьев ЛРТ | Состояние кроны деревьев, фенологическая фаза
| ||||||
Неформованные деревья | Формованные деревья | поросль | Неформованные деревья | Формованные деревья | поросль | Неформованные деревья | Формованные деревья | поросль | |
июнь | 15,4 | 23,1 | 20,5 | 48,8 | 49,4 | 51,3 | нормальное | нормальное | нормальное |
июль | 57,0 | 87,2 | 88,3 | 68,9 | 73,4 | 78,0 | Пожелтевшая листва | Пожелтевшая листва | Пожелтевшая листва |
август | 64,9 | 89,5 | 90,1 | 94,3 | 99,3 | 98,6 | Опадение листьев; набухание почек; появление листьев | Опадение листьев; набухание почек; появление листьев | Опадение листьев; набуханиепочек; появление листьев |
сентябрь | 64,9 | 89,5 | 90,1 | 94,3 | 99,3 | 98,6 | Опадение листьев; появление листьев | Опадение листьев; появление листьев | Опадение листьев; появление листьев* |
октябрь | 64,9 | 89,5 | 90,1 | 94,3 | 99,3 | 98,6 | Набухание почек | Набухание почек, почек | набухание почек, появление листьев |
Примечание: появление листьев в сентябре отмечено только в Железногорске, в октябре – на порослевых экземплярах в Братске и Иркутске
Рисунок 3 - Набухание почек:
а - и формирование молодых листьев; б - в сентябре – октябре
Рисунок 4 - Состояние листьев:
а - тополя серебристого; б - осины
Рисунок 5 - Состояние тополя бальзамического:
а - в Улан-Удэ; б - в Братске
Рисунок 6 - График среднемесячных температур в Братске за вегетационный период
Рисунок 7 - Количество осадков в Братске за 2022-2023 годы
Рисунок 8 - График среднемесячных температур в Иркутске 2020-2023годы
Рисунок 9 - Количество осадков в Иркутске за 2022-2023 годы
Рисунок 10 - Среднемесячные температуры Улан-Удэ
Рисунок 11 - Количество осадков в Улан-Удэ за 2020-2023 годы
Таблица 2 - Показатели погоды за июль 2020-2023 годы
Показатель погоды по годам | 2020 | 2021 | 2022 | 2023 | Средняя многолетняя | ||||
Абс. | Относит. | Абс. | Относит. | Абс. | Относит. | Абс. | Относит. | ||
Средняя температура | |||||||||
Братск | 18,8 | 1,01 | 20,0 | 1,07 | 17,2 | 0,92 | 19,8 | 1,06 | 18,7 |
Иркутск | 19,9 | 1,05 | 18,8 | 0,99 | 17,7 | 0,93 | 19,8 | 1,04 | 19,0 |
Улан -Удэ | 21,0 | 1,02 | 19,8 | 0,96 | 19,5 | 0,95 | 20,7 | 1,01 | 20,6 |
Количество осадков, мм | |||||||||
Братск | 65 | 1,06 | 38 | 0,62 | 149 | 2,42 | 32 | 0,52 | 61,2 |
Иркутск | 160 | 1,50 | 131 | 1,23 | 110 | 1,03 | 84 | 0,77 | 106,7 |
Улан -Удэ | 46 | 0,72 | 114 | 1,78 | 56 | 0,88 | 48 | 0,75 | 63,9 |
Суммарный коэффициент погоды | |||||||||
Братск | 1,07 | 0,66 | 2,24 | 0,55 | - | ||||
Иркутск | 1,57 | 1,22 | 0,95 | 0,80 | |||||
Улан -Удэ | 0,73 | 1,71 | 0,84 | 0,76 | |||||
Таким образом, учитывая фактор появления эпифитотии в Иркутской области впервые за историю наблюдений, прогнозы развития ржавчины по метеофакторам пока не оправдались. Суммарный коэффициент погоды за июль 2022 - 2023 года составил по городам Восточной Сибири следующие значения: Братск – 2,24 (2022)и 0,55 (2023 ); Иркутск – 0,95 и 0,80; Улан-Удэ – 0,84 и 0,76. Согласно публикации Минкевича И.И. при значениях погоды менее 1,0 наблюдается стадия депрессии заболевания, при показателях более 1,0 происходит эпифитотия болезни. Согласно этим данным, в 2022 году в Братске должна была наступить эпифитотия, а 2023 – депрессия. В Иркутске и Улан-Удэ – депрессия. В связи с этим для подтверждения прогнозов развития ЛЖТ в Иркутской области требуется постоянный мониторинг за состоянием погоды и наличием заболевания и его распространением.
4. Заключение
На основании проведенных исследований можно сделать вывод об эпифитотии листовой ржавчины тополя бальзамического на территории Иркутской области в 2023 году. Предположительно, возбудитель ржавчины Melampsora larici-populina появился путем заноса спор из западных районов Сибири (Красноярск, Томск). Наиболее уязвимыми являются деревья, ослабленные формовкой кроны и поросль, которая появляется как реакция тополей на обрезку кроны. Массовое поражение тополей является причиной потери декоративности, раннего опадения листьев, нарушения фенологического ритма растений, что может в дальнейшем привести к необходимости замены тополя бальзамического на более устойчивые и декоративные виды древесных растений.