Хотя производители сои на Среднем Западе еще не испытали на себе основной удар соевой ржавчины, производители на юге Соединенных Штатов хорошо знакомы с этой болезнью. Каждый год гриб медленно перемещается на север от своего зимнего дома в южной Флориде и штатах побережья Мексиканского залива и в конечном итоге достигает соевых полей Иллинойса - часто как раз перед сбором урожая..
Исследования показывают, что существует вероятность того, что болезнь может распространиться на гораздо большие расстояния и достичь посевов сои на Среднем Западе в более ранние сроки вегетационного периода. Исследования показывают, что воздушные массы, движущиеся с юга, могут сметать споры ржавчины с зараженных растений (кудзу или сои) и переносить их на сотни миль на север в начале сезона, потенциально подвергая опасности урожай сои на Среднем Западе.
Это может происходить прямо сейчас, когда штормовая система, вызвавшая ураган Харви, движется на север, по словам Глена Хартмана, патолога растений Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США и профессора кафедры растениеводства Университета Иллинойса. В конце концов, в прошлом ураганы были причиной переноса спор ржавчины на большие расстояния; ученые считают, что ураган «Иван» принес ржавчину сои в Соединенные Штаты из Колумбии в 2004 году.
Хотя перемещение на большие расстояния может происходить и происходит, перенос спор на короткие расстояния является причиной большей части ежегодного распространения болезни на север с 2005 года. Хартман считает, что в этом сезоне это перемещение на короткие расстояния происходит, как обычно. и, за исключением каких-либо необычных последствий урагана Харви, он ожидает появления ржавчины на соевых полях Иллинойса в конце сезона 2017 года.
Именно это движение на короткие дистанции интригует Хартмана; он говорит, что прогнозы о распространении на большие расстояния не учитывали реальное движение спор. Без знания количества спор ржавчины, которые действительно выходят из-под полога, и условий, благоприятствующих распространению спор, модели распространения на большие расстояния могут быть неточными. Итак, в недавнем исследовании Хартман и его коллеги разместили два вида ловушек для сбора спор внутри, вокруг и над зараженными ржавчиной соевыми полями в Алабаме, Джорджии и Флориде. Команда также измерила данные об окружающей среде, включая температуру воздуха, относительную влажность, скорость и направление ветра, осадки и влажность листьев.
Большая часть спор осталась внутри кроны, но часть спор (от одной трети до половины) всплыла над ними. Споры также перемещались в стороны от поля, но большинство из них оставалось в пределах 50 футов, и примерно половина из них перемещалась на 200 футов.
Эти цифры объясняют, как обычно происходит распространение этой болезни на короткие расстояния. Ржавчина может распространяться по полю, а затем переходить на ближайший участок своего альтернативного хозяина, кудзу. Учитывая, как много кудзу разбросано по югу, можно поспорить, что еще одно соевое поле находится в пределах пары сотен футов. Оттуда он снова прыгает, постепенно продвигаясь на север. В среднем летом, говорит Хартман, соевая ржавчина накатывает с юга со скоростью около 30 миль в день.
Исследование Хартмана также определяет факторы окружающей среды, которые благоприятствуют или препятствуют перемещению спор ржавчины на короткие расстояния. Используя статистический подход, известный как машинное обучение, команда обнаружила, что споры распространяются дальше в жарких и ветреных условиях и остаются ближе к кроне деревьев во влажных и влажных условиях.
«Что действительно вызывает местную инфекцию, так это влажность и сырость», - говорит Хартман. «Это хорошие условия для грибковой инфекции и производства спор. Когда идет дождь, он вымывает споры из пораженных листьев, поэтому они недоступны для транспортировки на большие расстояния. Но тогда гриб просто образует новые споры, готовые к транспортировке в сухой и ветреный день».
Исследование объясняет транспортировку на короткие расстояния, но как результаты помогают прогнозировать перемещение на большие расстояния?
Я думаю, что исследование дает хорошее представление о количестве спор ржавчины в атмосфере над пологом сои и на расстоянии от зараженного поля. Количество спор в этом воздухе сильно различается. космос», - говорит Хартман. «Если вы думаете о воздушном пространстве за полем, коэффициент разбавления огромен».
Другими словами, шансы на то, что споры выберутся из кроны и будут подхвачены восходящими потоками для перемещения на большие расстояния, могут быть ниже, чем предполагалось. А шансов еще меньше, если учесть, как споры выживают в высотных воздушных потоках.
Споры в этих высокогорных воздушных массах подвергаются воздействию экстремальных температур и ультрафиолетового излучения. Немногие споры выживают при этом, хотя темные пигментированные споры могут иметь больше шансов. Споры соевой ржавчины содержат очень мало пигмента, а слабо пигментированные споры очень чувствительны к УФ-излучению», - говорит Хартман.