Статья Мелиссы Хансен (Melissa Hansen)
Исследовательские проекты, поддержанные виноделами и винодельческими предприятиями штата Вашингтон, помогли получить финансирование для двух важных новых федеральных грантов ученым Университета штата Вашингтон (WSU): первый грант - для изучения и уменьшения устойчивости патогенов, вызывающих оидиум, к фунгицидам; второй грант – для обобщения и перевода полученных данных в действенную информацию для виноградарей и растений в планировании орошения. В связи с глобальным изменением климата эти па проблема становится острой для большинства ведущих производителей винограда в мире.
Возглавляет четырехлетний грант по борьбе с устойчивостью к оидиуму Мишель Мойер (Michelle Moyer), адъюнкт-профессор и специалист по внедрению научных методов и открытий в области виноградарства в рамках программы WSU по виноградарству и энологии.
Манодж Карки (Manoj Karkee), возглавляющий лабораторию автоматизации сельского хозяйства и робототехники в Центре точных и автоматизированных сельскохозяйственных систем WSU (WSU’s Center for Precision and Automated Agricultural Systems), является руководителем исследовательского проекта под названием «Умная ирригация - подход с использованием данных для точного определения нехватки воды и точного полива при возделывании плодово-ягодных культур».
Оба гранта финансируются через конкурентоспособную инициативу Министерства сельского хозяйства США USDA-NIFA по исследованиям сельскохозяйственных культур.
Оидиум на ягодах винограда, фото Красохиной С.И.
Устойчивость к мучнистой росе (оидиуму)
Настоящая мучнистая роса, или оидиум является постоянной проблемой во всем мире для винограда и других специальных культур, таких, например, как яблоки, вишня и хмель. Производители используют различную тактику для борьбы с мучнистой росой, включая применение эффективных фунгицидов для защиты своих культур. Но использование фунгицидов - это постоянный страх в программах защиты растений; история показала, что грибковые патогены могут быстро адаптироваться и стать устойчивыми к фунгицидам. С 2016 года в штатах Калифорния, Орегон и Вашингтон появились сообщения о неудачах в борьбе с мучнистой росой, несмотря на хорошо разработанные программы опрыскивания фунгицидами, содержащими ингибитор стерола (SI) или ингибитор деметилирования (DMI), и хинон вне ингибитора (Qol). Это говорит о том, что новые расы патогенов, устойчивых к фунгицидам , появляются с большой скоростью.
Производители винограда не имеют полезной модели для мониторинга или прогнозирования устойчивости патогенов к фунгицидам. Устойчивость патогенов к фунгицидам обычно выявляется по факту - после того, как меры, принимаемые для защиты растений, потерпели неудачу, и урожай был потерян. Новый грант направлен на решение проблемы устойчивости до того, как она станет проблемой, вооружив производителей винограда данными и инструментами прогнозирования потенциальной устойчивости возбудителей болезней к фунгицидам, чтобы производители смогли лучше управлять, разрабатывать и реализовывать программы управления такой устойчивостью. Проект называется «Взаимодействие по оценке устойчивости к фунгицидам, ее уменьшения и распространения для технических, столовых и бессемянных сортов винограда», или сокращенно FRAME.
Исследования по данной проблеме, проводимые в штате Вашингтон
Винодельческая отрасль в штате Вашингтон уже много лет поддерживает исследования оидиума, проводимое в WSU. Текущие исследования устойчивости оидиума к фунгицидам, проводимые профессором Мойер, финансируются общегосударственной программой исследований винограда и вина. В сотрудничестве с Уолтом Махафи (Walt Mahafee), научным сотрудником Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США в Корваллисе, штат Орегон (USDA’s Agricultural Research Service in Corvallis, Oregon), в рамках проекта проводятся исследования виноградников в штате Вашингтон для определения устойчивости патогенов к фунгицидам. Эта информация поможет определить риск для соседних виноградников, а также определить, может ли региональная практика стимулировать выбор устойчивости. В первый год проекта 95 % из 247 образцов возбудителей мучнистой росы дали положительный результат на резистентный или смешанный аллель (ген). Предварительные результаты исследования второго года показали, что 88 % из 120 представленных образцов были устойчивыми.
FRAME
В дополнение к исследованиям проводимым в штате Вашингтон, проект FRAME значительно расширяет существующие работы по защите от оидиума в штате Калифорния, организованные Американским фондом виноградников (American Vineyard Foundation) и в штате Орегон, Департаментом виноделия Орегона (Oregon Wine Board).
Разнообразная и многопрофильная исследовательская группа FRAME включает ведущих исследователей по пробл6еме: это Мойер, Махафи, Филипп Браннен из Университет Джорджии (Phillip Brannen, University of Georgia), Моника Коппер, Университет Калифорнии (Monica Copper, University of California Cooperative Extension), Ана-Мария Эспинола-Аррендондо (Ana Maria Espinola-Arrendondo), Айви Мелани, Университет штата Огайо (Ivey Melanie, Ohio State University), Тим Майлз, Университет штата Мичиган (Tim Miles, Michigan State University); Яннис Стергиопулос, Калифорнийский университет в Дэвисе (Ioannis Stergiopoulos, University of California-Davis) и Роб Столл, Университет Юты (Rob Stoll, University of Utah).
Такая мощная команда создаст более быстрые тесты для определения устойчивости возбудителей болезней к фунгицидам; создать сервисные центры в других штатах США, чтобы помочь применить новые тесты на устойчивость непосредственно на виноградниках других штатов; моделировать погоду и топографию, чтобы лучше прогнозировать устойчивость к фунгицидам и распространение болезней; оценивать стратегии защиты растений на виноградниках, чтобы предоставить производителям инструменты для того, чтобы уменьшить последствия и суметь управлять устойчивостью патогенов к болезням ,если таковая уже развилась. И, наконец, будут рассчитаны финансовые последствия внедрения методов предотвращения возникновения резистентности.
Сеть FRAME имеет применение к другим специальным культурам, которые сталкиваются с проблемами устойчивости к фунгицидам. Цель: более эффективное использование производителями фунгицидов для борьбы с болезнями растений и устойчивое производство винограда и других сельскохозяйственных культур. Полученные результаты исследований можно будет применять и в других регионах промышленного виноградарства, столкнувшихся в проблемой возникновения устойчивости патогенов к фунгицидам, поэтому данные исследования имеют огромное научное и практическое значение.
Проект Умное орошение (Smart Irrigation)
Винодельческая отрасль в Вашингтоне, получившая примерно 50 000 долларов США, за проект под руководством ученого-виноградаря из WSU, доктора Маркуса Келлера (Markus Keller) (Когда виноградник нуждается в орошении?), оптимизировавший стратегии орошения для белых сортов технического винограда, помогла использовать грант Smart Irrigation (Умное орошение) от USDA-NIFA.
Нет недостатка в сборе данных, чтобы помочь производителям оценить потребность растений в воде. Доступно множество зондов и методов определения водного потенциала растений и влажности почвы, а также спектральные изображения формы и размеров куста. Но объединение этих данных, учет в реальном времени этих данных и их изменчивости, а также преобразование данных в полезную информацию для фермеров и производителей является сложной частью планирования «умного орошения».
Этот проект направлен на интеграцию нескольких типов пространственных и временных данных - таких как сенсорные изображения, данные о влажности почвы и климате - с инструментами объединения и получения данных и машинного обучения «человек в цикле», что приводит к крупномасштабным управляемые решения в области точного полива. Эта идея знаменует собой отход от традиционных подходов к орошению, поскольку требует умения анализировать и извлекать смысл из большого количества данных (набора данных). Он также уникален, потому что он будет оценивать состояние воды на уровне доступности для растений, понимая изменчивость в разных частях отдельных надземной части кустов.
Долгосрочная цель проекта - улучшить качество урожая и урожайность при минимальном количестве воды с контролем в реальном времени интеллектуальной и точной системы орошения. Соавторы проекта Умное орошение (Smart Irrigation) включают Келлера, Цинь Чжана (Qin Zhang), директора центра точных и автоматизированных сельскохозяйственных систем исследовательской станции WSU в Проссере (Prosser) и исследователя Инхвей Ву (Yinghui Wu).
