Основные рекомендации по катастрофической фитопатологии для разработки систем борьбы с патогенами и вредителями до кризисов и их итеративного улучшения во время и после кризисов. Кредит: Американское фитопатологическое общество
Часто упускаемый из виду компонент стихийных бедствий и антропогенных катастроф — это их потенциал воздействия на здоровье растений и, следовательно, на продовольственную безопасность на национальном и международном уровнях. Большинство бедствий оказывают косвенное воздействие на здоровье растений через такие факторы, как сбои в цепочках поставок и поврежденная инфраструктура, но существует также вероятность прямого воздействия бедствий, например, распространения патогенов или переносчиков, вызванного наводнениями, ураганами и миграцией людей.
Эти события редко бывают изолированными и вместо этого часто происходят одновременно. Мы видели примеры совпадения бедствий в недавней истории через такие события, как сбои на рынке в первые дни пандемии COVID-19; интенсивные лесные пожары, ураганы и торнадо, которые опустошали в течение многих лет с 2020 года; война между Украиной и Россией, нарушающая мировые поставки пшеницы; и так далее.
Влияние стихийных бедствий на здоровье растений можно наблюдать после таких событий, как, например, когда возбудитель ржавчины сои Phakopsora pachyrhizi был впервые обнаружен в США в Луизиане вскоре после урагана «Иван» в 2004 году. Ураган «Иван» двигался на север от нижнего Карибского моря около Колумбии и, как полагают, перенес споры в США.
Насекомые-вредители также могут перемещаться на большие расстояния во время сильных ветров. Вирус золотисто-желтой мозаики фасоли, вероятно, был занесен во Флориду ураганом Эндрю в 1992 году, который перенес с Карибских островов вирусоносных белокрылок. Вирус золотисто-желтой мозаики фасоли вызвал сокращение или крах производства фасоли на следующий год и обосновался во Флориде. Лесные пожары также представляют значительный риск для распространения фитопатогенов.
Пожар может повредить лесным экосистемам, оставляя пробелы, которые становятся средой обитания, открытой для колонизации инвазивными вредителями и патогенами. Например, лесные пожары в Калифорнии опустошили прибрежный горный хребет, а новые посадки для восстановления этих территорий были неосознанно заражены Phytophthora tentaculata, карантинным патогеном, который может вызывать корневую и корончатую гниль. Это привело к еще большим осложнениям, поскольку теперь лесникам необходимо контролировать как завезенные заболевания, так и будущие лесные пожары.
Бедствия, вызванные деятельностью человека, такие как вооруженные конфликты, также могут создавать условия, благоприятствующие распространению фитопатогенов, что приводит к разрушительным последствиям для производства сельскохозяйственных культур, продовольственной безопасности и общей нестабильности в пострадавших регионах. Беспорядки могут заставить фермеров полагаться на некачественные семена с более высоким риском заболеваний, что приводит к низкой урожайности.
Нынешняя война в Украине является примером того, насколько все страны уязвимы перед вооруженным конфликтом, который не только приводит к потере урожая и распространению болезней, но и нарушает глобальный обмен товарами. Вторжение в Украину нарушило глобальные поставки пшеницы и вызвало 50-процентный рост мировых цен на удобрения из-за значительной роли России как поставщика, на долю которой приходится 13% мирового производства удобрений. В двадцать первом веке бедность, политические волнения и неэффективное регулирование существенно повлияли на развитие крупных эпидемий болезней растений.
С ростом частоты и серьезности этих бедствий междисциплинарная группа исследователей и экспертов по гуманитарным вопросам из США, Бенина, Эквадора, Кении, Нидерландов, Перу, Танзании и Таиланда под руководством Береи Этертон из лаборатории Гарретта в Университете Флориды в Гейнсвилле опубликовала статью «Патология растений в катастрофах: умные решения для угроз глобальному здоровью растений, вызванных природными и антропогенными катастрофами» в журнале Phytopathology.
Рамка, изложенная в статье, представляет собой междисциплинарный взгляд на текущие угрозы и решения для здоровья растений и продовольственной безопасности, охватывая риск, связанный с факторами окружающей среды, такими как изменение климата, а также включая такие факторы, как политическая нестабильность и война. Международная группа использовала рамку One Health, которая рассматривает взаимосвязи между здоровьем человека, животных, растений и окружающей среды.
Disaster plant pathogens предоставляет структуру, фокусирующую внимание на влиянии катастроф на здоровье растений, фитопатогены и сельскохозяйственные системы для индивидуальных решений и принятия обоснованных решений. Эта структура способствует междисциплинарному сотрудничеству, что делает ее общей для сообществ фитопатологов, гуманитарных групп, экономистов, компьютерных ученых, метеорологов и стратегов устойчивого развития.
Число катастроф стоимостью в миллиарды долларов в США, с поправкой на инфляцию, по данным Национальных центров экологической информации (NCEI), растет с 1980-х годов. (Данные из Smith, A. B. 2023. 2022 U.S. billion-dollar weather and climate disasters in historic context. NCEI. Climate.gov). Кредит: Американское фитопатологическое общество
Патология растений катастроф предлагает решения посредством «умного сельского хозяйства». Использование надежных возможностей искусственного интеллекта (ИИ) может обеспечить системы раннего оповещения, оценку рисков, мониторинг урожая, оптимизацию цепочки поставок, поддержку принятия решений, мониторинг в реальном времени и стратегии устойчивости. У фермеров и сельскохозяйственных органов есть потенциал использовать эти инструменты для принятия обоснованных решений и содействия усилиям по восстановлению, тем самым минимизируя воздействие катастроф на сельскохозяйственные системы.
Благодаря интеграции спутниковых снимков, данных о погоде, отчетов о заболеваемости, систем раннего оповещения и другой соответствующей информации эти модели могут определять закономерности и прогнозировать траекторию движения патогенов. Фермеры и сельскохозяйственные органы могут использовать эти модели для принятия превентивных мер в районах с высоким риском заражения, эффективно управляя распространением заболеваний и ускоряя восстановление.
Взаимодействие между стихийными и антропогенными катастрофами, болезнями растений и глобальной продовольственной безопасностью является важнейшей проблемой, требующей экспертных знаний и опыта от ученых, работающих в области фитопатологии катастроф. Фитопатология катастроф рекомендует действия по улучшению продовольственной безопасности до и после катастроф, включая:
- укрепление регионального и глобального сотрудничества,
- наращивание потенциала для быстрого внедрения новых технологий,
- эффективные системы чистого семени, которые могут быстро заменить семена, потерянные в результате стихийных бедствий,
- устойчивая инфраструктура биологической безопасности и оценка рисков, готовая к быстрому внедрению, и
- системы поддержки принятия решений, которые могут быстро адаптироваться к неожиданным сценариям.
Благодаря прогнозному анализу, системам раннего предупреждения и мониторингу урожая в режиме реального времени гуманитарная помощь и вмешательство правительства могут помочь обеспечить качество и безопасность сельскохозяйственной продукции для производителей. Эксперты, занимающиеся патологиями аварийных растений, надеются, что эта концепция будет стимулировать сотрудничество в международном масштабе.
Ведущий автор Этертон сказал: «Наша команда глобальных исследователей и гуманитарных экспертов синтезировала современные знания о последствиях стихийных бедствий и стратегиях планирования и реагирования. Мы разработали эту новую перспективу — патологию растений-катастроф, чтобы другие, работающие над защитой здоровья растений и продовольственной безопасностью, могли опираться на нее».
Эти сложные отношения требуют глобального сотрудничества, и перед лицом изменения климата и геополитических В связи со сложностями необходимы коллективные и активные меры для защиты здоровья растений.
Дополнительная информация: Береа А. Этертон и др., Патология растений при стихийных бедствиях: умные решения «Угрозы глобальному здоровью растений от природных и антропогенных катастроф», Фитопатология (2024 г.). DOI: 10.1094/PHYTO-03-24-0079-FI
Предоставлено Американским фитопатологическим обществом
