CC BY
221
УДК 632.4:633.1
Фузариозные корневые гнили зерновых культур в Западной Сибири и Зауралье
Е.Ю. ТОРОПОВА,
профессор
Новосибирского государственного
аграрного университета
О.А. КАЗАКОВА,
заведующая лабораторией
И.Г. ВОРОБЬЕВА,
заведующая кафедрой
Сибирского университета
потребительской кооперации
М.П. СЕЛЮК,
аспирант
Новосибирского государственного аграрного университета e-mail: [email protected]
В Западной Сибири и Зауралье корневые гнили стали одной из наиболее распространенных и вредоносных групп болезней, ежегодно снижающих урожайность зерновых культур на 25 % и более. Их вредоносность заключается в изрежива-нии, угнетении роста, нарушении динамики органогенеза растений, ухудшении формирования всех системообразующих элементов структуры урожая, значительном снижении качества продукции и возможном ее загрязнении токсинами фи-топатогенов [4, 8]. Значительное развитие корневых инфекций обусловлено высокой насыщенностью севооборотов восприимчивыми культурами, увеличивающими потенциал возбудителей, и низкой микробиологической активностью зональных почв, способствующей длительному выживанию покоящихся структур и формированию долговременных эпифитотических очагов [3, 4, 9].
Этиология корневых гнилей в регионе была установлена в 19701980-е гг. Их вызывает комплекс видов, среди которых доминируют наиболее патогенные грибы - Hel-minthosporium sativum (syn. Bipola-ris sorokiniana) и виды рода Fusa-
rium (Я avenaceum, F. oxysporum, F. graminearum, F. sambucinum и ДР.) [8].
Мониторинг патогенного комплекса на яровой пшенице в течение последних 10-15 лет свидетельствует о постепенных изменениях численности популяций, характера и размеров экологических ниш, смене доминирующих видов в сообществах, повышении вирулентности и агрессивности ранее малопатогенных групп организмов [6]. Причины по-пуляционных сдвигов разнообразны и связаны с изменением технологии возделывания сельскохозяйственных культур, выведением новых сортов, климатическими факторами.
В связи с этим особую актуальность приобретает систематический мониторинг таксономического состава возбудителей корневых гнилей для выявления популяционных сдвигов доминирующих компонентов патогенного микоценоза, усовершенствования прогнозазаболе-ваний и оптимизации систем защитных мероприятий.
Нами изучены распространение и таксономический состав возбудителей корневых гнилей яровой пшеницы и ячменя в ряде регионов Западной Сибири и Зауралья и зависимость эффективности протравителей от этиологии болезней.
Исследования проводили в Новосибирской, Томской, Кемеровской, Омской, Курганской областях и Алтайском крае в 2007-2011 гг. Образцы растений отбирали в шести точках поля в фазах 2-3 листьев и полной спелости. Фитоэкспертизу семян проводили методом рулонов, микологический анализ зерна и подземных органов яровой пшеницы и ячменя - на агаре Чапека, карто-фельно-декстрозном и спиртовом агарах по стандартной методике [7]. При учете корневых гнилей дифференцированно по органам использовали методику В.А. Чулкиной [10], для идентификации микромицетов использовали классические определители [1, 2].
Исследования показали значительное развитие и распространенность корневых гнилей яровой пшеницы и ячменя в Западной Сибири (табл. 1).
Более чем на 80 % обследованных площадей развитие и распространенность корневых гнилей превышали пороги вредоносности во все годы исследований. Если в фазе всходов при благоприятных фитоса-нитарных условиях (здоровые или протравленные семена, слабо заселенная фитопатогенами почва) еще встречались внешне здоровые растения, то к фазе спелости все подземные органы имели явные признаки поражения корневыми гниля-ми. Учеты показали, что развитие корневых гнилей определялось в первую очередь фитосанитарным состоянием почвы, которое, в свою очередь, зависело от структуры севооборотов. Статистическим анали-
Таблица 1
Поражение зерновых культур корневыми гнилями (%) в лесостепи Западной Сибири и Зауралья (2007-2011 гг.)
Яровая пшеница Яровой ячмень
2-3 листа зрелость 2-3 листа зрелость
Западная Сибирь
Развитие болезни в среднем по органам 3,2-20,2 11,8-54,3 3,8-31,5 14,9-68,7
Распространенность болезни 14,6-45,3 42,5-100 15,6-56,9 87,2-100
Зауралье
Развитие болезни в среднем по органам 5,2-17,3 7,8-60,0 8,5-34,2 29,9-67,2
Распространенность болезни 15,0-50,2 55,5-100 20,3-52,1 100
зом была установлена значительная (62,1-89,2 %) доля влияния предшественников на развитие корневых гнилей, она достоверно превышала влияние условий года, способа обработки почвы, протравливания и других природных и антропогенных факторов. Ранее установленная [4, 8] тесная корреляционная зависимость (r = 0,955±0,02) развития корневой гнили яровой пшеницы от плотности конидий B. sorokiniana в почве в последние годы стала менее значимой (r = 0,568-0,786), что свидетельствует о смещении таксономического состава возбудителей корневых гнилей в сторону фузари-евых патогенов. Аналогичная тенденция отмечена и на яровом ячмене, где, однако, сохраняется доминирование B. sorokiniana при постоянном росте зараженности подземных органов грибами рода Fusarium.
Исследования зараженности зерна и подземных органов фитопато-генами показали постепенное смещение соотношения распространенности B. sorokiniana и грибов рода Fusarium в пользу последних на подземных органах, что в полной мере отражает особенности реализации потенциальных экологических ниш темноокрашенными и светлоокрашенными почвенными фитопато-генами (табл. 2).
Как видно, грибы рода Fusarium, значительно распространяясь, вытесняют B. sorokiniana, особенно из корневой системы растений. Во многих регионах Западной Сибири были отмечены локальные эпифито-тии фузариозной корневой гнили, вызывающие значительное изрежи-вание всходов, трахеомикозное увядание, череззерницу, пустоколо-сость, снижение выполненности и качества зерна.
В конце вегетации отчетливо проявлялась тенденция дифференциации экологических ниш возбудителей корневых гнилей: грибы р. Fusarium практически полностью оккупировали первичные и вторичные корни, на эпикотиле соотношение темно- и светлоокрашенных фитопато-генов было примерно равным, на
Таблица 2
Распространенность фитопатогенов на органах зерновых культур по годам в Западной Сибири и Зауралье (%)
Bipolaris sorokiniana Fusarium spp. Соотношение
2007
Колос 40,0 46,7 1:1,2
Подземные 21,3 68,7 1:3,2
органы
2008
Колос 50,0 30,0 1:0,6
Подземные 20,0 80,0 1:4,0
органы
2009
Колос 34,4 48,5 1:1,4
Подземные 19,3 74,6 1:3,9
органы
2010
Колос 31,4 44,0 1:1,4
Подземные 10,8 86,7 1:8,0
органы
2011
Колос 26,7 10,0 1:0,4
Подземные 15,5 81,8 1:5,3
органы
Среднее по годам
Колос 36,5 35,8 1:1
Подземные 17,4 78,4 1:4,5
органы
основании стебля доминировал B. sorokiniana. Эта закономерность особенно четко проявлялась при возделывании яровой пшеницы и ячменя по минимальной и нулевой системам обработки почвы и не зависела от предшественников. Можно предположить, что минимализа-ция систем обработки почвы привела к микроэволюционным сдвигам в патогенном комплексе обыкновенной корневой гнили, что требует адекватных мер по защите растений.
Соотношение фитопатогенов на зерне яровой пшеницы и ячменя в значительной мере зависело как от условий года, так и от развития корневых гнилей, оставаясь примерно равным по итогам пятилетних учетов.
Изучение сроков заражения колосьев ячменя фитопатогенами показало, что грибы р. Fusarium в теплые годы с неустойчивым увлажнением,
двигаясь по сосудам растений, первыми заселяли колосья и формирующиеся зерновки, однако в конце вегетации, при ГТК выше 1, происходило их вытеснение темноокрашенными грибами,более адаптированными к наземной среде и солнечной инсоляции. В связи с этим на зерновках часто доминировали B. sorokiniana и грибы р. Alternaria.
Ситуация с фузариозом зерновых колосовых культур осложняется значительным видовым разнообразием грибов р. Fusarium, которые характеризуются приуроченностью к определенным типам почв, гидротермическим условиям, органам растений, отличаются по чувствительности к фунгицидам [5, 8].
Видовой состав возбудителей фузариозной гнили отличался по годам, культурам, органам (табл. 3).
На подземных органах зерновых культур паразитирует в 3 раза больше видов, чем на колосе. Это подтверждает представление о фузари-евых грибах, как о типичных представителях почвенных микоценозов, имеющих основную экологическую нишу первого порядка в подземных органах растений [5, 6]. Колос является для них дополнительной экологической нишей, реализуемой в благоприятных гидротермическихусловиях на восприимчивых сортах.
Во всех регионах существенную долю выделенных грибов составили высокотоксичные агрессивные виды F. oxysporum, F. sporotrichiella var. poae и F. moniliforme var. subglu-tinans (F. subglutinans). Детальные исследования показали, что в Курганской области на зерновых культурах дополнительно к указанным видам в патогенный комплекс входили F. culmorum, F. heterosporum, F. avenaceum var. herbarum, в Новосибирской области - F. gibbosum (F. equiseti), F. redolens, F. lateritium, в Алтайском крае - F. gibbosum (F. equiseti), F. javanicum, F. nivale, F. semitectum (F. incarnatum), в Томской области - F. gibbosum (F. equiseti).
Особого внимание заслуживает преобладавший в 2009 г. в образцах
Таблица 3
Частота встречаемости видов р. Fusarium на органах зерновых культур в лесостепи Западной Сибири и Зауралья
Вид Пшеница Ячмень
колос подземные органы колос подземные органы
F. avenaceum (Fr.) Sacc. var. herbarum 0 ++ 0 +
(Corda) Sacc.
F. culmorum (W.G.Sm.) Sacc. ++ ++ + + ++
F. gibbosum App. et Wr. emend. Bilai (F. equiseti) +++ ++ + + +++
(Corda) Sacc.*
F. javanicum Koord 0 + 0 0
F. javanicum Koord var. radicicola Wr. 0 + 0 0
(F. javanicum Koord)
F. lateritium Nees. 0 0 0 +
F. moniliforme Sheld var. subglutinans Wr. et Rg. 0 ++ + 0 ++
(F. subglutinans)
F. oxysporum (Schlecht) Snyd. et Hans 0 ++ + 0 +++
F. oxysporum (Schlecht) Snyd. et Hans var. 0 + 0 ++
orthoceras (Appl. et Wr.) Bilai comb. nova
F. redolens Wr. 0 0 0 +
F. semitectum Berk. et Rav. (F. incarnatum) 0 + 0 +
(Roberge) Sacc.
F. sporotrichiella var. poae ++ ++ +++ +++
Число видов 3 10 3 10
Примечание: 0 - не выявлен, + 1 год из пяти, ++ 2-3 года из пяти, +++ 4-5 лет из пяти. * Систематика дана по Билай [1], в скобках по [11].
из Алтайского края вид F. javanicum, сведения о широком распространении которого в литературе не встречаются [8]. По данным Билай [1], F. javanicum часто доминирует на дерново-подзолистых, бедных органическим веществом почвах, в прохладных и влажных местообитаниях. Условия ряда областей Алтайского края стимулировали паразитическую активность этого фитопатогена.
В зависимости от условий года и
технологий возделывания зерновых культур видовой состав фитопатоге-нов может меняться по годам и регионам. При фитосанитарной диагностике важно также учитывать очаговый характер распространения почвенных грибов, обусловливающий неравномерность их распределения в агроэкосистемах [6].
Разнообразие видового состава фитопатогенов на семенах и, особенно, в почве, по-видимому, обус-
ловило различия эффективности протравителей семян (табл. 4).
Анализ таблицы показывает, что широко используемые в сельскохозяйственной практике протравители семян имеют высокую (80-95 %) лабораторную эффективность против B. sorokiniana. Исключение составил виал ТТ, эффективность которого в лабораторных условиях была низкой, а в ряде случаев отрицательной. Примерно в половине экспериментов виал ТТ не только не подавлял, но и стимулировал спороношение темноокрашенных грибов, и этот феномен требует дальнейшего исследования. Полевая эффективность протравителей против B. sorokiniana была несколько ниже лабораторной, но достаточно высокой, чтобы сдерживать развитие гель-минтоспориозной корневой гнили до начала кущения на уровне, близком к порогу вредоносности.
Против фузариоза протравители проявили относительно хорошую (45-81 %) эффективность в лабораторных условиях. В фазе полных всходов - начале кущения биологическая эффективность препаратов была слабой (15-45 %), что обусловлено более широким видовым составом фузариевых фитопатогенов почвенного происхождения, отличающихся по чувствительности к фунгицидам. В полевыхусловиях происходило замещение B. sorokiniana в подземных органах всходов зерновых культур грибами р. Fusarium, проявлявшими устойчивость к протравителям. По предварительным данным, устойчивость к раксилу ультра показывали изоляты F. oxy-sporum и F. heterosporum, к преми-су двести - F. gibbosum (F. equiseti) и F. sporotrihiella var. poae, однако эта информация требует детальной проверки. Таким образом, в настоящее время для защиты всходов зерновых культур от грибов р. Fusarium, доминирующих в патогенном комплексе корневых гнилей, актуален поиск более эффективных протравителей семян.
В целом проблема фузариозной и гельминтоспориозной корневой
Таблица 4
Биологическая эффективность (%) протравителей против возбудителей корневых гнилей в среднем по регионам Западной Сибири, 2008-2010 гг.
Препарат* Bipolaris sorokiniana Fusarium spp.
лабораторная (на семенах) полевая (3-4 листа) лабораторная (на семенах) полевая (3-4 листа)
Дивиденд экстрим 95 94 80 33
Максим экстрим 85 80 45 15
Сертикор 95 88 66 32
Дивиденд стар 90 82 81 26
Раксил ультра 80 72 74 38
Виал ТТ 30 62 71 41
Витавакс 200 ФФ 98 95 79 45
Премис двести 85 82 72 30
Среднее 93 82 72 33
* Препараты применяли в рекомендованных нормах расхода.
гнили в Западной Сибири и Зауралье может быть успешно решена применением комплекса агротехнических приемов, направленных на очищение почв и повышение их суп-рессивности. К таким фундаментальным приемам следует отнести введение фитосанитарных севооборотов и предшественников, внесение органических и минеральных удобрений, оптимизацию систем обработки почвы [3, 4, 10]. Агротехнические приемы следует дополнять дифференцированным применением оперативных средств (химические протравители, биологические препараты, иммуномодуляторы и др.) на основе фитосанитарного мониторинга семян,почвы и посевов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Билай В.И. Фузарии. - Киев: Науко-ва думка, 1977, 442 с.
2. Пидопличко Н.М. Грибы - паразиты культурных растений. Определитель. Т. 2. Грибы несовершенные. - Киев: Наукова думка, 1977, 300 с.
3. Порсев И.Н. Адаптивные фитосани-тарные технологии возделывания сельскохозяйственных культур в условиях Зауралья. Монография. - Шадринск, 2009, 320 с.
4. Торопова Е.Ю. Экологические основы защиты растений от болезней в Сибири. - Новосибирск, 2005, 370 с.
5. Торопова Е.Ю., Воробьева И.Г., Казакова О.А. Экологические ниши грибов рода Fusarium на зерновых культурах в Западной Сибири и Зауралье. - Мат-лы Межд. науч.-практ. конф. - Саратов: Изд-во КУБИК, 2010, т. 1, с. 264-266.
6. Торопова Е.Ю., Стецов Г.Я., Чулки-на В.А. Эпифитотиология. - Новосибирск, 2011, 711 с.
7. Фитосанитарная экспертиза зерновых культур. (Болезни растений). Рекомендации. - М.: ФГНУ «Росинформагро-тех», 2002, 140 с.
8. Чулкина В.А. Корневые гнили хлебных злаков в Сибири. - Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1985, 190 с.
9. Чулкина В.А. Биологические основы эпифитотиологии. Монография. - М.: ВО Агропромиздат, 1991, 288 с.
10. Чулкина В.А., Торопова Е.Ю., Стецов Г.Я. Интегрированная защита растений: фитосанитарные системы и технологии. - М.: Колос, 2009, 670 с.
11. Microbiological sites World Federation for Culture Collections / www.wfcc.info/index.php/about/sites.
Аннотация. Показаны значительное развитие и распространенность корневых гнилей яровой пшеницы и ячменя в
Западной Сибири и Зауралье. Выявлена смена доминировавшего в патогенном комплексе корневых гнилей вида B. soro-kiniana на грибы р. Fusarium, особенно на подземных органах культур при минима-лизации обработки почвы. Уточнен видовой состав грибов р. Fusarium на колосе и подземных органах зерновых культур. Проведена оценка лабораторной и полевой эффективности протравителей против B. sorokiniana и грибов р. Fusarium.
Ключевые слова. Корневая гниль, патогенный комплекс, развитие болезни, видовой состав, фузариоз, гельминто-спориоз, протравливание, эффективность.
Abstract. A significant common root rot development and spread on spring wheat and barley in Western Siberia and the Ural region is found out. The dominated B. sorokiniana in the root rot pathogen complex species is changed on Fusarium fungi, particularly in underground parts of plants under No-till technologies. The species composition of Fusarium fingi on ear and underground parts of crops is clarified. The evaluation of laboratory and field treatments efficiency against B. sorokiniana and fungi Fusarium is carried out.
Keywords. Root rot, pathogen complex, the disease development, species composition, Fusarium disease, Helminthospo-rium root rot, treatment, efficiency.
Этот «зверь» не страшен, он полезен!
Г.А. ЗАКЛАДНОЙ,
заведующий лабораторией Всероссийского НИИ зерна e-mail: [email protected]
В связи с массовым обращением предприятий по поводу «непонятного насекомого», которое находят в зерне, поступающем на хранение, разъясняю, что насекомое, о котором идет речь, - вьюнковая зерновка Euspermophagus sericeus Geoff. (Spermophagus cisit F.).
Жуки размером от 1,2 до 3,2 мм. Тело почти округлое, черное, покрыто серыми волосками. Голова маленькая, вытянута в виде «клювика». Отличительной особенностью данного вида зерновок является то, что надкрылья не прикрывают нижний конец брюшка. У всех жуков -вредителей зерна (долгоносики, хрущаки, мукоеды, зерновой точильщик и др.) брюшко полностью скрыто надкрыльями.
Этот вид зерновок широко распространен в
центральных и южных регионах страны. Развивается в семенах вьюнка полевого (березка) Convolvulus arven-sis L., выедая их содержимое.
При уборке и обмолоте злаковых культур, засоренных вьюнком, семена вьюнка с вьюнковой зерновкой внутри в массе попадают с зерном в хранилища. Но опасности для сохранности зерновых запасов вьюнковая зерновка не представляет, так как не способна развиваться в зерне и повреждать его.
Наоборот, вьюнковая зерновка приносит пользу, так как истребляет семена сорняков: вьюнка полевого, нежника (солнцецвета) Helianthemum Mill. и некоторых других.
Не делайте ошибки - не проводите обеззараживание такого зерна, не расходуйте средства и силы впустую!
