РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ СЕМЕННОЙ ИНФЕКЦИИ СОИ В КРАСНОЯРСКОМ КРАЕ Текст научной статьи по специальности «Сельскохозяйственные науки»

УДК 579.64

DOI: 10.25680/S19948603.2024.141.19

РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ СЕМЕННОЙ ИНФЕКЦИИ СОИ

В КРАСНОЯРСКОМ КРАЕ

С.В. Овсянкина1, к.б.н., С.В. Хижняк1, д.б.н., А.А. Чураков1, к.с.-х.н., П.А. Аболенцева1,

Ю.И. Серебренников2, к.с.-х.н., Е.А. Васильев1 1Красноярский государственный аграрный университет 660049, Красноярский край, г. Красноярск, пр-кт Мира, 90 2Уярский государственный сортоиспытательный участок - филиал Госсорткомиссии по Красноярскому краю и Республике Хакасия

663020, Красноярский край, Емельяновский район, п. Емельяново, ул. Спортивная, 5 e-mail:[email protected]

Изучена распространённость семенной инфекции в 30 образцах семян сои, относящихся к 19 сортам, полученным в трех районах (Сухобузимский, Емельяновский и Дзержинский) Красноярского края; урожай 2023 г. Средняя по образцам распространённость семенной инфекции составила 46,1%. Распространённость инфекции в разных образцах статистически значимо (p<0,001 по тесту X2) различалась, варьируя от 19,5% (сорт СибНИИК 315, Еме-льяновский район) до 88,5% (сорт Заряница, Дзержинский район). Распространённость инфекции семян одного и того же сорта, имеющего разное географическое происхождение, статистически значимо (p<0,001) различалась. В целом по изученным образцам именно происхождение семян оказало основное и в высокой степени статистически значимое (p<0,001) влияние на распространённость семенной инфекции. Максимальная распространённость (78,4%) отмечена в Дзержинском районе, минимальная (34,3%) в Емельяновском. Возбудители грибных инфекций были представлены грибами р.р. Alternaria и Fusarium, а также вызывающими плесневение семян представителями р.р. Penicillium и Aspergillus. Бактериальные инфекции представлены возбудителями растрескивания, полного ослизнения и гниения семян. В целом по набору образцов в составе семенных инфекций превалировали бактериальные инфекции (81,1%). Состав патокомплекса в разных образцах статистически значимо (p<0,001 по тесту X2) различался. Эти различия связаны не с генотипом, а с географическим происхождением семян. Дискриминантный анализ показал, что наиболее значимыми с точки зрения различия образцов из разных районов являются распространённость бактериозов гниения, растрескивания и ослизнения, а также грибов р. Alternaria. Корреляционный анализ показал, что энергия прорастания и всхожесть семян в изученных образцах отрицательно коррелируют с общей распространённостью инфекции, распространённостью плесневых грибов р.р. Penicillium и Aspergillus, а также с бактериозами, вызывающими гниение и ослизнение семян.

Ключевые слова: соя, инфекция семян, грибные болезни, бактериальные болезни, Красноярский край.

Для цитирования: Овсянкина С.В., Хижняк С.В., Чураков А.А., Аболенцева П.А., Серебренников Ю.И., Васильев Е.А. Распространенность семенной инфекции сои в Красноярском крае// Плодородие. - 2024. - №6. - С. 84-88. DOI: 10.25680/S19948603.2024.141.19.

Соя - наиболее перспективная и экономически выгодная культура в мире [1, 2]. В России в последние годы ее выращивают во всех федеральных округах [2]. До 2017 г. сою в Красноярском крае возделывали эпизодически, площади посевов составляли 0,01-0,89 тыс. га [3]. С 2017 г. наблюдается рост площадей, возрастает интерес к этой культуре. По данным ФГБУ «Россельхозцентр», в Красноярском крае площади посевов сои в 2017 г. составляли 2,14 тыс. га, в 2021 г. - 8,3, в 2022 г. - 14 тыс. га.

Как известно посевы сои ежегодно поражаются вредными организмами, что влияет на снижение урожая и качества получаемой продукции [4, 5]. Семенная инфекция является особо вредоносной, так как в семенах сохраняется возбудитель и происходит заражение молодых растений и посевов в целом [3]. С семенами передается до 60% болезней растений. Заражение семян происходит в любой период вегетации, а также во время уборки, обмолота и хранения [7].

Важнейшее значение имеют болезни сои грибной этиологии, такие как, аскохитоз (Ascochyta phaseolorum), пероноспороз (Peronospora manshurica), септориоз (Septoria glycines), церкоспороз (Cercospora sojina), фу-зариоз (р.р. Fusarium), альтернариоз (р. Alternaria), антракноз (Colletotrichum truncatum), оливковая пятнистость (Phyllostieta sojaecola), склеротиниоз (Sclerotinia

sclerotiorum), а также корневые гнили сложной этиологии [9, 10]. Данные инфекции вызывают листостебельные и корневые поражения. Наиболее распространенными возбудителями бактериозов сои являются Xanthomonas phaseoli и Pseudomonas glycinea, которые вызывают пустульную или ржаво-бурую и угловатую пятнистости [9, 11, 12].

Информации о распространенности возбудителей болезней в Красноярском крае крайне мало или она практически отсутствует. В связи с этим, актуальность исследований весьма значима.

Цель настоящей работы - изучить распространенность и состав семенной инфекции сои, выращенной в трех районах Красноярского края.

Методика. Объектом исследования были семена сои урожая 2023 г. следующих сортов: Сибириада, Апис, Заряница, Ласточка, Сентябринка, Сибириада 20, Сиб-НИИК 315, Топаз, Тэрция, Унга, Эос, 75 лет Победы полученные в посевах в Уярском ГСУ в Емельяновском районе; Сентябинка, Заряница, Тэрция, Эос, 75 лет Победы, Сибириада, Сибирячка, Золотистая, СибНИИК 315 и перспективные линии Ж-22, Ж-87, Д-47, р-30/19, Д-44, полученные на опытном поле УНПК «Борский» Сухобузимского района ФГБОУ ВО «Красноярский ГАУ», и семена сои Сибирячка, СибНИИК 315,

ПлоДороДие №6^2024

84

Заряница, 75 лет Победы, выращенные в Дзержинском районе.

Фитоэкспертизу семян определяли методом влажных камер в соответствии с ГОСТом 12044-93 «Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения зараженности болезнями». Энергию прорастания и всхожесть семян определяли в соответствии с ГОСТом 12038-84 "Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести".

Проращивали семена при температуре +25°С. Учет возбудителей проводили на 7-е сут с использованием светопольной микроскопии, идентифицировали на основе их культурально-морфологических свойств.

Для проверки статистической значимости различий между образцами семян по энергии прорастания, всхожести и распространённости инфекций использовали тест х2. Для сравнения образцов из разных регионов по набору показателей проводили дискриминантный анализ с пошаговым методом Forward stepwise. Для проверки связи всхожести и энергии прорастания с распространённостью семенных инфекций применяли корреляционный и регрессионный анализы. В качестве программного обеспечения использовали пакет StatSoft STATISTICA 8.0 и Пакет анализа MS EXEL.

Результаты и их обсуждение. Средняя по образцам распространённость семенной инфекции составила

46,1%. При этом распространённость инфекции в разных образцах статистически значимо (p<0,001 по тесту х2) различалась, варьируя от 19,5% (сорт СибНИИК 315, Емель-яновский район) до 88,5% (сорт Заряница, Дзержинский район). Распространённость инфекции семян одного и того же сорта, имеющих разное происхождение, статистически значимо (p<0,001) различалась (табл. 1).

В целом по изученным образцам именно происхождение семян оказало основное и в высокой степени статистически значимое (p<0,001) влияние на распространённость семенной инфекции. Максимальная распространённость (78,4%) отмечена в Дзержинском районе, минимальная (34,3%) - в Емельяновском районе, Сухобузим-ский район занимал прмежуточное положение (47,1 %).

Кроме того, в Сухобузимском и Емельяновском районах выявлено статистически значимое (p<0,001 по тесту х2) влияние генотипа на распространённость семенной инфекции. В Сухобузимском районе максимальная распространённость отмеченная у сорта 75 лет Победы, минимальная - у сорта Ж-87. В Емельяновском районе максимальная распространённость отмечена у сорта Ласточка, минимальная - у сорта СибНИИК 315 (см. табл. 1). В Дзержинском районе статистически значимых различий между сортами по распространённости семенной инфекции не выявлено.

1. Распространённость семенной инфекции, энергия прорастания и всхожесть семян в изученных образцах сои

Сорт Район происхожде- ния семян Распространённость инфекции Энергия прорастания Всхожесть

%

7 5 лет Победы Сухобузимский 81 93 91

75 лет Победы Емельяновский 38 86 93,5

7 5 лет Победы Дзержинский 68,5 78,5 86

Апис Емельяновский 44,5 70,5 84

Д-41 Сухобузимский 29 79,5 91

Д-44 Сухобузимский 26 92 93,5

Ж-22 Сухобузимский 29,5 90 93,5

Ж-87 Сухобузимский 24,5 87,5 93

Заряница Сухобузимский 46 62,2 89,3

Заряница Емельяновский 25 69 93

Заряница Дзержинский 88,5 26,5 67

Золотистая Сухобузимский 55,5 98 96,5

Ласточка Емельяновский 55,5 68,5 80,5

р-30/19 Сухобузимский 33 90 95

Сентябринка Сухобузимский 45 88 82,5

Сентябринка Емельяновский 23,5 86 92,5

Сибириада Сухобузимский 53 95 90

Сибириада Емельяновский 31 91,5 97

Сибириада 20 Емельяновский 29 69 92

Сибирячка Сухобузимский 46,5 89,5 94

Сибирячка Дзержинский 85 49 61

СибНИИК 315 Сухобузимский 51 95 96,5

СибНИИК 315 Емельяновский 19,5 95 97

СибНИИК 315 Дзержинский 71,5 61 87,5

Топаз Емельяновский 47,5 84 90,5

Тэрция Сухобузимский 64 73,5 88,5

Тэрция Емельяновский 38 73 96

Унга Емельяновский 28,5 59,5 77

Эос Сухобузимский 75,5 80 88,5

Эос Емельяновский 31 84 96

Тем не менее, анализ распространённости семенной инфекции у различных генотипов в разных районах показывает, что определяющим фактором является не генотип, а район происхождения семян. Так, например, распространённость семенной инфекции у сорта 75 лет Победы в Сухобузимском районе была в 1,72 раза выше среднего для данного района значения. В то же время в Дзержинском районе у того же сорта распространённость семенной инфекции в 1,15 раз ниже среднего для

ПлоДороДие №6^2024

данного района значения. Сходная картина наблюдается и для двух других сортов, которые возделывали одновременно в трёх районах (рис. 1).

В целом по набору образцов в составе семенных инфекций превалировали бактериальные (81,1%), грибные инфекции существенно уступали (18,9%).

85

Рис. 1. Отношение распространённости семенной инфекции у разных генотипов сои к среднему значению этого показателя в зависимости от района

Соотношение возбудителей грибных и бактериальных инфекций в разных районах статистически значимо (p<0,001 по тесту х2) различалось. Так, максимальная доля бактериальных инфекций в инфицированных семенах наблюдалась в Сухобузимском районе, минимальная - в Емельяновском районе (рис. 2).

Рис. 2. Соотношение грибных и бактериальных инфекций среди возбудителей семенной инфекции в разных районах в среднем по изученным образцам

Бактериальные инфекции были представлены возбудителями растрескивания, полного ослизнения и гниения семян. Возбудителями грибных инфекций были грибы р.р. Alternaria и Fusarium, а также вызывающие плесневение семян представители р.р. Penicillium и Aspergillus (рис. 3-5).

Рис. 3. Симптомы развития бактериальной инфекции сои сорта 75 лет Победы:

А - растрескивание семени: 1 - здоровые семена; 2 - слабое развитие болезни; 3 - среднее; 4,5 - сильное и очень сильное; Б - полное ослизнение семени

Рис. 4. Семена сои, пораженные грибами р. Fusarium (А), р. Alternaria (Б) и р. Aspergillus (В)

86

ПлоДороДие №6^2024

Б

Рис. 5. Состав патокомплекса семян: А - слева - в целом по изученным образцам, справа - в Сухобузимском районе в среднем по образцам; Б - слева - в Емельяновском районе; справа - в Дзержинском районе в среднем по образцам

При этом состав патокомплекса в разных образцах статистически значимо (p<0,001 по тесту х2) различался, что связано с происхождением семян.

Дискриминантный анализ показал, что наиболее значимы с точки зрения различия образцов из разных районов распространённость бактериозов гниения, растрескивания и ослизнения, а также грибов р. Alternaria. При использовании данных показателей статистическая значимость различий между образцами из разных районов составляет от p<0,01 до p<0,001 (табл. 2).

2. Статистическая значимость различий (p) между образцами из разных районов по распространённости бактериозов гниения, растрескивания и ослизнения, а также грибов р. Alternana

Район Сухобузим- ский Емельяновский Дзержинский

Сухобузимский 0,003441 0,000046

Емельяновский 0,003441 0,00009

Дзержинский 0,000046 0,00009 -

-1

-2

0

1

3

2

-3

Сухобузимский район

Емельяновский район

Дзержинский район

Рис. 6. Проекция образцов семян из разных районов по распространённости бактериозов гниения, растрескивания и ослизнения, а также грибов р. Alternaria на первые две канонические переменные (каждая точка соответствует отдельному образцу)

Root 1 vs. Root 2

о

о о с L

о о

0 □ □ о □ о □

□ D □ □

□

При этом образцы из Сухобузимского и Емельянов-ского районов имеют более высокое сходство между собой, чем с образцами из Дзержинского района (табл. 3, рис. 6).

3. Квадраты расстояния Махаланобиса между группами образцов из разных районов по результатам дискриминантного анализа

Район Сухобузим-ский Емельяновский Дзержинский

Сухобузим-ский 3,66753 15,20027

Емельяновский 3,66753 14,34336

Дзержинский 15,20027 14,34336 -

Известно, что заражённость семян фитопатогенами может влиять на их посевные качества. В связи с разным уровнем распространённости семенных инфекций в исследованных образцах следовало ожидать различий в энергии прорастания и всхожести. Действительно, изученные образцы семян статистически значимо (p<0,001 по тесту х2) различались как по энергии прорастания, так и по всхожести (см. табл. 1). Так, энергия прорастания варьировала от 26,5% (сорт Заряница, Дзержинский район) до 98% (сорт Золотистая, Сухобузимский район). Всхожесть варьировала от 61% (сорт Сибирячка, Дзержинский район) до 97% (сорта Сибириада и СибНИИК 315, Емельяновский район). В отдельных случаях всхожесть оказалась меньше энергии прорастания. Это связано с тем, что к моменту определения всхожести проростки погибли из-за бактериоза.

Корреляционный анализ показал, что энергия прорастания и всхожесть семян в изученных образцах отрицательно коррелируют с общей распространённостью инфекции, распространённостью плесневых грибов р.р. Penicillium и Aspergillus, а также с бактериозами, вызывающими гниение и ослизнение семян (табл. 4).

4. Корреляционные связи энергии прорастания и всхожести семян исследованных образцов с распространённостью семенных инфекций; статистически значимые (p<0,05)

Показатель Энергия прорастания, % Всхожесть, %

Инфицированные семена, % -0,440 -0,596

Грибы, %: р. Alternaria -0,014 0,237

р. Fusarium 0,117 0,217

р. Penicillium -0,597 -0,437

р. Aspergillus -0,625 -0,538

Бактериоз, %: растрескивание 0,245 0,094

полное ослизнение -0,641 -0,890

гниение -0,684 -0,617

*Коэффициенты корреляции выделены жирным шрифтом.

Наибольшее отрицательное влияние на всхожесть оказал бактериоз, вызывающий полное ослизнение. При этом связь между всхожестью и распространённостью бактериоза описывается линейным уравнением с коэффициентом детерминации R2=0,7923 (рис. 6). На втором месте по негативному эффекту на всхожесть находится бактериоз, вызывающий гниение. Применение множественного регрессионного анализа с включением в качестве независимых переменных распространённости всех выявленных возбудителей не привело к сколько-нибудь

ПлоДороДие №6^2024

87

заметному повышению коэффициента детерминации. Таким образом, можно констатировать, что на всхожесть семян изучаемых образцов основное влияние оказывает именно распространённость бактериоза, вызывающего ослизнение.

Рис. 6. Влияние распространённости бактериоза, вызывающего полное ослизнение, на всхожесть семян в исследуемом образце (каждый квадратик соответствует отдельному образцу семян)

Заключение. На основе изучения распространённости семенной инфекции в 30 образцах семян сои, относящихся к 19 сортам, полученным в трех районах Красноярского края (Сухобузимский, Емельяновский и Дзержинский, урожай 2023 г.) установлено, что средняя по образцам распространённость семенной инфекции составила 46,1%, статистически значимо (p<0,001 по тесту Х2) варьируя от 19,5% (сорт СибНИИК 315, Емельянов-ский район) до 88,5% (сорт Заряница, Дзержинский район). В целом по изученным образцам именно географическое происхождение семян оказало основное и в высокой степени статистически значимое (p<0,001) влияние на распространённость семенной инфекции. Максимальная распространённость (78,4%) отмечена в Дзержинском районе, минимальная (34,3%) в Емельянов-ском. Возбудители грибных инфекций были представлены грибами р.р. Alternaria и Fusarium, а также вызывающими плесневение семян представителями р.р. Penicillium и Aspergillus. Бактериальные инфекции представлены возбудителями растрескивания, полного ослизнения и гниения семян. В целом по набору образцов в составе семенных инфекций преобладали бактериальные инфекции (81,1%).

Состав патокомплекса в разных образцах статистически значимо (p<0,001 по тесту х2) различался. Это было

связано не с генотипом, а с географическим происхождением семян. Дискриминантный анализ показал, что наиболее значимыми с точки зрения различия образцов из разных районов являются распространённость бактериозов гниения, растрескивания и ослизнения, а также грибов р. Alternaria. Корреляционный анализ выявил, что энергия прорастания и всхожесть семян в изученных образцах отрицательно коррелируют с общей распространённостью инфекции, распространённостью плесневых грибов р.р. Penicillium и Aspergillus, а также с бактериозами, вызывающими гниение и ослизнение семян. Наибольшее негативное влияние на энергию прорастания и всхожесть оказали возбудители бактериоза, вызывающие ослизнение семян. В этой связи производителям сои следует обратить внимание на борьбу не только с грибными болезнями, но и с бактериозами.

Литература

1. Karlekar A., Seal A. SoyNet: Soybean leaf diseases classification // Computers and Electronics in Agriculture. - 2020. - Т. 172. - С. 105342.

2. Панарина В. И. Соя в России: современное положение на рынке // В сборнике: Актуальные вопросы биологии, селекции, технологии возделывания и переработки сельскохозяйственных культур, 2021. - С. 287-291.

3. Чураков А. А. Направления селекции сои в Красноярском крае / А. А. Чураков // Второй Международный форум «Зернобобовые культуры, развивающееся направление в России», Омск, 17-20 июля 2018 года / ФГБОУ ВО Омский ГАУ. - Омск: ООО "Полиграфический центр КАН", 2018.

4. БуДарина Г. А. Обоснование защиты сои от семенной и почвенной инфекции в условиях севера ЦЧО // Зернобобовые и крупяные культуры. - 2021. - №. 4 (40). - С. 24-31.

5. Полухин А. А., Сироткина Е. Н. К вопросу защиты сои от семенной инфекции // Агроэкологические аспекты устойчивого развития АПК. -2022. - С. 91-96.

6. БуДарина Г. А. Проблемы и пути решения защиты сои и нута от семенной инфекции // Зернобобовые и крупяные культуры. - 2020. - №. 4 (36). - С. 86-92.

7. Выборова Т. А., Безмутко С. В. Фитосанитарное обследование сои в Приморском крае //Дальневосточный аграрный вестник. - 2021. - №. 4 (60). - С. 32-39.

8. Курилова Д. А. Лабораторная оценка эффективности фунгицидов против семенной инфекции сои // Масличные культуры. - 2021. - №. 2 (186). - С. 81-87.

9. Заостровных В. И., КаДуров А. А., Дубовицкая Л. К., Рязанова, О. А. Мониторинг видового состава болезней сои в различных зонах соесеяния // Дальневосточный аграрный вестник. - 2018. - №4 (48). - С. 51-67.

10. Кашеваров Н.И., Солошенко В.А., Васякин Н.И., Лях А.А.Соя в Западной Сибири / РАСХН. Сиб. отд-ние. СибНИИ кормов. - Новосибирск: Юпитер, 2004. - 256 с.

11. Тишкова А. Г. Золотарева Е.В. Болезни и вредители сои в Хабаровском крае // Защита и карантин растений. - 2017. - № 5. - С. 27-28.

12. Казанцева Е. В., Ашмарина Л. Ф. Распространенность болезней сои в северной лесостепи Приобья // Вестник НГАУ (Новосибирский государственный аграрный университет). - 2016. - №. 3. - С. 27-31.

PREVALENCE OF SOYBEAN SEED INFECTION IN THE KRASNOYARSK REGION

S.V. Ovsyankina1, S.V. Khizhnyak2, A.A. Churakov3, P.A. Abolentseva4, Yu.I. Serebrennikov5, E.A. Vasiliev6

1,2,3,4,6 Krasnoyarsk State Agrarian University, Krasnoyarsk, 660049, Krasnoyarsk region, Krasnoyarsk, Mira Avenue, 90

5 Uyarsky state variety testing site - branch of the State Variety Commission for the Krasnoyarsk Territory and the Republic of Khakassia, 663020, Krasnoyarsk region, Emelyanovsky district, Emelyanovo village, st. Sports, 5, e-mail:[email protected]

The incidence of seed infection was studied in 30 samples of soybean seeds (Glycine max), belonging to 19 varieties obtained in 3 districts of the Krasnoyarsk Territory (Sukhobuzimsky, Emelyanovsky and Dzerzhinsky, harvest 2023). The average incidence of seed infection across samples was 46.1%. The incidence of infection in different samples varied statistically significantly (p<0.001 by x2 test), ranging from 19.5% (variety SibNIIK-315, Emelyanovsky district) to 88.5% (variety Zaryanitsa, Dzerzhinsky district). The incidence of infection in seeds of the same variety having different geographical origins differed statistically significantly (p<0.001). In general, for the studied samples, it was the origin of the seeds that had the main and highly statistically significant (p<0.001) effect on the incidence of seed infection. The maximum incidence (78.4%) was observed in the Dzerzhinsky district, the minimum (34.3%) in the Emelyanovsky district. The causative agents of fungal infections were represented by genera Alternaria and Fusarium, as well as representatives of the genera Penicillium and Aspergillus that cause molding of seeds. Bacterial infections were represented by pathogens causing cracking, complete mucus and rotting of seeds. In general, in the set of samples, bacterial infections prevailed among seed infections (81.1%). The composition of the pathocomplex in different samples differed statistically significantly (p<0.001 by %2 test). These differences were not related to the genotype, but to the geographic origin of the seeds. Discriminant analysis showed that the most significant in terms ofdifferences between samples from different regions are the incidence of bacterial diseases of rotting, cracking and mucus, as well as fungi of the genus Alternaria. Correlation analysis showed that germination energy and seed germination in the studied samples negatively correlate with the overall incidence of infection, the incidence of mold fungi of genera Penicillium and Aspergillus, as well as with bacterioses that cause rotting and mucilage of seeds.

88

ПлоДороДие №6^2024