CC BY
34
B. Т. Пивень,
доктор сельскохозяйственных наук
О. А.Сердюк,
научный сотрудник
C. Л. Горлов,
кандидат сельскохозяйственных наук
В. С. Трубина,
научный сотрудник ГНУ ВНИИ масличных культур
ВРЕДОНОСНОСТЬ ГРИБОВ РОДАЛЬТЕШАШЛ НА ЯРОВОЙ ГОРЧИЦЕ САРЕПТСКОЙ
УДК 632.9:633.853.483
На горчице сарептской встречается множество болезней различной этиологии - грибные (перонос-пороз, белая ржавчина, мучнистая роса, белая и серая гнили, фомоз, альтернариоз, фузариоз), бактериальные (сосудистый бактериоз), вирусные (черная пятнистость, мозаика). Наиболее распространенным и вредоносным заболеванием является альтернариоз, вызываемый грибами рода ЛШтапа.
Вредоносность грибных болезней растений зависит от многих факторов - метеорологических условий, агротехнических приемов выращивания, от патогенности возбудителя болезни. Для определения величины возможного ущерба от болезней, вызывающих пятнистости, к которым относится альтернариоз, необходимо учитывать фазы развития растений, во время которых происходит появление, нарастание инфекции и ее максимальное развитие.
Целью исследований явилось изучение влияния альтернариоза на посевные качества семян, элементы структуры урожая, биохимический состав масла семян горчицы сарептской в зависимости от фазы, в которую были поражены растения. Основные исследования проводились на сорте Росинка.
Экспериментальные данные свидетельствуют, что первые признаки поражения горчицы альтерна-риозом отмечаются уже в третьей декаде мая (фаза бутонизации-начало цветения). В этом случае споры возбудителя болезни могут попасть в завязь цветка. В результате формируется уродливый стручок величиной 3 -4 мм, в котором иногда отмечается наличие одного неразвитого семени.
Исследованиями предусматривалось определение зависимости вредоносности альтернариоза на горчице от времени появления первых симптомов болезни на растениях. Учетные растения, пораженные в разные фазы вегетации, убирали одновременно, анализировали интенсивность поражения стручков альтернариозом, используя балльную шкалу:
0 - здоровый стручок;
1 балл - поражено до 25 % поверхности стручка;
2 балла - поражено 26-50 % поверхности стручка;
3 балла - поражено 51-75 % поверхности стручка;
4 балла - поражено 76-100 % поверхности стручка.
Установлено, что потери урожая горчицы различны в зависимости от времени появления симптомов болезни на растениях (рис. 1).
бутонизация цветение зелёный жёпто-стручок зелёный стручок
2004 год а2005 год 2006 год И2007 год
Рисунок 1 - Вредоносность альтернариоза в зависимости от фазы вегетации горчицы сарептской в момент поражения растений, ВНИИМК, 2004-2007 гг.
Первые признаки альтернариоза на растениях горчицы отмечены: в 2004, 2006 гг. - в фазе бутонизации, в 2005 г. в виду засушливых погодных условий - в фазе цветения, в 2007 г. в сложившихся неблагоприятных для развития возбудителя условиях окружающей среды - в фазе зеленого стручка.
Наименьшие потери урожая в 2004, 2006 гг. отмечены при появлении симптомов альтернариоза в фазе бутонизации: 35,2; 34,5 % соответственно, в 2005 г. - в фазе зеленого стручка (20,2 %), в 2007 г. - в фазе зеленого стручка (24,2 %).
Наибольшие потери урожая в годы исследований отмечены при проявлении симптомов альтер-нариоза в фазе желто-зеленого стручка: 56,8; 34,9; 56,8; 29,9 % соответственно. Это свидетельствует о том, что физиологически зрелые ткани растения в меньшей степени сопротивляются болезням, чем молодые.
Исследованиями установлено влияние поражения горчицы сарептской альтернариозом в разные фазы вегетации растений на элементы структуры урожая и посевные качества семян (табл. 1).
Таблица 1 - Влияние поражения горчицы сарептской альтернариозом в разные фазы вегетации растений на элементы структуры урожая и посевные качества семян
ВНИИМК, 2004-2007 гг.
Фаза вегетации растений в момент поражения Масса семян с растения, г Масса 1000 семян, г Энергия прорас- тания, % Всхо- жесть, %
Бутонизация 14,4 3,0 88 84
Цветение 12,1 3,0 88 76
Зеленый стручок 12,8 3,5 86 78
Желто-зеленый стручок 8,6 2,9 86 71
Контроль (здоровое растение) 16,7 3,9 89 91
НСР05
2,9
1,9
3
4
заражение патогеном проростков, что нежелательно для их полноценного развития. Некрозы, в первую очередь, отмечаются на семенной оболочке, и через некоторое время инфекционное начало патогена переходит на семядольные листья. Увеличиваясь в размерах и количестве, некрозы могут привести к отмиранию семядолей и, как следствие - гибели проростка. При проникновении инфекционного начала грибов рода ЛЫетапа в зародыш семени при его прорастании, в некоторых случаях кроме семядолей патогенами поражался и центральный корень проростка, вследствие чего происходило его отмирание. На корне образовывалась перетяжка темно -коричневого, почти черного цвета. В зависимости от ее местонахождения сгнивала меньшая или большая часть главного корня проростка. Дополнительные боковые корешки не образовывались, вследствие чего также происходила гибель проростка (рис. 2).
При поражении горчицы сарептской в течение вегетации повышается негативное влияние альтер-нариоза на элементы структуры урожая и посевные качества семян, которые существенно уменьшаются по сравнению с контролем в фазе желто-зеленого стручка. Масса 1000 семян составила 2,9 г. Это ведет к существенному снижению урожая с одного растения - 8,6 г. При этом энергия прорастания и всхожесть семян снижаются на З и 20 % соответственно.
Выявлено, что на всхожесть семенного материала горчицы сарептской также влияет количество пораженных альтернариозом семян в образце (табл. 2).
Таблица 2 - Влияние количества пораженных альтернариозом семян горчицы сарептской на их всхожесть
ВНИИМК, 2005-2007 гг.
Количество пораженных семян в образце, % Всхожесть, %
лабораторная полевая
2005 г. 2006 г. 2007 г. среднее 2005 г. 2006 г. 2007 г. сред- нее
25 81 90 92 88 70 76 74 73
50 60 62 67 63 54 50 60 57
75 40 41 44 42 35 37 40 37
100 21 25 23 23 10 23 20 18
Контроль (здоровые семена) 88 96 97 94 82 87 80 83
НСР05
3
5
4
4
4
6
3
Таким образом, пораженные альтернариозом семена горчицы не всегда теряют всхожесть. Однако в процессе прорастания таких семян происходит
б
Рисунок 2 - Некрозы, вызванные грибами рода Аїґвгпагіа: (ориг.)
а) на семядольных листьях проростков горчицы,
б) на главных корнях проростков
С целью определения разницы в поражаемости альтернариозом разных сортов горчицы была про-
5
проведена фитоэкспертиза образцов семян сортов Росинка, Ракета и Славянка (табл. 3).
Таблица 3 - Фитоэкспертиза средних образцов семян горчицы на выявление альтернариоза
ВНИИМК, 2004-2006 гг.
Сорт Г од исследования Поражено семян, %
Росинка 2004 46,6 + 2,2
2005 36,8 + 1,9
2006 41,0 + 2,0
Среднее за 3 года 41,5
Ракета 2004 47,0 + 1,7
2005 41,0 + 1,9
2006 42,0 + 1,9
Среднее за 3 года 43,3
Славянка 2004 45,6 + 2,0
2005 45,0 + 1,9
2006 48,0 + 1,7
Среднее за 3 года 46,2
Выявлено, что у сорта горчицы Славянка пора-женность семян альтернариозом незначительно выше, чем у других сортов (в среднем на 2,9-8,1 %).
Для решения вопроса - являются ли внешне здоровые проростки носителями инфекционного начала альтернариоза, их исследовали в лабораторных условиях. Проростки промывали в воде, помещали в стаканы с дистиллированной водой для нарушения симбиотических взаимоотношений с возбудителем болезни и оставляли расти при комнатной температуре на свету. Отсутствие минерального питания вынуждает патогенов, развивающихся в скрытой форме, добывать минеральное питание для своего дальнейшего развития из тканей растения-хозяина с помощью своей ферментативной системы. Для исключения развития бактериоза дистиллированную воду в сосудах меняли каждые 2 дня. На 7-й день были отмечены первые некрозы на гипокотилях проростков (табл.
4).
Таблица 4 - Проявление скрытого инфицирования
грибами рода Alternaria на внешне здоровых проростках горчицы (экспозиция 10 дней)
______________________ВНИИМК, 2004-2006 гг.
Сорт Г од исследования Поражено проростков, %
Росинка 2004 20,0 + 1,2
2005 12,2 + 1,6
2006 18,0 + 1,0
Среднее за 3 года 16,7
Ракета 2004 15,8 + 0,8
2005 18,0 + 1,0
2006 12,1 + 1,0
Среднее за 3 года 15,3
Славянка 2004 17,0 + 1,6
2005 15,0 + 1,3
2006 20,0 + 1,3
Среднее за 3 года 17,3
Исследованиями выявлено отсутствие различия между сортами горчицы сарептской в проявлении скрытого инфицирования грибами рода Alternaria, которое составило в среднем по годам 15-17 %.
На наличие скрытого течения болезни указывают обнаруженные на гипокотилях проростков горчицы сарептской темные некрозы в виде продольных штрихов (рис. 3).
Рисунок 3 - Проростки горчицы сарептской с симптомами скрытого течения альтернариоза (ориг.)
а - здоровый; б - пораженные
Микроскопирование срезов тканей в области некрозов показало наличие инфекционного начала аль-тернариоза в виде межклеточного распространения гифов патогенов. В местах некрозов образовывались перетяжки и проростки погибали.
Проникновение и развитие грибов внутри семени вызывает нарушение физиологических процессов, изменение их анатомо-морфологической структуры, что определяет характер вредоносности болезней. Развитие грибов в области зародыша семени приводит к ослаблению жизненных функций последнего или полной их потере.
Установлено, что возбудитель альтернариоза способен поражать все части семени, локализуясь в виде мицелия и спор на его поверхности и внутри. Семенную оболочку грибы рода Alternaria поражают значительно чаще, чем зародыш.
При микроскопировании срезов тканей семян в области некрозов выявлено наличие инфекционного начала болезни в виде межклеточного распространения гифов патогенов при поражении стручков в фазе зеленого стручка. В этом случае гифы гриба не проникают дальше семенной оболочки или находятся в области зародыша межклеточно, не оказывая влияния на внутреннее содержимое клеток.
При поражении стручков горчицы грибом A. brassicicola в фазе желто-зеленого стручка гифы патогена проникают в область зародыша семени и в
сам зародыш, разрушая клеточные стенки его тканей (рис. 4).
Чем ближе к созреванию семян произошло заражение растения, тем больше оно влияет на нару-
Рисунок 4 - Проникновение гиф гриба Alternaria brassicicola (Schw.) Wilts.
в ткани семени горчицы сарептской при поражении растений в разные фазы (ориг.): 1) зеленый стручок; 2) желто-зеленый стручок.
Слои оболочки семени горчицы:
а - эпидермальный, б - паренхимный, в - склеренхимный, г - пигментный, д - белковый (ядро семени).
Изучено влияние альтернариоза на биохимический состав масла семян горчицы сарептской, полученных с растений, пораженных болезнью в разные фазы вегетации (табл. 5).
Таблица 5 - Биохимические показатели масла
семян горчицы с растений, пораженных в разные фазы вегетации
ВНИИМК, 2004-2006 гг.
Фаза вегетации растений в момент поражения Маслич- ность, % Эфи- ромас- лич- ность, % Насы- щен- ные кис- лоты, % Моно- ненасы- щенные кислоты, % Поли- ненасы- щенные кислоты, %
Бутонизация 43,1 0,75 4,8 48,6 46,5
Цветение 41,5 0,78 4,9 46,1 49,0
Зеленый стручок 40,5 0,81 5,0 43,7 51,3
Желто- зеленый стручок 39,6 0,84 5,1 41,2 53,6
Контроль (здоровые растения) 43,2 0,77 4,1 51,0 44,8
НСР0;
1,9
0,03 0,9
1,6
1,4
шение биосинтеза веществ в семенах. Масличность и содержание мононенасыщенных кислот существенно уменьшаются по сравнению с контролем и достигают минимальных значений при поражении растений горчицы альтернариозом в фазе желтозеленого стручка (39,6 и 41,2 % соответственно).
Содержание полиненасыщенных кислот в масле семян с растений, инфицированных в этой фазе, достоверно выше контроля (на 8,8%), обусловливая низкое качество такого масла. Эфиромасличность повышается на 0,01-0,07 %. Следовательно, альтер-нариоз наносит серьезный вред структурным показателям урожая горчицы и посевным качествам семян, глубоко проникая в их ткани и разрушая клеточные стенки. При этом его максимальная вредоносность отмечается при поражении растений горчицы в фазе желто-зеленого стручка, когда создаются оптимальные погодные условия для интенсивного развития возбудителей болезни в сочетании с тем фактом, что физиологически зрелые ткани в меньшей степени сопротивляются болезни, чем молодые.
