CC BY
360
Зависимость вредоносности гриба В1ро!апв вогокШапа от технологии подготовки пара при выращивании яровой пшеницы
В.В. Каракулев, д.с.-х.н., профессор, А.П. Глинушкин, к.б.н., А.А. Соловых, к.б.н., В.С. Лукъянцев, соискатель, Оренбургский ГАУ
Среди биотических стрессовых факторов, влияющих на функционирование корневой и прикорневой частей растений, особое место занимают корневые и прикорневые гнили. Их особенность заключается в том, что инфекция носит комплексный характер. При этом в качестве источников инфекции выступают почва и семена. Не случайно корневые гнили часто называют почвенно-семенными инфекциями, причинами распространения которых стали упрощение агротехники возделывания сельскохозяйственных культур, низкая устойчивость сортов, снижение внимания к протравливанию семян [1].
В Оренбургской области, по данным ФГУ «Россельхозцентр», основным возбудителем корневой гнили пшеницы является гриб Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoemaker, фактически 100% посевов яровой пшеницы поражены корневой гнилью.
Болезнь по экологической (эпифитотиоло-гической) классификации относится к группе почвенных, подгруппе почвенно-воздушно (сосудисто)-семенных инфекций [2].
Bipolaris sorokiniana относится к анаморф-ным грибам, классу и порядку с одноимённым названием Hyphomycetes (гифомицеты), семейству Dematiaсеaе (демациевые), роду
Helminthosporium [3]. Bipolaris имеет тёмнокоричневый мицелий, развивающийся эндогенно. На поверхность поражённых органов выходят специальные образования — конидиеносцы, на вершинах которых развиваются крупные веретенообразные тёмно-оливковые конидии с 3—13 перегородками [4].
Спороношение гриба происходит на подземных и надземных органах растений, особенно на листьях (прикорневых, стеблевых) и стеблях.
В результате этого конидии выделяются в почву (больше всего в верхний слой — 0—5 см) и в приземное воздушное пространство. В течение одного вегетационного периода в почве под покровом яровой пшеницы популяция конидий Bipolaris sorokiniana увеличивается в 2—3 раза [4].
В ранневесенний период перезимовавший мицелий трогается в рост и образует конидии. Первичное заражение растений осуществляется внедрением мицелия и ростков прорастающих конидий в ткани корней и стеблей растения, где гриб развивает эндогенный мицелий. В условиях влажной погоды гриб на поверхности поражённых органов (на корневой части, на растительных остатках пшеницы и сорняков прошлых лет) развивает конидиальное спороношение в виде бархатистого налёта. Конидии гриба разносятся ветром, разбрызгиваются каплями дождя и могут заражать растения, колосья с формирующимся зерном.
Чем выше заселённость почв конидиями, тем интенсивнее развитие болезни. В случае по-
падания на листья и другие надземные органы конидии прорастают при наличии капельножидкой влаги и при относительной влажности воздуха 80%. Оптимальная температура для их прорастания 24—28°С, минимальная — 6, максимальная — 36°С. В почве конидии прорастают только при наличии корневых выделений растений или добавлении в неё стимуляторов (глюкозы, соевой муки, мелассы, витамина С и др.) [4].
Конидии и мицелий гриба легко переносят высокие и низкие (до -40°С) температуры, чередующееся промораживание и оттаивание, длительные анаэробные условия. Эти свойства гриба обеспечивают его широкое распространение в поясе возделывания яровых пшениц с резко континентальным климатом. Установлено, что конидии в почве сохраняют жизнеспособность до 5 лет, в то время как мицелий на растительных остатках довольно быстро вытесняется сапрофитными организмами. В конечном итоге длительность сохранения мицелия в растительных остатках находится в прямой зависимости от скорости их минерализации [5].
Гельминтоспориум активно развивается на ослабленных растениях, которые гриб заражает в период прорастания семян и развития всходов. Распространяясь вверх по стеблю, мицелий гриба достигает второго узла, но преимущественно локализуется в основании стебля и первом междоузлии. После отмирания растения мицелий патогена существует некоторое время сапрофитно на заражённых пожнивных остатках, на которых при достаточном увлажнении даёт обильное спороношение.
Патоген поражает пшеницу в течение всего периода вегетации, а осенью и весной споро-носит на стерне. Перезимовку гриб проходит в сапрофитном состоянии непосредственно в почве на стерневых растительных остатках злаковых культур.
Ситуация усугубляется характерным для Южного Урала дефицитом влаги (засухой) в ранневесенний и летний периоды. При этом оба типа стресса (абиотический, биотический) усиливают отрицательное действие друг на друга, совпадая с критическими этапами в формировании структуры элементов урожая — числа зёрен в колосе.
В засушливых условиях возрастают агрессивность и вредоносность корневых гнилей. Это сопровождается массовым сбросом (редукцией) колосков и цветков. Чем выше развитие заболеваний, тем выше редукция этих органов [2].
По данным многих учёных, степень развития корневых гнилей коррелирует с заселённостью почв доминирующим возбудителем — B. sorokiniana.
Очевидна важность оздоровления почв для снижения отрицательного влияния засухи и
корневых гнилей на формирование элементов структуры урожая зерновых культур. Эта проблема может быть решена в значительной мере путём введения фитосанитарных севооборотов [2].
Одним из эффективных способов повышения супрессивности почв является систематическое применение органических удобрений для стимуляции размножения антагонистической и сапротрофной микрофлоры, в результате чего выживаемость возбудителей в почве снижается. Чем выше доза навоза, тем ниже выживаемость патогенов [6].
Систематическое внесение измельчённой соломы в качестве удобрения выполняет такую же санитарную роль, как и зелёное удобрение. Дополнительное внесение антагонистов рода Trichoderma (в соотношении примерно 8:1 к плотности популяции патогена) способно в ряде случаев создать довольно устойчивые биоценозы.
Способы обработки почвы в системах земледелия существенно влияют на численность фитопатогенов, фитофагов, сорных растений и их вредоносность. За всю историю систем земледелия — от примитивных (залежной, переложной, подсечно-огневой, лесопольной) до более интенсивных (паропереложной, паровой, многопольно-травяной, плодопеременной, травопольной, пропашной) и современных (органической, почвозащитной, адаптивноландшафтной, интенсивной, точной, самовос-станавливающейся No-till и др.) — принципы фитосанитарии при их разработке не учитывались. Отсюда массовое развитие сорных растений, вредителей и болезней и, как результат, — широкомасштабное применение пестицидов. Одной из особенностей современных систем земледелия (No-till (NT), почвозащитной, адаптивноландшафтной) является сосредоточение повышенной численности вредных организмов в верхнем слое почвы, а следовательно, создание двух критических фитосанитарных периодов. Первый создаётся в период прорастания семян — всходов. Наибольшую опасность в это время представляют почвенные и наземно-воздушные вредные организмы, которые передаются через семена, почву и приурочены к поражению всходов.
Для снижения развития болезни важно разрабатывать долговременные системы мероприятий (фитосанитарные севообороты, фитосанитарные технологии), позволяющие снижать заселённость почв и семян ниже ПВ и повышать устойчивость растений к инфекции, особенно в период перехода от гетеротрофного к автотрофному питанию (первые шесть недель от прорастания семян) [7].
С целью более детального изучения влияния фитосанитарных технологий на развитие корневых гнилей в конкретных условиях оренбургского Зауралья и разработки практических
рекомендаций нами были проведены исследования в учебно-опытном хозяйстве Адамовского сельхозтехникума филиала Оренбургского ГАУ на посевах яровой твёрдой пшеницы Оренбургская 10, посеянной по чёрному пару: чистому и сидеральному, занятому овсом. Технология, общепринятая для восточной зоны: мелкое рыхление под пар осенью 2010 г.; весной 2011 г закрытие влаги; две мелкие культивации, посев овса (I декада июля), скашивание зелёной массы в начале сентября 2011 г., глубокое рыхление (30—35 см) в конце сентября, на механическом пару — 3 культивации, глубокое рыхление в конце сентября 2011 г.; весной 2012 г. — закрытие влаги, посев твёрдой пшеницы семенами, протравленными препаратом Дивиденд Стар (1 л/т), стерневыми сеялками «Омичка» в оптимальные сроки, с оптимальной нормой высева. Тип почвы — тёмно-каштановые, содержание гумуса — 3%.
Заселённость почвы конидиями возбудителя обыкновенной корневой гнили Bipolaris sorokiniana определяли методом флотации [2] и степени поражения растений корневыми гнилями (по методике ВИЗР, 1985).
Результаты фитосанитарного анализа почвы в предпосевной период представлены в таблице 1. В целом по вариантам заселённость почвы конидиями возбудителя корневой гнили была существенной и колебалась от 83 до 417 конидий в 1 г воздушно-сухой почвы. Экономический порог вредоносности заселённости почвы конидиями гельминтоспориозной корневой гнили составляет: 15—20 конидий в 1 г воздушно-сухой почвы (чернозём южный), 50—60
конидий в 1 г воздушно-сухой почвы (чернозём обыкновенный).
В первой пробе почвы с сидерального пара численность конидий в 1 г воздушно-сухой почвы составила 166 шт., во второй и третьей — 250 и 83 шт. соответственно. Среднее число конидий по сидеральному пару составило 166 шт. в 1 г воздушно-сухой почвы. В первой и второй пробах с механического пара численность конидий в 1 г воздушно-сухой почвы составила 250 шт., в третьей пробе — 417 шт. По механическому пару в среднем заселённость конидиями в 2 раза больше, чем по сидеральному пару, и составляет 305 шт. в 1 г воздушно-сухой почвы. Во время выявления и подсчёта числа конидий замечено, что в пробах почвы из сидерального пара 40% конидий были более светлые (без тёмной оболочки), в образцах с механического пара конидии имели тёмный цвет без видимых поперечных перегородок.
Механическое парование накопило к моменту уборки большее количество заразного начала фитопатогена Bipolaris sorokiniana. Распространённость и развитие корневой гнили было большим по механическому пару и составляла 97,3 и 46,3% соответственно. По сидеральному пару данные показатели были меньше и составили 91 и 41,3% соответственно. Между числом конидий в почве перед посевом обнаружена средняя корреляционная зависимость с распространённостью и развитием корневой гнили яровой пшеницы ^=0,57 и 0,69% соответственно). Анализ таблицы 2 показал, что по сидеральному пару количество здоровых растений в среднем в три раза больше по сравнению с механическим паром.
Неблагоприятные погодные условия лета 2012 г. отрицательно повлияли на урожайность, несмотря на соблюдение технологии подготовки полей. При анализе биологической урожайности было установлено, что она существенно не различается и составляет 10,1 ц/га по механическому пару и 10,2 ц/га по сидеральному пару. При практически одинаковой урожайности число колосьев по сидеральному пару (222 шт/м2) было больше на 6,3%, чем по механическому пару (208 шт/м2). Масса зерна со здоровых растений сидерального пара составила — 10,8 г, что
1. Заселённость почвы конидиями Bipolaris sorokiniana перед посевом яровой твёрдой пшеницы Оренбургская 10, учхоз Адамовского филиала Оренбургского ГАУ, 2012 г.
Расчётная норма удобрении, кг д.в./га Глубина основной обработки почвы, см
17-20 22-25 27-30
Без удобрений 23,7 29,2 35,9
Навоз 60 т/га - фон 29,3 34,7 41,1
^0Р70К150 31,5 37,1 45,4
^80Р70К150 + фон 40,4 45,2 54,8
^70Р140К290 70,1 76,6 86,1
^Л0Р140К290 + фон 76,2 83,4 95,8
2. Влияние сидерации на развитие и распространённость корневой гнили яровой пшеницы Оренбургская 10, учхоз Адамовского филиала
Вариант Корневая гниль, балл (ср. по трём повторениям) Количество растений на 1 м2, шт. (перед уборкой) Распространённость, % Развитие, %
0 1 2 3 4 общее больных растений
Сидеральный пар (овёс) Механический пар 21 6,3 99,3 102 62,7 51 35 35 16,7 23,4 234.7 217.7 213,7 211,3 91 97,3 41.3 46.3
НСР05 - 9,3; Р - 1,63 (по распространённости) НСР05 - 8,6; Р - 3,2 (по развитию)
на 56,1% больше по сравнению со здоровыми растениями, выращенными по механическому пару (4,7 г).
Проделанные исследования наглядно показывают, что и в условиях засухи вредоносность ШроШт ш'октапа возможно уменьшить. Так, по сидеральному пару распространённость корневой гнили была меньше на 6,3%, а развитие снизилось на 5% по сравнению с механическим паром. Необходимо проводить фитосанитарный анализ почвы каждого поля, составлять картограммы содержания конидий в почве, вводить сидеральные пары (в обязательном порядке для семеноводческих севооборотов) с целью получения более здорового посевного материала.
Литература
1. Зиганшин A.A., Хасанова A.B., Сафин Р.И. Особенности развития корневых и прикорневых гнилей сельскохозяйственных культур // Фитосанитарное оздоровление экосистем. Т. L СПб., 2005. С, 167-169.
2. Чулкина В.А., Торопова Е.Ю., Чулкин Ю.И. и др. Агротехнический метод защиты растений: учебн. пос. М.: ИВЦ «МАРКЕТИНГ», Новосибирск: ООО «Издательство ЮКЭА», 2000.
3. Попкова К.В., Шкаликов В.А., Стройков Ю.М.и др. Общая фитопатология. М.: Дрофа, 2005. 445 с.
4. Чулкина В.А. Защита зерновых культур от обыкновенной гнили. М.: Россельхозиздат, 1979. 72 с.
5. Вшнушкин А.П. Пшеница и хлеб: агроэколошческая и технологическая эффективность защиты яровой пшеницы в условиях степной зоны Южного Урала. Саратов: ИЦ «Наука», 2009.
6. Интенсивное производство зерна: пер. с чешек. / Петр И., Беранек В., Гросс С. и др. М.: Агропромиздат, 1985. 429 с.
7. Торопова Е.Ю. Экологические основы защиты растений от болезней в Сибири. Новосибирск, 2005. 370 с.
