CC BY
16
УДК 633.31/37 632.952
Е.Ю. Торопова12, И.Н. Порсев3, В.П. Каменев1, А.В. Вьюник3
ЭТИОЛОГИЯ КОРНЕВЫХ ГНИЛЕЙ ГОРОХА В ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ И ЗАУРАЛЬЯ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, НОВОСИБИРСК, РОССИЯ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ФИТОПАТОЛОГИИ, БОЛЬШИЕ ВЯЗЕМЫ МОСКОВСКОЙ ОБЛ., РОССИЯ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «КУРГАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
ИМЕНИ Т.С. МАЛЬЦЕВА», КУРГАН, РОССИЯ
E.Yu. Toropova12, I.N. Porsev3, V.P Kamenev1., А.В. Вьюник3 PEA ROOT ROTSETIOLOGYIN THE FOREST-STEPPE OF WEST SIBERIA AND
TRANS-URAL REGION 1 FEDERAL STATE BUDGETARY EDUCATIONAL INSTITUTION OF HIGHER EDUCATION «NOVOSIBIRSK STATE AGRARIAN UNIVERSITY», NOVOSIBIRSK, RUSSIA 2RUSSIAN FEDERAL RESEARCH INSTITUTE OF PHYTOPATHOLOGY, BOLSHIYE VYAZEMY,
MOSCOW REGION, RUSSIA 3FEDERAL STATE BUDGETARY EDUCATIONAL INSTITUTION OF HIGHER EDUCATION «KURGAN STATE AGRICULTURAL ACADEMY BYT. S. MALTSEV», KURGAN, RUSSIA
Торопова Елена Юрьевна
Toropova Elena Yuryevna
доктор биологических наук, профессор
helento@ngs.ru
Игорь Николаевич Порсев
Igor Nikolaevich Porsev
доктор сельскохозяйственных наук,
профессор
porsev_in66@mail. ru
Каменев Виталий Александрович
Kamenev Vitaliy Aleksandrovich ka me n ev_vita liy@mail.ru
Вьюник Анна Владимировна
Vyunik Anna Vladimirovna porsev_in66@mail.ru
Аннотация. Корневые гнили гороха имеют широкое распространение во всех регионах возделывания культуры. Этиология корневых гнилей гороха имеет региональную особенность, что важно для обоснования мер борьбы. Цель исследования заключалась в мониторинге корневых гнилей гороха и уточнении этиологии болезни в лесостепной зоне Новосибирской и Курганской областей. Исследования проводили в 2014-2018 годах общепринятыми методами. Учеты показали, что развитие корневых гнилей гороха достигало 4,5 и 4,7 ЭПВ в Новосибирской и Курганской областях соответственно. В течение вегетации происходил рост заболевания до 4,9 раз в зависимости от погодных условий года. Корневые гнили гороха в обоих регионах имели сложную этиологию при доминировании фузариевых грибов. В Новосибирской области доминирование фузариев было безусловным, в Курганской области оно было не таким сильным, грибы рода Pythium вносили более существенный, по сравнению с условиями Новосибирской области, вклад в патогенный комплекс корневых гнилей гороха. Видовой состав грибов рода Fusarium по регионам был близким: F. oxysporum, F. equiseti, F. solani, а такжеР. sporotrichioides. На корнях гороха в обоих регионах встречались грибы родов Alternaria, Colletotrichum, Trichoderma,Pen icillium,Mucor, встречались также возбудители бактериальной гнили Pseudomonasspp.
Ключевые слова: горох, корневая гниль, динамика, фитопа-тоген, Fusarium, Pythium, этиология.
Abstract. Pea root rots are widespread in all regions of the crop cultivation. The pea root rot etiology has a regional peculiarity, which is important for the control measuressubstantiating. The purpose of the study was to monitor pea root rot and to clarify the diseaseetiology in the forest-steppe zone of Novosibirsk and Kurgan regions. Studies were carried out in 2014-2018 by generally accepted methods. The surveys showed that the pea root rot development reached 4.5 and 4.7 economic thresholds in the Novosibirsk and Kurgan regions, respectively. During the growing season, the disease increased to 4.9 times depending on the weather conditions of the year. Pea root rot in both regions had a complex etiology with the dominance of Fusarium fungi. In the Novosibirsk region, the dominance of Fusarium was unconditional, in the Kurgan region it was not so strong, fungi of the genus Pythium introduced a more significant, compared with the conditions of the Novosibirsk region, treasure in the pea root rot pathogenic complex. The Fusariumspecies composition was close in the regions: F. oxysporum, F. equiseti, F. solani, as well as F. sporotrichioides. Fungi of the genera Alternaria, Colletotrichum, Trichoderma, Penlcilllum, and Mucor were found on pea roots in both regions; bacterial rot pathogens Pseudomonasspp were also found.
Keywords: peas, root rot, dynamics, phytopathogen, Fusarium,Pythium, etiology.
Введение. За последние 10 лет посевные площади гороха в Западной Сибири и Зауралье, поданным территориальных органов Федеральной службы статистики, значительно увеличились. В разных областях регионов урожайность гороха варьирует от 0,6 до 3,2 т/га и в значительной степени зависит от совокупности технологических приемов возделывания [1, 2].
Существенным фактором снижения урожайности гороха являются фитопатогены, проявляющие значительную вредоносность, выражающуюся в изреживании всходов, снижении урожайности и качества зерна [3 - 5].
Перечень болезней, встречаемых на растениях гороха, ограничивается в большинстве регионов России корневыми гнилями (возб.Fusariumspp., Pythium spp., Rhizoctonia spp. и др.), ржавчиной (Uromyces spp.), аскохитозом (Asco-chyta spp.), антракнозом (Colletotrichum pisiPat.) и мучнистой pocoi/\(Erysiphe spp.) [2, 5, 6]. Потери урожая гороха от корневых гнилей (возб. грибы рода Fusarium) при сильной степени развития могут составлять 30-50% с потерей качества зерна [2, 4, 5, 7-12].
Для обоснования защитных мероприятий важно систематически проводить мониторинг болезней, уточнять их этиологию, поскольку возможно проявление региональных различий и смены доминирующих фитопатогенов под влиянием технологий и природных флуктуаций.
Цель исследования заключалась в мониторинге корневых гнилей гороха и уточнении этиологии болезни в лесостепной зоне Новосибирской и Курганской областей.
В задачи исследований входило:
- изучение сезонной динамики корневых гнилей на сортах гороха в лесостепи Новосибирской области;
- уточнение этиологии корневых гнилей гороха в Новосибирской и Курганской областях;
- оценка влияния сортов гороха на развитие и этиологию корневых гнилей.
Методика. Полевые учёты корневой гнили гороха были проведены в производственных условиях колхоза им. XX съезда КПСС Тогучинского района Новосибирской области в 2014-2017гг. Динамика метоэлементов в годы полевых экспериментов отличалась разнообразием: из 4 лет исследований 2014 и 2017 годы были избыточновлажными и влажными соответствено (ГТК>1), а 2015 и 2016 - слабозасушливыми (ГТК<1). Таким образом, погодные условия 2015 и 2016 года способствовали более сильному сезо-ному развитию корневых гнилей в силу создания стресо-вых условий в течение вегетационого периода. В 2014 и 2017 годах по увлажнению сложились более оптимальные условия для культуры, за исключением начала вегетации растений, когда из-за низких температур мая и большого количества осадков наблюдалось сильное переувлажнение почвы и замедление фазы прорастания и всходов, что могло спровоцировать развитие почвенных инфекций. Предшественником гороха являлась пшеница яровая. Срок посева: 2014 и 2015 год -3 июня; 2016 год - 1 мая; 2017 год
- 16 мая. Глубина посева семян - 5 см, норма высева -1,4 млн шт. на га. Технология обработки почвы - культивация. В фазу 4 настоящих листов проводилась гербицидная обработка, в фазу бутонизации - инсектицидная. Размер делянок - 50 м2 в четырехкратной повторности.
Исследование пораженности сортов корневыми гниля-
ми и этиологии болезни в условиях Зауралья проводили в 2018 году на опытном участке Курганской ГСХА. Предшественник - пар. Срок посева - третья декада мая. Норма высева - 1,0 млн всхожих семян на 1 гектар. Размещение делянок рендомизированное в 4-х кратной повторности.
Вегетационный период 2018 года был прохладным в первой половине лета и жарким в июле, августе, с количеством осадков в июне в пределах среднемноголетних значений, что способствовало получению дружных всходов, в июле и августе осадков выпало меньше нормы, что отразилось на урожайности сортов фасоли (ГТК - 1,0). Климатические факторы чаще всего оказывают комплексное влияние, и оно во многом определяется сроком посева гороха. В общей сложности было исследовано 12 сортов, площадь под каждым сортом составляла в кратной повторности.
Учёт корневых гнилей и микологический анализ органов растений гороха проводили общепринятыми методами [8].
Статистическую обработку данных проводили методами дисперсионного и корреляционного анализов с использованием пакетов программ SNEDECOR [9] и STATISTICA 6.0 для Windows.
Результаты. В течение четырех лет в полевых условиях наблюдалась следующая сезонная и многолетняя динамика корневых гнилей гороха (таблица 1).
Таблица 1 - Сезонная и многолетняя динамики развития корневой гнили гороха в лесостепи Новосибирской области, %
Год Развитие болезни Распространенность болезни
всходы цветение всходы цветение
2014 12,5 36,3 32,0 83,4
2015 8,7 42,5 30,0 91,7
2016 22,5 50,8 76,7 100,0
2017 16,8 39,7 53,3 100,0
НСР05 2,2 5,9 6,7 12,3
Данные таблицы свидетельствуют, что развитие болезни на ранней фазе развития культуры - 2-3 настоящих листа во все четыре года исследований превышало ЭПВ (5%) в 1,7-4,5 раза. Можно говорить о тенденции зависимости развития болезни от срока посева. Наибольшее поражение гороха корневыми гнилями было отмечено при раннем сроке посева - 1 мая (2016 г.), развитие болезни на фазе всходов составило 22,5%, что соответствует сильной эпифитотии. При посеве в поздние сроки - 3 июня (2014 и 2015 год) развитие болезни на контроле имело минимальные значения 12,5 и 8,7%, что соответствовало среднему уровню поражения. Распространенность корневых гнилей в фазу 2-3 листа гороха имела наименьшее значение в 2015 году, но при этом превышало ЭПВ (15%) в 2 раза. Самая высокая распространенность болезни была отмечена в 2016 году, превышение ЭПВ более чем в 4,5 раза, и соответствовала уровню сильной эпифитотии.
В течение вегетации развитие корневых гнилей на горохе возрастало в 2,4 (2017 г.) - 4,9 (2015 г.) раз. К моменту цветения развитие корневых гнилей во все четыре года превышало ЭПВ (15%) более чем в 2-3 раза, максимальное поражение - 3,4 ЭПВ было в 2016 году, минимальное -
2,4 ЭПВ в 2014 году, и зависело от условий вегетации. Так, 2014 год характеризовался умеренным увлажнением, близким к среднемноголетним данным, а 2016 год характеризовался крайне неустойчивым увлажнением с острозасушливыми (в 2-3 раза ниже нормы) условиями в течение июня и августа, которые контрастировали с увлажненным (на 30% выше нормы) июлем. Гидротермические стрессы снижали устойчивость растений к фитопатогенам и способствовали значительному развитию почвенной инфекции.
За период вегетации распространенность корневых гнилей возрастала до 3 раз (2015 год), достигая 100% пораженных растений в благоприятные для болезни годы (2016, 2017 гг).
Этиология корневых гнилей была довольно стабильной по годам с доминированием грибов рода Fusarium (таблица 2).
Среди возбудителей фузариозных корневых гнилей были выявлены F. oxysporum (Schlecht) Snyd. et Hans, F. gib-bosum App. et Wr. emend. Bilai (F. equiseti), F. solani Koord., а также F. sporotrichioides Sherb. Прочие грибы были представлены Colletotrichum spp., Pénicillium spp., встречались также возбудители бактериальной гнили Pseudomonas spp.
Таблица 2 - Этиология корневых гнилей гороха по годам в лесостепи Новосибирской области, %
Фитопатоген 2014 2015 2016 2017 Среднее
Fusarium spp. 85 92 80 82 84,8
Rhizoctoniaspp. 5 3 10 5 5,8
Pythiumspp. 3 3 5 3 3,5
Прочие 7 2 5 10 5,9
Как видно из таблицы 3, сорта гороха посевного в условиях Зауралья сформировали урожай семян от 13,7 ц/га (сорт Нордман) до 34,5 ц/га - Самариус, в сравнении со стандартом 34,6 ц/га - Аксайский усатый 55. Снижение урожайности по сортам гороха обусловлено развитием корневых гнилей на растениях во время вегетации.
Снижение числа бобов на растении и зёрен в бобе обусловлено погодными условиями во время цветения сортов гороха. Сохранность растений к уборке также повлияла на урожайность изучаемых сортов гороха.
Результаты учётов корневой гнили сортов гороха на опытном участке Курганской ГСХА представлены в таблице 4.
Данные таблицы свидетельствуют, что все сорта были поражены корневыми гнилями в конце вегетации выше ЭПВ (ЭПВ=15%) в 3 - 4,7 раз. Особенно сильное поражение (до 4,7 ЭПВ) было выявлено на корнях сортов Зауральский 3, Зауральский 4, Нордман.
Микологический анализ показал, что корневая гниль была вызвана преимущественно грибами рода Fusariums Pythium независимо от сорта.Зараженность корней сортов гороха фузариевыми грибами составила от 20 до 80%. Среди грибов рода Fusarium были выделены: Fusarium oxysporum Schltdl., F. solani Koord., F. poae{Peck) Wollenw., F. sporotrichioides и др.
Кроме грибов рода Fusarium корни были заражены грибами рода Pythium, которые достаточно вредоносны на горохе. Вклад питиевых грибов в патогенный комплекс корневых гнилей гороха в лесостепи Курганской области составил от 10 до 60%.
Таблица 3 - Элементы структуры урожая и урожайность сортов гороха посевного, Курганская ГСХА, 2018 г.
№ п/п Сорт cl о го >sf 8 i S -3 го Œ 1 о =■ Ó CO ,_ го э го = sf m s CD lO O lO X i o o o ro £ o cl _0~ O o x 03
3 g m 5 '1 s m IГ lo o lq cl icd со ro o 2 o cl >.
1 Аксайский усатый 55 (ст.) 60 75 5,0 4,5 205 34,6
2 Агроинтел 47 68 3,9 3,9 230 23,8
3 Зауральский 3 52 76 3,3 5,0 206 25,8
4 Зауральский 4 57 70 3,4 4,5 213 22,8
5 Самариус 55 67 3,8 5,0 271 34,5
6 Кулон 53 82 4,3 4,2 245 36,3
7 Крепыш 45 50 3,5 4,4 230 17,7
8 Нордман 42 55 3,2 3,6 217 13,7
9 Томас 52 61 3,0 4,0 249 18,2
10 Шеврон 47 66 3,0 3,6 265 18,9
11 Юлдаш 55 70 4,0 4,0 243 27,2
12 Ямальский 305 43 60 3,0 4,6 235 19,5
нср05 3,1 0,8 1,0 0,4 5,5 0,3
Таблица 4 - Развитие и этиология корневой гнили гороха по сортам в конце вегетации в лесостепи Курганской области, %
[= Сорт Развитие Зараженность корней грибами
oi ^ болезни Fusarium spp. Pythium spp. Прочие
1 Аксакайский усатый 55 46,4 80 10 10
2 Агроинтел 45,6 20 60 20
3 Зауральский 3 65,0 70 30 0
4 Зауральский 4 67,3 70 20 10
5 Самариус 51,8 40 50 10
6 Кулон 53,6 40 40 20
7 Крепыш 53,1 70 30 0
8 Нордман 70,0 50 20 30
9 Томас 47,9 40 40 20
10 Шеврон 58,3 50 40 10
11 Юлдаш 51,9 50 30 20
12 Ямальский 305 55,6 50 50 0
Среднее 55,5 52,5 35,0 12,5
hcp05 9,62 10,6 8,9 5,6
В группу «прочие» вошли грибы рода Alternarla (Нордман, Томас, Шеврон), Colletotrichum (Аксакайский усатый 55, Агроинтел, Нордман, Самариус), Trichodermau (Кулон, Нордман, Томас), Мисог (Агроинтел), Pénicillium (Кулон, Томас). Также из растительных остатков сортов гороха были выделены стрептомицеты (Томас, Юлдаш) и нематоды (Кулон, Самариус). На растительных остатках были отмечены
зимующие клейстотеции мучнистой росы гороха. Этиология корневых гнилей существенно различалась по сортам. Преимущественно грибами рода Fusarium были заражены корни сортов Аксакайский усатый 55 (80%), Зауральский 3, Зауральский 4, Крепыш (70%). Преимущественно грибами рода Pythium были заражены корни сорта Агроинтел (60%). На остальных сортах явного доминирования какого-либо рода фитопатогенов выявлено не было.
Таким образом, корневые гнили гороха в лесостепи Новосибирской и Курганской областей имели сложную этиологию при доминировании фузариевых грибов. В Новосибирской области доминирование было безусловным (84,8%), на второй позиции были грибы рода Rhizoctonia (5,8%), третье место по распространенности занимали грибы рода Pythium. В Курганской области доминирование грибов рода Fusarium было не таким сильным (52,5%), грибы рода Pythium вносили более существенный, по сравнению с условиями Новосибирской области, вклад в патогенный комплекс корневых гнилей гороха (35%).
Выводы. 1. Корневые гнили гороха являются очень вредоносным заболеванием в лесостепной зоне Новосибирской и Курганской областей. Их развитие достигало 4,5 и 4,7 ЭПВ в Новосибирской и Курганской областях соответственно. 2. Корневые гнили гороха имели сложную этиологию при доминировании фузариевых грибов. В Новосибирской области доминирование фузариев было безусловным, в Курганской области оно было не таким сильным, грибы рода Pythium вносили более существенный, по сравнению с условиями Новосибирской области, вклад в патогенный комплекс корневыхгнилей гороха. 3. Видовой состав фузариев по регионам был близким: F. oxysporum, F. equiseti, F. solani, а также F. sporotrichioides. 4. На корнях гороха в обоих регионах встречались грибы родов Alternaria, Colletotrichum, Trichoderma, Penicillium, Mucor, отмечены также возбудители бактериальной гнили Pseudomonas spp.
Список литературы
1 Васякин Н.И. Зернобобовые культуры в Западной Сибири. Новосибирск. 2002. 184 с.
2 Постовалов A.A. Влияние минеральных удобрений на фитосанитарное состояние ризосферы гороха // Вестник Курганской ГСХА. 2018. № 1 (25). С. 45-47.
3 Morrall R.A.A. Seed-borne pathogens of pea in Saskatchewan in 2006 / R.A.A. Morrall, B. Carriere, B. Ernst [et al.] // Can. Plant Disease Survey. 2007. Vol. 87. Pp. 125-127.
4 Кирик H.H., Пиковский М.И. Грибные болезни гороха / М.И. Пиковский // Защита и карантин растений. 2006. № 6. С. 36-39.
5 Котова В.В. Корневые гнили гороха и вики и меры защиты. СПб, ВИЗР, 2011. 144 с.
6 Горобей И.М. Фузариозы зернобобовых культур в лесостепной зоне западной Сибири / Ашмарина Л.Ф., Коняе-ва Н.М. //Защита и карантин растений. 2011. №2. С. 14-16.
7 Козявина К.Н. Влияние возбудителя корневых гнилей на рост и развитие проростков гороха Russian Agricultural Science Review. 2015. Т. 6. № 6-1. С. 191-192.
8 Фитосанитарная диагностика агроэкосистем / В.А. Чулкина, Е.Ю. Торопова, Г.Я. Стецов, A.A. Кириченко,
Е.Ю. Мармулева, В.М. Гришин, О.А. Казакова, М.П. Селюк/ под ред. профессора Е.Ю. Тороповой. Барнаул, 2017. 201 с.
9 Сорокин О.Д. Прикладная статистика на компьютере. Краснообск: ГУП РПО СО РАСХН, 2009. 222с.
10 Савельев В.А. Горох: монография. Куртамыш: ООО «Куртамышская типография», 2016. 234 с.
11 Сергеева О.А., Порсев И.Н., Мирошниченко Н.В. Роль сорта гороха в ресурсосберегающих технологиях Южного Зауралья // Экологический подход к решению проблем интегрированной защиты растений: сборник трудов: международной конференции Сибирской научной школы по защите растений, посвященной 85-летию со дня рождения В.А. Чулкиной (Новосибирск, 19 апреля 2019 г.) / Новосиб. гос. аграр. ун-т. Новосибирск: ИЦ «Золотой колос», 2019. С. 86-90.
12 Порсев И.Н. Вредные организмы в посевах сельскохозяйственных культур в зоне радионукпидного загрязнения Уральского региона//Агро XXI. 2009. №4-6. С. 9-11.
List of references
1 Vasyakin N.I. Legumes in West Siberia. Novosibirsk, 2002. 184 p.
2 Postovalov A.A. The effect of mineral fertilizers on the phytosanitary state of the pea rhizosphere // Bulletin of the Kurgan State Agricultural Academy. 2018. № 1 (25). Pp. 45-47.
3 Morrall R.A.A. Seed-borne pathogens of pea in Saskatchewan in 2006 / R.A.A. Morrall, B. Carriere, B. Ernst [et al.] //Can. Plant Disease Survey. 2007. Vol. 87. Pp. 125-127.
4 Kirik N.N., Pikovsky M.I. Fungal diseases of peas / M.I. Pikovsky // Protection and quarantine of plants. 2006. № 6. Pp. 36-39.
5 Kotova V.V. Root rot of pea and vetch and protective measures. St. Petersburg, VIZR, 2011. 144 p.
6 Gorobey I.M. Fusarium of leguminous crops in the forest-steppe zone of West Siberia / Ashmarina L.F., Konyae-va N.M. // Plant protection and quarantine. 2011. № 2. Pp. 14-16.
7 Kozyavina K.N. The influence of the pathogen of root rot on the growth and development of pea seedlings / Russian Agricultural Science Review. 2015. V. 6. № 6-1. Pp. 191-192.
8 Phytosanitary diagnostics of agroecosystems / V.A. Chulkina, E.Yu. Toropova, G.Ya. Stetsov, A.A. Kirichenko, E.Yu. Marmuleva, V.M. Grishin, O.A. Kazakova, M.P Selyuk / Ed. Professor E.Yu.Toropova. Barnaul. 2017. 201 p.
9 Sorokin O.D. Applied statistics on a computer. Kras-noobsk. GUP RPO SO RAAS, 2009. 222 p.
10 Savelyev V.A. Peas: a monograph. Kurtamysh: Kur-tamysh Printing House LLC, 2016. 234 p.
11 Sergeeva O.A., Porsev I.N., Miroshnichenko N.V. The role of pea varieties in the resource-saving technologies of the South Trans-Urals // Ecological approach to solving the problems of integrated plant protection: proceedings: international conference of the Siberian Scientific School for Plant Protection dedicated to the 85th birthday of V.A. Chulkina (Novosibirsk, April 19, 2019) / Novosib. state agrarian, un-t Novosibirsk: Information Center "Golden Ear", 2019. Pp. 86-90.
12 Porsev I.N. Harmful organisms in crops of crops in the zone of radionuclide contamination of the Ural region // Agro XXI. 2009. №4-6. Pp. 9-11.
