CC BY
37
С • £ Г в, ) Л
УДК 639.2.053.8 Н.В. Цугленок, В.К. Ивченко, С.Н. Никулочкина
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И РАЗВИТИЯ СЕПТОРИОЗА У ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
В статье рассматриваются материалы исследований по моделированию распространения и развития септориоза у растений яровой пшеницы на примере мягких сортов Новосибирская-15 и Новосибир-ская-29. Полученные результаты также характерны для пар сортов Алтайская-70 и Алтайская-99, Ом-ская-32 и Омская-33 и дают основание полагать, что для генетически близких или родственных сортов биологические процессы развития и распространения инфекции в фазах восковой спелости и кущения протекают по принципу подобия при отвальном и плоскорезном способах обработки почвы.
Ключевые слова: яровая пшеница, мягкие сорта, септориоз, кущение, восковая спелость, обработка почвы.
N.V. Tsuglenok, V.K. Ivchenko, S.N. Nikulochkina MODELING OF THE SPRING WHEAT SEPTORIA SPOT SPREAD AND DEVELOPMENT
The research data on modeling the spring wheat plant Septoria spot spread and development on the example of Novosibirsk-15 and Novosibirsk-29 soft cultivars are considered in the article. The received results are also characteristic to such cultivar pairs as Altai-70 and Altai-99, Omsk-32 and Omsk-33 and give the grounds to believe that in the genetically similar or related cultivars biological processes of infection development and spread in the phases of yellow ripeness and tillering take place on the basis of similarity in the process of the plough and subsurface ways for soil cultivation.
Key words: spring wheat, soft cultivars, Septoria spot, tillering, yellow ripeness, soil cultivation.
Введение. Несовершенные грибы септориоза поражают растения и вызывают недобор урожая яровой пшеницы. Устойчивость растений мягкой яровой пшеницы в условиях сельскохозяйственных районов Красноярского края [1, 2] может быть повышена благодаря специальным мероприятиям химической защиты растений, направленным на нейтрализацию такой болезни, как септориоз.
Актуальность исследований. Эффективность средств химической защиты растений яровой пшеницы от септориоза определяется сбалансированным сочетанием применяемых к изучаемому сорту химических средств, которое угнетающе действует на распространение и развитие болезни, но не останавливает физиологические процессы растений данного сорта. Метод моделирования позволяет провести обобщение экспериментальных исследований для различных сортов пшеницы и объяснить как положительное, так и отрицательное действие отдельных факторов в конкретных условиях запаса инфекции в почве.
Цель исследований. Оценка распространения и развития септориоза у растений мягкой яровой пшеницы.
Задачи исследований. Разработка аналитической модели и расчётных схем распространения и развития септориоза у растений мягкой яровой пшеницы.
Объекты и методы исследований. Объектами исследований явились генетически близкие сорта мягкой яровой пшеницы Новосибирская-15 и Новосибирская-29, Алтайская-70 и Алтайская-99, Омская-32 и Омская-33. Использованы методы математической статистики, пакет ЭРБЭ для установления зависимостей распространения и развития септориоза в зависимости от применения средств химической защиты при отвальной и безотвальной обработке почвы.
Результаты исследований и их обсуждение. Распространение и развития септориоза у яровой пшеницы при вспашке и безотвальной обработке почвы в зависимости от применения калия К ^ фун-
гицидов С'2_. микроэлементов протравливания семян С'4^ минеральных удобрений К,0Р,0К,0 представляется следующей функцией регрессии:
у4[1,х2,х^,х4,х5 3= ехр^0 + Л,X, + Ъ2х2 + Ь,х-, + Ь4х4 + Ь5х5 +е4(1,х2,х^,х4,х5 где ^,^,63,64,65 - коэффициенты регрессии.
Схема определения распространения септориоза у зерновой культуры Новосибирская-15
при вспашке представляется следующей функцией (рис. 1):
у = ехр 4,6275 + 0,0240 х, - 0,0446х2 - 0,0009 х, - 0,013 7 х4 - 0,0412 х5 .
Рис. 1. Схема распространения септориоза при вспашке
Коэффициент детерминации составляет 95,47 %, относительная погрешность не превосходит 8,40 %. Функция х= С1,х2,х,,х4,х5^ достигает минимального значения 91,5330 при х1 = 0 , х2 = 1,
Хз = 1, х4 — 1, х5 = 1. Исходя из вида уравнения регрессии, выделим положительные и отрицательные факторы, отвечающие знакам коэффициентов уравнения (табл. 1).
Таблица 1
Положительное и отрицательное действие факторов
Показатель Номер
0 1 2 3 4 5
Фактор Хо* Х1 Х2 Хз Х4 Х5
Коэффициент Ьо Ьі Ь2 Ьз Ь4 Ь5
Знак + + - - - -
В этом опыте 1-й фактор - внесение калия - действует как стимулятор распространения септориоза при вспашке.
Схема определения развития септориоза у зерновой культуры Новосибирская-15 при
вспашке представляется следующей функцией (рис. 2):
у = ехр4,4802 -0,3590X, -0,0375х2 + 0,3843х, -0,7733 х4 -0,0102х5 .
Рис. 2. Схема развития септориоза при вспашке у яровой пшеницы Новосибирская-15
Коэффициент детерминации составляет 94,97 %, относительная погрешность не превосходит 8,67 %. Функция у 4;^, х= ^1,х2,х.,х4,х5 ^ достигает минимального значения 22,1180 при х1 = О , х2—1,
х3 = 1, х4 = 1, х5 = 1. Выделим положительные и отрицательные факторы, отвечающие знакам коэффициентов уравнения (табл. 2).
Таблица 2
Положительное и отрицательное действие факторов
Показатель Номер
0 1 2 3 4 5
Фактор Хо* Х1 Х2 Х3 Х4 Х5
Коэффициент Ьо Ьі Ь2 Ьз Ь4 Ь5
Знак + - - + - -
В этом опыте 3-й фактор - внесение микроэлементов - действует как стимулятор развития септориоза при вспашке. При септориозе отмечается уменьшение площади поверхностей листьев и недоразвитость колоса. Поражённые семена являются источником инфекции в последующие годы. Недостаток влаги весной снижает накопление инфекции и поэтому снижает уровень инфицированности в последующие летние месяцы. Уравнение регресии попутно показывает, что необходимо сбалансированное внесение минеральных удобрений, обработка фунгицидами в период вегетации, возделывание устойчивых сортов яровой пшеницы, в частности, сорта Новосибирская-15.
Схема определения распространения септориоза у зерновой культуры Новосибирская-15
при безотвальной обработке представляется следующей функцией (рис. 3):
у = ехр 4,4821 - 0,0124 хх - 0,0697 х2 + 0,1340х, - 0,0029 х4 - 0,3272 х5 .
Рис. 3. Схема распространения септориоза при безотвальной обработке
Коэффициент детерминации составляет 90,39 %, относительная погрешность не превосходит 9,85 %. Функция х = ^1 ,х2,х,,х4,х5___ достигает минимального значения 60,3911 при х1 = О , х2 =0,
х3 = О, х4 — 1, х5 = 1. Исходя из вида уравнения регрессии, выделим положительные и отрицательные факторы, отвечающие знакам коэффициентов уравнения (табл. 3).
Таблица 3
Положительное и отрицательное действие факторов
Показатель Номер
0 1 2 3 4 5
Фактор Хо* Х1 Х2 Х3 Х4 Х5
Коэффициент Ьо Ьі Ь2 Ьз Ь4 Ь5
Знак + - - + - -
В этом опыте 3-й фактор - применение микроэлементов - действует как стимулятор распространения септориоза при безотвальной обработке. Известно, что болезнь может переходить на зерно, которое не имеет видимых симптомов поражения и отличается от здорового легковесностью и щуплостью. Заболевание проявляется на листьях, листовых влагалищах, колосковых чешуях, остях. Известно, что пикниды образуются на верхней стороне листа, шаровидные, разбросанные или расположенные рядами, полупогруженные, тёмно-коричневые. Возбудитель сохраняется на растительных остатках, всходах и семенах в виде пикнид и мицелия.
Схема определения развития септориоза у зерновой культуры Новосибирская-15 при без-
отвальной обработке представляется следующей функцией (рис. 4):
у = ехр 4,4549 - 0,0254 хх - 0,69 \1 х2 - 0,0085 х, - 0,2054х4 - 0,2080х5 .
Рис. 4. Схема развития септориоза при безотвальной обработке
Коэффициент детерминации составляет 90,46 %, относительная погрешность не превосходит 9,08 %. Функция х= 4*1,х2,х^,х4,х5^ достигает минимального значения 27,5471 при х1 = О , х2=1,
х3 = 0, х4 = 1, х5 = 1. Выделим положительные и отрицательные факторы, отвечающие знакам коэффициентов уравнения (табл. 4).
Таблица 4
Положительное и отрицательное действие факторов
Показатель Номер
0 1 2 3 4 5
Фактор Хо* Х1 Х2 Х3 Х4 Х5
Коэффициент Ьо Ьі Ь2 Ьз Ь4 Ь5
Знак + - - - - -
В этом опыте все управляемые факторы сдерживают развитие септориоза при безотвальной обработке.
Схема определения распространения септориоза у зерновой культуры Новосибирская-29
при вспашке в зависимости от применения калия К фунгицидов С'2^. микроэлементов протравливания семян С'4 ^ минеральных удобрений К,0Р,0К,0 ^ представляется следующей функцией:
у = ехр4,6122 + 0,0261 X, - 0,3075х2 - 0,0190х, - 0,0150х4 + 0,0169х5 .
Коэффициент детерминации составляет 96,55 %, относительная погрешность не превосходит 7,70 %. Функция у х- С1,х2,х,,х4,х5^ достигает минимального значения 71,5717 в шестом варианте опыта
при хг = 0 , х2 = 1, х3 = 1, х4 = 1, х5 = 0. В этом опыте 1-й и 5-й факторы - применение калия, внесение минеральных удобрений - действуют как стимулятор распространения септориоза при вспашке почвы.
Схема определения развития септориоза у зерновой культуры Новосибирская-29 при
вспашке представляется следующей функцией:
у = ехр^Д256 - 0,1345Л', - 0,9953х2 + 0,0858х, - 0Д897х4 + 0,0293х5 .
Коэффициент детерминации составляет 96,70 %, относительная погрешность не превосходит 4,49 %. Функция jC'j х= 4t1,x2,x,,x4,x5 ^ достигает минимального значения 16,5452 при хг — О , х2=1,
х3 = 1, х4 = 1, х5 = 0. В этом опыте 3-й и 5-й факторы - применение микроэлементов, внесение минеральных удобрений -действуют как стимулятор развития септориоза при вспашке почвы.
Схема определения распространения 4,%^ септориоза у зерновой культуры Новосибирская-29 при безотвальной обработке представляется следующей функцией:
у = ехр4,6152 +0,01 16л', -0,0217х2 -0,0045 л, + 0,0028 х4 -0,0300х5 .
Коэффициент детерминации составляет 95,23 %, относительная погрешность не превосходит 6,07 %. Функция jC'j х= С1,х2,х,,х4,х5^ достигает минимального значения 95,4872 при хг = 0, х2 =1,
х3 = 1, х4 = 1, х5 = 1. В этом опыте 1-й и 4-й факторы - внесение калия, двухкратное протравливание семян - действует как стимулятор распространения септориоза при безотвальной обработке почвы. При этом можно говорить о притоке энергии к грибам и стимулировании обмена энергией в пользу грибов. Ранее было установлено, что однократное протравливание семян сдерживает развитие септориоза. В этом опыте установлено, что второе протравливание семян приводит к ослаблению их иммунитета и последующему росту заболевания.
Схема определения развития септориоза у зерновой культуры «Новосибирская-29» при
безотвальной обработке представляется следующей функцией:
j = exp4,5188 -0,1185л', -0,9038х2 -0,001 Ол', -0,1444х4 + 0,0201 л'5 .
Коэффициент детерминации составляет 91,70 %, относительная погрешность не превосходит 5,51 %. Функция jC'j х = Cj,x2,л,,х4,х5^ достигает минимального значения 28,5341 при = 0 , х2=1,
л3 = 0, х4 = 1, л5 = 0. В этом опыте 5-й фактор - внесение минеральных удобрений - действует как
стимулятор развития септориоза при безотвальной обработке почвы. В развитии листовых болезней зерновых культур погодные условия периода май-июнь 2010 года являются определяющими, так как инфекции в почве достаточно много. В вегетационный период проявление листовых болезней на посевах яровой пшеницы наблюдается в фазу выхода в трубку и, как следствие, недобор урожая оценивается в 3,5 ц/га.
Поэтому требуется постоянное научно-технологическое противодействие существующему и развивающемуся комплексу болезней яровой пшеницы.
Выводы
1. Установлено, что распространение и развитие септориоза у растений сортов яровой пшеницы хорошо описывается (с детерминацией больше 95 %) экспоненциальной зависимостью от пяти средств химической защиты при отвальном и безотвальном способах обработки почвы.
2. Предложенная модель с достаточной для практики точностью (относительная ошибка меньше 10 %) объясняет выборочное действие пяти применяемых средств защиты растений на колонию грибов септориоза, как положительное так и отрицательное, в том числе при повторном применении химикатов и, следовательно, может быть использована в аналитических и прогнозных целях.
Литература
1. А.с. № 2006611291 Российская Федерация. Прогнозирование поля урожайности зерновых культур (Программа для ЭВМ) / Н.В. Цугленок, А.В. Бастрон, А.А. Беляков [и др.]. - М.: Роспатент, 2006.
2. Формирование качества зерна мягкой яровой пшеницы в условиях Красноярского края / Л.В. Плеханова, А.И. Хохлова, В.В. Матюшев [и др.]; Краснояр. гос. аграр. ун-т. - Красноярск, 2011. - 139 с.
