CC BY
45
15. Черкашин, В. И. Фитосанитарный мо- Л. В. Солодская, И. Н. Яковлева, Н. Я. Ква-ниторинг и защита картофеля от колорад- снюк // Картофель и овощи. - 2001. - № 3. ского жука и фитофтороза / В. И. Черкашин, - С. 42-44.
УДК 632.4:632.911.4+633.111.1
ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ СОРТОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ К ОСНОВНЫМ ВОЗБУДИТЕЛЯМ КОРНЕВЫХ ГНИЛЕЙ НА ФОНЕ ИСКУССТВЕННОГО ЗАРАЖЕНИЯ
А. И. Кинчаров, канд. с.-х. наук, вед. науч. сотрудник; Е. А. Дёмина, науч. сотрудник
ГНУ Поволжский НИИСС Россельхозакадемии, т. (84663) 46-992, е-таП: [email protected]
Изучена патогенность основных возбудителей корневых гнилей пшеницы (Helmin-thosporium, Fusarium) при искусственном заражении семян. Оценена их вредоносность в отношении районированных и перспективных сортов. Выделены источники сравнительной устойчивости к возбудителям данного заболевания для дальнейшего использования в селекционном процессе.
Ключевые слова: пшеница яровая, искусственное заражение, корневая гниль, возбудитель, сорт, проросток.
Среди биотических стрессовых факторов, оказывающих влияние на формирование урожая и качества сельскохозяйственной продукции, особое место занимают корневые и прикорневые гнили различной этиологии [1]. Зерновым культурам серьезный ущерб в основном наносят корневые гнили гельминтоспориозной и фузариозной природы [2, 3, 4]. В агрофитоценозах патогенная микрофлора представляет собой смешанную инфекцию, которая в литературе чаще всего рассматривается как обыкновенная корневая гниль, локализуемая главным образом в ризосфере корней растений [5, 6].
В последние годы вредоносность корневых гнилей зерновых культур резко возросла [7, 8]. Эпифитотии в различных регионах стали повторяться с частотой 3-6 из 10 лет, а потери от них в размере 15 % стали обычными [9]. Согласно расчетам недобор урожая от корневых гнилей в лесостепной и переходной к степной зоне Самарской области составляет в валовом сборе около 50 тыс. тонн зерна озимой и яровой пшеницы ежегодно [10].
В настоящее время не располагаем сведениями о сортах пшеницы, иммунных к корневым гнилям. В то же время отмечаются значительные сортовые различия как в поражаемости, так и степени выносливости к болезни. В большинстве полевых исследований изучение устойчивости сортов пшеницы к корневым гнилям проводится на фоне смешанной популяции патогенов, без
учета их видового разнообразия. К тому же наложение разнообразных агроклиматических условий по годам порой кардинально меняет ранги сортов по устойчивости к болезни.
Многие исследователи в нашей стране и за рубежом отмечают, что основным этапом изучения устойчивости к болезням и выделения источников устойчивости является иммунологическая характеристика генофонда культуры с обязательным использованием искусственного заражения вирулентными и агрессивными расами возбудителей [10, 11, 12,].
Основная цель наших исследований -изучение агрессивности и вирулентности основных возбудителей корневых гнилей пшеницы при искусственном заражении семян, оценка их вредоносности в отношении районированных и перспективных сортов селекции Поволжского НИИСС, выделение источников сравнительной устойчивости к возбудителям заболевания для дальнейшего использования их в селекционном процессе.
В качестве исходного материала для заражения использовались 12 районированных и перспективных сортов лаборатории яровой пшеницы ГНУ Поволжский НИИСС Россельхозакадемии. Кинельская 59, Кинельская 60, Кинельская 61, Кинель-ская нива, Кинельская отрада - сорта, включенные в государственный реестр селекционных достижений. Кинельская краса и Золотица - проходят государственное
Нива Поволжья № 3 (20) август 2011 29
испытание. Эритроспермум 5199, Эритрос-пермум 5289, Эритроспермум 5623, Эритроспермум 5032/1, Альбидум 4412 - перспективные сорта лаборатории.
Заражение осуществлялось двумя основными видами возбудителей корневых гнилей Helminthosporium и Fusarium по методическим указаниям Всероссийского НИИ фитопатологии [13]. Возбудители были представлены наиболее патогенными местными формами, выделенными в чистую культуру (in vitro) из сильно пораженных частей растений яровой пшеницы.
Оценку устойчивости образцов яровой пшеницы к возбудителям корневых гнилей проводили в лабораторных условиях. Метод исследований заключался в искусственном заражении (инокуляции) семян суспензией конидий возбудителя с последующим проращиванием их во влажных рулонах фильтровальной бумаги. Концентрации возбудителей корневых гнилей с учетом предшествующих наших исследований [14] были подкорректированы и составили: Helminthosporium - 80 000, Fusarium -500 000 конидий в 1 мл суспензии, повтор-ность опыта 2-кратная. Контролем служили варианты с образцами семян, смоченных в дистиллированной воде (без заражения). Учет поражения проростков корневыми гнилями проводили на 12...13-й день по шкале интенсивности поражения колеоп-тиле [15].
Об устойчивости образцов пшеницы к возбудителям корневых гнилей при искусственном заражении судили по степени развития болезни и проценту пораженных растений (распространенности болезни).
Полученные результаты подвергали статистической обработке методом двухфак-торного дисперсионного анализа [16] с использованием пакета прикладных программ «Agros 2.09».
В опытах достигнута высокая эффективность заражения растений патогенами. В среднем по сортам и возбудителям степень развития болезни составила около 28 %, процент пораженных растений - 73, а в контрольном варианте (без заражения) - соответственно 4 и 16 % (табл. 1).
Наиболее высокая степень развития болезни отмечена при искусственном заражении культурой гриба Helminthosporium (от 30,6 до 50,6 %), что свидетельствует о его большей агрессивности и вирулентности по отношению ко всем изучаемым сортам. Степень развития болезни при заражении грибом Fusarium значительно ниже и составила по исследуемым сортам 6,3. 22,5 %. Незначительное развитие болезни
отмечено в контрольном варианте (от 0,6 до 6,3 %), что свидетельствовало о наличии внутренней инфекции в семенном материале.
Таблица 1
Пораженность сортов яровой пшеницы основными возбудителями корневых гнилей при искусственном заражении, 2010 г.
Сорт Вариант заражения Степень развития болезни, % Пораженных растений, %
Кинель-ская 59 Контроль 4,4 17,5
Fusarium 18,1 57,5
Helminthosporium 45,0 100,0
Кинель-ская 60 Контроль 6,3 25,0
Fusarium 22,5 62,5
Helminthosporium 50,6 100,0
Кинель-ская 61 Контроль 4,4 17,5
Fusarium 17,5 55,0
Helminthosporium 45,6 100,0
Кинель- ская нива Контроль 3,1 12,5
Fusarium 14,4 47,5
Helminthosporium 38,1 92,5
Кинель- ская отрада Контроль 3,8 15,0
Fusarium 13,8 52,5
Helminthosporium 41,9 100,0
Кинель- ская краса Контроль 4,4 17,5
Fusarium 12,5 42,5
Helminthosporium 37,5 100,0
Золотица Контроль 4,4 17,5
Fusarium 16,9 55,0
Helminthosporium 48,1 100,0
Эритроспермум 5199 Контроль 2,5 10,0
Fusarium 10,0 40,0
Helminthosporium 36,9 92,5
Эритроспермум 5289 Контроль 3,8 15,0
Fusarium 12,5 42,5
Helminthosporium 35,6 90,0
Эритроспермум 5623 Контроль 0,6 2,5
Fusarium 6,3 25,0
Helminthosporium 30,6 85,0
Эритроспермум 5032 /1 Контроль 3,1 12,5
Fusarium 11,3 42,5
Helminthosporium 37,5 92,5
Альбидум 4412 Контроль 6,3 25,0
Fusarium 21,3 70,0
Helminthosporium 50,0 100,0
В целом в опытах наблюдалась высокая степень дифференциации сортов яровой пшеницы по устойчивости и выносливости к конкретным возбудителям корневых гнилей. Среди исследованных образцов отсутствовали как иммунные формы,
так и полностью погибшие. Наибольшая устойчивость к изучаемым возбудителям отмечена у перспективного сорта яровой пшеницы Эритроспермум 5623, степень развития Helminthosporium 30,6 % и Fusarium 6,3 %. Данный сорт имел также самый низкий процент поражения (0,6) в контрольном варианте. Относительная устойчивость к Helminthosporium отмечена у образцов Эритроспермум 5623, Эритроспермум 5289, Эритроспермум 5199, Эритроспермум 5032/1 и Кинельская нива. По от-
ношению к Fusarium - у образцов Эритроспермум 5623, Эритроспермум 5199, Эритроспермум 5032/1, Кинельская краса и Эритроспермум 5289. Максимально высокая степень развития обоих возбудителей корневых гнилей отмечена у сорта Кинельская 60: Helminthosporium 50,6 и Fusarium 22,5 %.
По сортам искусственное заражение культурой гриба Helminthosporium повышало степень развития болезни на 30,0... 44,3 %, Fusarium - на 5,7.16,2 % по срав-
Таблица 2
Влияние возбудителей корневых гнилей на длину проростков, число и длину зародышевых корешков сортов яровой пшеницы
Сорт Вариант заражения Длина проростков Число корешков Длина корешков
см % * шт. % * см % *
Кинельская 59 Контроль 19,56 3,93 20,31
Fusarium 18,38 -6,1 3,48 -11,5 19,19 -5,5
Helminthosporium 15,84 -19,0 3,10 -21,0 18,13 -10,8
Кинельская 60 Контроль 17,56 3,85 17,31
Fusarium 15,65 -10,9 3,73 -3,3 16,13 -6,9
Helminthosporium 12,80 -27,1 3,03 -21,4 13,47 -22,2
Кинельская 61 Контроль 22,80 4,73 17,71
Fusarium 20,51 -10,0 4,45 -5,8 16,58 -6,4
Helminthosporium 16,63 -27,1 3,63 -23,3 14,53 -18,0
Кинельская нива Контроль 21,68 4,65 19,16
Fusarium 18,94 -12,6 4,15 -10,8 17,76 -7,3
Helminthosporium 14,44 -33,4 3,45 -25,8 14,43 -24,7
Кинельская отрада Контроль 21,96 4,73 19,14
Fusarium 17,91 -18,4 4,58 -3,2 18,06 -5,6
Helminthosporium 13,84 -37,0 3,33 -29,6 15,40 -19,5
Кинельская краса Контроль 19,59 3,98 18,26
Fusarium 17,73 -9,5 3,38 -15,1 17,44 -4,5
Helminthosporium 13,03 -33,5 3,08 -22,6 15,24 -16,6
Золотица Контроль 18,98 4,05 19,00
Fusarium 15,51 -18,3 3,50 -13,6 17,99 -5,3
Helminthosporium 10,25 -46,0 3,00 -25,9 14,93 -21,5
Эритроспермум 5199 Контроль 21,00 4,63 19,01
Fusarium 17,74 -15,5 4,43 -4,3 18,18 -4,4
Helminthosporium 13,29 -36,7 3,60 -22,2 14,73 -22,6
Эритроспермум 5289 Контроль 23,23 4,30 19,84
Fusarium 21,10 -9,2 4,18 -2,9 18,18 -8,4
Helminthosporium 15,16 -34,7 3,63 -15,7 16,40 -17,3
Эритроспермум 5623 Контроль 25,10 4,78 21,96
Fusarium 22,44 -10,6 4,48 -6,3 21,46 -2,3
Helminthosporium 14,40 -42,6 3,38 -29,3 14,89 -32,2
Эритроспермум 5032/1 Контроль 19,99 3,83 19,06
Fusarium 17,88 -10,6 3,43 -10,5 18,04 -5,4
Helminthosporium 13,54 -32,3 3,10 -19,0 16,03 -15,9
Альбидум 4412 Контроль 18,60 4,40 17,49
Fusarium 16,09 -13,5 4,40 0,0 16,56 -5,3
Helminthosporium 12,13 -34,8 3,55 -19,3 15,25 -12,8
Фактор А (сорт) НСР05 0,51 0,15 0,54
Фактор В (заражение) НСР05 0,25 0,08 0,27
Взаимодействие АВ НСР05 0,88 0,26 0,93
"отклонение от контроля в %
Нива Поволжья № 3 (20) август 2011 31
нению с контрольным вариантом. Процент пораженных растений при этом варьировал от 25 до 100. Причем при заражении культурой гриба Helminthosporium показатели были максимально высокими и составили по сортам 85...100 %, а при заражении грибом Fusarium - значительно ниже и находились в пределах от 25 до 70 %.
Искусственное заражение семян возбудителями корневых гнилей оказывало существенное влияние и на развитие проростков яровой пшеницы. В опытах оценка вредоносности возбудителей проводилась по следующим показателям: длина проростков, число и длина зародышевых корешков.
Сильное угнетение развития проростков яровой пшеницы наблюдалось при заражении семян культурой гриба Helmin-thosporium. По всем изучаемым сортам это вызывало снижение длины проростков на 3,73.10,70 см (19,0.46,0 %) относительно контрольных вариантов, число зародышевых корешков уменьшалось на 0,68. 1,40 шт. (15,7.29,6 %), а длина корешков -на 2,19.7,08 см (10,8.32,2 %). Заражение семян культурой гриба Fusarium оказывало меньшее влияние на развитие проростков яровой пшеницы. Так, снижение длины проростков составляло по сортам 1,19. 4,05 см (6,1.18,4 %), число и длина зародышевых корешков уменьшались на 0,13. 0,60 шт. (2,9.15,1 %) и 0,50.1,66 см (2,3.8,4 %) соответственно.
По всем изучаемым сортам длина проростков в вариантах с заражением культурой гриба Helminthosporium существенно уступала контролю. При этом максимальное снижение было отмечено на сортах Золотица и Эритроспермум 5623 (46,0 и 42,6 % соответственно). В вариантах с заражением семян культурой гриба Fusarium наибольшее снижение длины проростков наблюдалось у сортов Кинельская отрада (на 18,4 %) и Золотица (18,3 %) (табл. 2). Искусственное заражение оказывало также негативное влияние на число и длину зародышевых корешков, значения которых достоверно уступали контрольным вариантам по всем изучаемым сортам. Так, при заражении культурой гриба Helminthospo-rium число зародышевых корешков в большей степени снижалось на сортах Ки-нельская отрада (на 29,6 %) и Эритроспермум 5623 (на 29,3 %), в вариантах с Fusarium - на сортах Кинельская краса и Золотица (15,1 и 13,6 % соответственно), а у образца Альбидум 4412 значение показателя было на уровне с контролем. Длина зародышевых корешков у большинства
сортов и линий, зараженных культурой гриба Helminthosporium, снижалась почти на четверть по сравнению с контролем. У Эритроспермум 5623 наблюдалось еще большее снижение этого показателя - на 32,2 %. При заражении грибом Fusarium наиболее высокое снижение отмечено на сортах Эритроспермум 5289 и Кинельская нива (на 8,4 и 7,3 % соответственно).
Из изученных возбудителей корневых гнилей наиболее высокой патогенностью в условиях Самарской области обладают грибы рода Helminthosporium. Выделенная в чистую культуру форма гриба показала очень высокую агрессивность и вирулентность ко всем исследуемым сортам, вызывала сильное угнетение развития проростков яровой пшеницы, существенно снижая их длину, а также число и длину зародышевых корешков.
Концентрации суспензий грибов-возбудителей (Helminthosporium - 80 000 конидий/мл, Fusarium - 500 000 конидий/мл) дают возможность получить высокий процент пораженных растений и позволяют выделить относительно устойчивые к корневым гнилям сорта яровой пшеницы.
Основные возбудители корневых гнилей (Helminthosporium и Fusarium) в Самарской области, несмотря на различную потенциальную агрессивность и вирулентность, способны поражать все районированные сорта яровой пшеницы и оказывать ощутимый негативный эффект на начальных этапах развития растений.
Сорта яровой мягкой пшеницы, выделенные как относительно устойчивые к основным возбудителям корневых гнилей, Эритроспермум 5623, Эритроспермум 5199, Эритроспермум 5289, Эритроспермум 5032/1, Кинельская краса, Кинельская нива предлагаются для включения в селекционные программы по созданию относительно устойчивых к корневым гнилям сортов.
Литература
1. Stack, R. W. Root and crown rot of small grains / R. W. Stack, M. McMullen // NDSU Extension Bull. - 1995. - P. 785.
2. Койшибаев, М. Основные болезни яровой пшеницы, вызываемые грибами из класса Deuteromycetes, в Казахстане / М. Койшибаев // Первый съезд микологов России. - М., 2002. - С. 189.
3. Коломиец, Т. М. Патогенный комплекс возбудителей корневой гнили пшеницы в различных регионах Российской Федерации / Т. М. Коломиец // Первый съезд микологов России. - М., 2002. - С. 190.
4. Михальченко, Л. М. Загрязнение почвенными фитопатогенами агроэкосистем в Самарской области / Л. М. Михальченко, А. И. Кинчаров, Е. А. Демина, О. Ф. Цуркан // Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства: мат-лы междунар. науч.-практ. конф. - Пенза, 2002. - Т. II. - С. 179-180.
5. Пересыпкин, В. Ф. Болезни зерновых культур при интенсивных технологиях их возделывания / В. Ф. Пересыпкин, С. Л. Тю-терев, Т. С. Баталова. - М.: Агропромиздат, 1991. - 271 с.
6. Conner, R. L. Influence of crop rotation on commune root rot of wheat at barley / R. L. Conner, L. J. Duczek, G. C. Kozub // Can. J. Plant Pathol. - 1996. - Vol. 18, № 3. -P. 247-254.
7. Исмаилова, А. И. Особенности развития и приемы контроля корневых гнилей в адаптивных технологиях возделывания яровой пшеницы в Предкамье Республики Татарстан: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук / А. И. Исмаилова. - Казань, 2005. - 15 с.
8. Марьина-Чермных, О. Г. Биоэкологическое обоснование защиты зерновых культур от корневых гнилей на северо-востоке Нечерноземной зоны РФ: автореф. дис. ... д-ра биол. наук / О. Г. Марьина-Чермных. -Йошкар-Ола, 2008. - 40 с.
9. Кошелева, А. Б. Современные методы защиты семян сельскохозяйственных культур от болезней: монография / А. Б. Ко-шелева, Т. С. Нижарадзе. - Самара, 2008. - 210 с.
УДК 631.576.3:633.16
10. Сидоров, А. А. Эколого-биологичес-кие основы патогенеза злаковых культур при поражении возбудителями корневых гнилей / А. А. Сидоров. - М., 2001. - 182 с.
11. Кривченко, В. И. Селекция растений на устойчивость к болезням и проблема доноров / В. И. Кривченко // Генетические ресурсы и селекция растений на устойчивость к болезням и абиотическим факторам среды. - Л., 1981. - С. 85-97.
12. Johnson, R. Durable resistance: definition of, genetic control, and attenment in plant breeding / R. Johnson // Phytopathology. - 1981. - V. 71, № 6. - P. 567-568.
13. Коломиец, Т. М. Сорта яровой мягкой пшеницы, устойчивые к наиболее вредоносным заболеваниям / Т. М. Коломиец, Е. Д. Коваленко, Д. А. Соломатин и др.; под ред. О. П. Митрофановой // Каталог мировой коллекции ВИР. Выпуск 780. - СПб, 2007. - 34 с.
14. Дёмина, Е. А. Патогенность и вредоносность возбудителей корневых гнилей пшеницы в Самарской области / Е. А. Демина, А. И. Кинчаров // Защита и карантин растений. - 2010. - № 11. - С. 23-24.
15. Лессовой, М. П. Экспресс-метод оценки пшеницы к корневым гнилям / М. П. Ле-совой, Н. И. Кольнобрицкий, Н. И. Сингаев-ская // Защита растений. - 1985. - № 12. -С. 10-11.
16. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
ВЛИЯНИЕ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА НА СТРУКТУРУ ПАТОГЕННОГО КОМПЛЕКСА
КОРНЕВЫХ ГНИЛЕЙ ЯЧМЕНЯ
В. В. Лапина, канд. с.-х. наук, доцент; Н. В. Смолин, доктор с.-х. наук, профессор; А. С. Савельев, канд. с.-х. наук, доцент; А. П. Овчинников, аспирант
ФГОУ ВПО «Мордовский государственный университет», т. 89093281721, E-mail: [email protected]
Применение биологического обеззараживания семян ярового ячменя позволило снизить вредное воздействие корневых гнилей и получить существенную прибавку урожайности. Опрыскивание посевов ячменя регуляторами роста существенно снижало интенсивность развития болезни, тем самым способствовало уменьшению пестицидной нагрузки на агрофитоценоз.
Ключевые слова: ячмень, корневые гнили, инфекция, зараженность, биопрепараты, агрохимикаты, регуляторы роста.
В условиях Республики Мордовия и других регионов России одними из наиболее вредоносных заболеваний зерновых колосовых культур являются корневые гнили. Ежегодные потери урожая зерновых
культур от корневых гнилей в Среднем Поволжье составляют от 10 до 24 %о [1]. По данным республиканского филиала ФГУ «Россельхозцентр» и лаборатории микробиологии Аграрного института Мордовского
Нива Поволжья № 3 (20) август 2011 33
