CC BY
16
УДК 632.3:633.171:58.056
ПОРАЖЕННОСТЬ ПРОСА НЕКРОТИЧЕСКИМ МЕЛАНОЗОМ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ
СУРКОВ А.Ю.,
кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник отдела селекции и семеноводства кукурузы и проса, научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы имени В.В. Докучаева, тел. 8 (47352) 4-61-96, е-mail: [email protected].
СУРКОВА И.В.,
аспирант, научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы имени В.В. Докучаева, тел. 8 (47352) 4-61-96, е-mail: [email protected].
Реферат. Опыт проводился на базе Научно-исследовательского института сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы имени В.В. Докучаева. Продолжительность опыта составила 21 год (1998-2018 гг.). В качестве материала исследований использовались данные по по-раженности некротическим меланозом сорта проса Колоритное 15. Из метеорологических факторов проанализированы количество осадков, относительная влажность воздуха, сумма активных температур, среднесуточная температура и гидротермический коэффициент Г. Т. Селяни-нова (ГТК). Результаты опыта обработаны с помощью корреляционного анализа. В конкретный год изучения проанализированы индивидуальные корреляционные моменты. Анализ метеорологических факторов за период начало выметывание - уборочная спелость и пораженности проса меланозом показал, что наиболее неустойчивым являлось количество осадков и поражен-ность меланозом. На пораженность проса меланозом влияли относительная влажность воздуха, число ночей с росами и суммой активных температур в период начало выметывания - уборочная спелость проса. Чем выше была относительная влажность воздуха, число ночей с росами и ниже сумма активных температур в период начало выметывания - уборочная спелость проса, тем сильнее развивалось заболевание. Раннее выметывание проса сдвигало период заражения меланозом в неблагоприятные условия для развития заболевания. Полученные результаты исследований можно использовать в селекции проса на устойчивость к меланозу при создании провокационных фонов, а также при разработке научно обоснованной защиты проса от меланоза. При этом снизить влияние погодных факторов на развитие меланоза можно с помощью подбора иммунных сортов, а также оптимальных для данного региона сроков посева.
Ключевые слова: просо, селекция, сорт, некротический меланоз, коэффициент корреляции, метеорологические факторы.
THE INFESTATION OF MILLET NECROTIC MELANOSIS IN THE DEPENDENCE FROM THE ENVIRONMENT
SURKOV A.Yu.,
the candidate of agricultural sciences, department of breeding and seed production of maize and millet of the FSBSI «Research Institute of Agriculture of Central-Chernozem Zone of a name of V.V. Dokuchaev», the leading researcher of the department of breeding and seed production of maize and millet, ph. (47352) 4-61-96, 89525424790, e-mail: [email protected].
SURKOVA I.V.,
department of breeding and seed production of maize and millet of the FSBSI «Research Institute of Agriculture of Central-Chernozem Zone of a name of V.V. Dokuchaev», the graduate student, ph. (47352) 4-61-96, 89507746557. E-mail: [email protected].
Essay. The experiment was conducted on the basis of the Research Institute of agriculture of the Central Chernozem Zone of a name of V. V. Dokuchaev. The duration of the experiment was 21 years (1998-2018). As a research material, data on the infestation of necrotic melanosis of the millet variety
Koloritnoye 15 were used. From meteorological factors the amount of precipitation, relative humidity, the sum of active temperatures, average daily temperature and hydrothermal coefficient of G. T. Selyaninov (SCC) were analyzed. The results of the experiment were processed using correlation analysis. Individual correlation moments were analyzed in a particular year of study. Analysis of meteorological factors for the period of the beginning of the appearance of millet panicles -harvesting ripeness and millet melanosis infestation showed that the most unstable was the amount of precipitation and melanosis infestation. On the infestation of millet by melanosis was influenced by relative humidity, the number of nights with dews and sum of active temperatures during the period of the beginning of the appearance of millet panicles -harvesting ripeness. The higher was the relative humidity, the number of nights with dews and lower the amount of active temperatures during the period of the beginning of the appearance of millet panicles -harvesting ripeness, the stronger the disease developed. The early appearance of millet panicles shifted the period of infection with melanosis in unfavourable conditions for disease development. The obtained results can be used in the selection of millet for resistance to melanosis in the creation of provocative backgrounds, as well as in the development of scientifically sound protection of millet from melanosis. At the same time, it is possible to reduce the influence of weather factors on the development of melanosis by selecting immune varieties, as well as optimal sowing dates for the region.
Keywords: millet, selection, variety, necrotic melanosis, coefficient of correlation, meteorological factors.
Введение. Сравнительно новой болезнью проса является меланоз или подпленочный некроз семян (от греческого melanos - черный). Первые сведения о нем появились в начале 70-х гг. [1. - С. 411, 9. - С. 55].
Значительное влияние на степень поражения ядер проса меланозом оказывают метеорологические условия [10. - С. 3-7]..
По одним сведениям, развитию болезни способствует сухая и жаркая погода [4. -С.114, 8. - С. 124], по другим - прохладная и дождливая [2. - С. 61, 3. - С. 110].
Изучение Ю.С. Сурковым [7. - С. 95] поражения меланозом ядер проса 1972-1976 гг., с учетом условий внешней среды в условиях юго-востока ЦЧР, показало, что значительное поражение ядер проса меланозом наблюдалось как в дождливом и прохладном 1976 г., так и в засушливом 1972 г. Развитие меланоза зависело не только от метеорологических факторов перед уборкой проса, но и от численности насекомых (клопиков и цикадок) -переносчиков меланоза. Повреждение ядер насекомыми происходило в фазу молочной спелости, а развитие болезни в поврежденных ядрах продолжалось до уборки, в зависимости от метеорологических условий в конце июля и первой половине августа.
Анализ литературы позволяет отметить, что у исследователей отсутствует единое мнение по изучению влияния погодных факторов на развитие меланоза. На наш взгляд, это связано с отсутствием многолетних наблюдений, различной устойчивостью сортов к данному заболеванию, расчетом усредненной связи без
учета индивидуальных корреляционных моментов в конкретный год изучения.
Целью наших исследований являлось изучение зависимости пораженности проса некротическим меланозом от климатических условий, складывающихся в условиях юго-востока Центрального Черноземья (Каменная Степь). Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи: 1) проанализировать метеорологические факторы за период начало выметывания - уборочная спелость и пораженность проса меланозом; 2) выявить корреляционные связи пораженности проса некротическим меланозом с климатическими условиями в период выметывания - уборочная спелость и пораженность проса; 3) определить индивидуальные корреляционные моменты между показателями в конкретный год изучения.
Материал и методика исследования. По-
раженность проса меланозом определялась соотношением порченых и здоровых обрушенных зерен в 3-х кратной повторности.
Опыт проводился на базе НИИСХ имени В.В. Докучаева. Продолжительность опыта составила 21 год (1998-2018 гг.). В качестве материала исследований использовались данные по пораженности некротическим меланозом сорта проса Колоритное 15.
Устойчивость селекционного материала проса к некротическому меланозу выявлялась на естественном провокационном фоне, который создается на окруженных лесными полосами полях. Здесь в фазу налива и созревания зерна наблюдаются повышенная влажность
воздуха, много ночей с росами в течение продолжительного периода, что способствует развитию некротического меланоза. На опушках лесных полос с дикой растительностью, посевах озимых, в заповедниках развиваются насекомые - переносчики бактерий: полосатая и стеблевые хлебные блохи; полосатая, шеститочечная, темная и зеленая цикадки; полевой и хлебный клопики, которые заселяют поля с вегетирующими озимыми и яровыми культурами, в том числе и просом. Поражен-ность проса меланозом определялась соотношением порченых и здоровых обрушенных зерен в 3-х кратной повторности.
Метеоданные взяты в гидрометеорологической обсерватории «Каменная Степь». Из метеорологических факторов анализировались количество осадков, среднесуточная температура воздуха, относительная влажность воздуха, сумма активных температур, гидротермический коэффициент Г.Т. Селянинова (ГТК) [6. - С.169], число ночей с росами в период начало выметывания - уборочная спелость, когда возможно заражение ядра.
Результаты опыта обработаны с помощью корреляционного анализа. В конкретный год изучения были определены и проанализированы наиболее значимые индивидуальные корреляционные моменты [5. - С. 23].
Результаты исследования. Из метеорологических факторов периода начало выметывания - уборочная спелость проса в 1998-2018 гг. наиболее неустойчивым (наибольшая ве-
личина коэффициентов вариации, СУ) являлось количество осадков, СУ составил 50,0 %, ГТК, СУ составил 50,0 % и число ночей с росами, СУ составил 45,7 %. Это говорит о том, что годы со сравнительно хорошим влаго-обеспечением этого периода чередовались с засушливыми годами (таблица 1).
Величина среднесуточной температуры воздуха изменялась незначительно.
При таких условиях пораженность проса некротическим меланозом отличалась сильным варьированием (таблица 2). Так, пора-женность сорта Колоритное 15 меланозом в 1998-2018 гг. изменялась от 0,3 % в 2014 году до 8,4 % в 2003 году (СУ составил 89,0 %). Продолжительность периода начало выметывания - уборочная спелость проса изменялась незначительно (СУ составил 12,8 %) с 28 дней в 2004 до 51 - в 2013 году.
Полученные в опыте данные свидетельствуют о том, что пораженность проса некротическим меланозом имеет положительную связь с относительной влажностью воздуха, числом ночей с росами и обратную связь с суммой активных температур в период начало выметывания - уборочная спелость проса (таблица 3).
Чем выше была относительная влажность воздуха, число ночей с росами и ниже сумма активных температур в период начало выметывания - уборочная спелость проса, тем сильнее развивалось заболевание.
Таблица 1 - Изменение показателей метеофакторов по годам
Показатели Среднее за 1998-2018 гг. СУ, % Мт Мах
Количество осадков, мм 96,7 50,0 9,1 163,0
Среднесуточная температура воздуха, ° С 21,6 8,6 19,2 27,4
Относительная влажность воздуха, % 62,0 11,0 44,0 75,0
Сумма активных температур, ° С 1185,0 16,3 737,0 1499,0
ГТК 0,8 50,0 0,1 1,6
Число ночей с росами 23,0 45,7 0,0 38,0
Таблица 2 - Изменение показателей пораженности проса меланозом и продолжительности различных периодов развития растений по годам____
Показатели Среднее за 1998-2018 гг. СУ, % Мт Мах
Пораженность меланозом, % 2,1 89,0 0,3 8,4
Продолжительность периода всходы - начало выметывания, дней 40,0 13,5 33,0 52,0
Продолжительность периода начало выметывания - уборочная спелость, дней 43,0 12,8 28,0 51,0
Анализ пораженности проса меланозом и продолжительности периода начало выметывания - уборочная спелость показал, что между ними имеется слабая отрицательная связь. А между пораженностью проса меланозом и периодом всходы - начало выметывания имеется достоверная положительная связь (г = 0,44), т.е. чем продолжительнее был данный период, тем позже начиналось выметывание проса, и происходил сдвиг периода заражения меланозом в более благоприятные для развития заболевания условия. Анализ дат полных всходов и начала выметывания у сорта Колоритное 15 показал, что чем раньше появлялись всходы и, соответственно, раньше начиналось выметывание, тем меньше было меланоза.
Полученные коэффициенты корреляции отражают средние значения соотношения признаков для изученной совокупности. Поэтому при изучении коэффициентов корреляции нам было важно определить и проанализировать индивидуальные корреляционные моменты в конкретный год изучения.
Анализ индивидуальных корреляционных моментов в конкретный год изучения показал, что корреляционные моменты между показа-
телями усиливаются в годы, когда поражен-ность проса меланозом была максимальной и минимальной.
Так, в 2003, 2000, 2004 и 2010 гг. наблюдалось наиболее сильное проявление болезни (2,9 - 8,4 %), а в 2014, 2016 и 2015 гг. отмечена наименьшая пораженность меланозом (0,3 - 0,4 %). В эти годы индивидуальные корреляционные моменты были наиболее значимыми (таблица 4). В остальные 1998, 1999, 2001, 2002, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 20011, 2012, 2013, 2017, 2018 гг. пораженность меланозом была средней 0,6 - 2,5 %, а корреляционные моменты были менее значимы.
В 2000 и 2003 гг. пораженность проса меланозом была наибольшей (5,0 - 8,4 %) и находилась в обратной связи со среднесуточной температурой воздуха и суммой активных температур, в прямой связи с относительной влажностью воздуха, ГТК и числом ночей с росами в период начало выметывания - уборочная спелость. В эти годы наблюдалась повышенная относительная влажность воздуха и пониженная среднесуточная температура и много ночей с росами, что способствовало развитию болезни.
Таблица 3 - Показатели коэффициентов корреляции
между показателями
Показатели Поражен-ность нек-ротиче-ским меланозом, % Количество осадков, мм Среднесуточная температура воздуха, ° C Относительная влажность воздуха, % Сумма активных темпера-тур,°C ГТК Число ночей с росами
Пораженность меланозом, % - 0,04 - 0,03 0,46* - 0,47* 0,10 0,47*
Количество осадков, мм - 0,04 - 0,57** 0,57** - 0,03 0 94*** 0,37
Среднесуточная тем-
пература воздуха, ° C - 0,03 - 0,57** 0 70*** 0,20 - 0,58** - 0,35
Относитель-
ная влаж-
ность воздуха, % 0,46* 0,57** 0 70*** - 0,63** 0,64** 0,60**
Сумма активных
температур, ° C - 0,47* - 0,03 0,20 - 0,63** - 0,33 - 0,75***
ГТК 0,10 0 94*** - 0,58** 0,64** - 0,33 - 0,55**
Число ночей с росами 0,47* 0,37 - 0,35 0,60** - 0,75*** 0,55** -
Примечание: *, **, *** - достоверно соответственно на 5 %, 1 %, 0,1 % уровне значимости
Таблица 4 - Индивидуальные корреляционные моменты между показателями пораженности
проса меланозом и метеофакторами
Показатели Корреляция показателей по годам
2003 г. 2000 г. 2004 г. 2010 г. 2014 г. 2016 г. 2015 г.
Количество осадков, мм 0,18 0,02 - 1,38 - 0,81 0,91 0,44 0,24
Среднесуточная температура воздуха, ° С - 3,89 -0,68 1,85 1,34 0,16 - 0,55 0,99
Относительная влажность воздуха, % 6,44 1,37 0,99 - 1, 17 0,59 - 0,14 - 0,27
Сумма активных температур, ° С - 3,75 - 1,21 - 2,71 0,85 - 1,38 - 0,54 - 0,14
ГТК 1,75 0,4 - 0,59 - 0,77 1,00 0,47 0,24
Число ночей с росами 5,01 2,14 1,01 - 0,96 0,95 0,99 0,89
В 2004 г. посев проса происходил позже оптимальных сроков и поэтому всходы появились 8 июня, а выметывание метелки - в конце июля. Произошел сдвиг благоприятного периода для заражения проса меланозом, когда температура и влажность воздуха были повышенными и много ночей с росами.
2010 г. был самым сухим и жарким за весь период метеонаблюдений в Каменной Степи (с конца XIX века). Растения находились в угнетенном состоянии, что отрицательно сказалось на наливе зерна проса. Повышенная температура воздуха и невысокая относительная влажность воздуха положительно сказывались на численности насекомых переносчиков (клопиков и цикадок) заболевания, что сказалось на пораженности меланозом.
Наименьшая пораженность меланозом (0,3 %) отмечена в 2014 году, когда в период начало выметывания - уборочная спелость выпало 52,8 мм осадков при среднесуточной температуре воздуха 21,3° С, относительная влажность воздуха составила 58 % и было 13 ночей с росами. В этот год выметывание метелок у проса наступило очень рано - 19 июня, что сдвинуло период заражения меланозом в менее благоприятные для развития заболевания условия.
В 2015 и 2016 гг. пораженность проса меланозом была 0,4 %. Выметывание метелок происходило рано: 29 июня в 2015 году и 4 июля в 2016 году. Раннее выметывание сдвинуло период заражения в менее благоприятные для развития заболевания условия. В эти годы пораженность меланозом была в прямой связи с числом ночей с росами, которых было немного - 12 ночей с росами.
Выводы. Таким образом, анализ метеорологических факторов за период начало выметывание - уборочная спелость и пораженно-сти проса меланозом показал, что наиболее
неустойчивым являлось количество осадков и пораженность меланозом. На пораженность проса меланозом влияли относительная влажность воздуха, число ночей с росами и сумма активных температур в период начало выметывания - уборочная спелость проса. Чем выше была относительная влажность воздуха, число ночей с росами и ниже сумма активных температур в период начало выметывания -уборочная спелость проса, тем сильнее развивалось заболевание.
Относительно раннее выметывание проса сдвигало период заражения в менее благоприятные для развития некротического меланоза условия.
Анализ индивидуальных корреляционных моментов в конкретный год изучения показал, что корреляционные моменты между показателями усиливаются в годы, когда поражен-ность проса меланозом была максимальной и минимальной. Наибольшая пораженность проса некротическим меланозом наблюдалась в годы с повышенной относительной влажностью воздуха, большим количеством ночей с росами, пониженной среднесуточной температурой воздуха и суммой активных температур в период начало выметывания - уборочная спелость, а также при позднем посеве и выметывании проса. Наименьшая поражен-ность проса меланозом наблюдалась в годы, когда в период начало выметывания - уборочная спелость была пониженная относительная влажность воздуха, высокая среднесуточная температура воздуха и небольшое количество ночей с росами, а также при раннем выметывании метелок проса, что сдвигало период заражения в менее благоприятные для развития меланоза погодные условия.
Полученные результаты исследований можно использовать в селекции проса на устойчивость к меланозу при создании провока-
ционных фонов, а также при разработке научно обоснованной защиты проса от меланоза. При этом снизить влияние погодных факторов
на развитие меланоза можно с помощью подбора иммунных сортов, а также оптимальных для данного региона сроков посева.
Список использованных источников
1. Дунин М.С., Кан Г.В. Этиология некротического меланоза семян проса // С. - х. биология. - 1974. - Т. 9. - № 3. - С. 411 - 416.
2. Ильин В.А., Михайлова Ю.Я., Рассказова О.С. Пути создания высококачественных сортов проса // Селекция и семеноводство проса: Науч.тр. ВАСХНИЛ. - М.: Колос, 1973. - С. 61 - 74.
3. Койшибаев М. Болезни проса (этиология, характеристика возбудителей, распространение, вредоносность, комплексная защита посевов). - Алматы: РНИ "Бастау", 1998. - С. 110 - 128.
4. Красавин В.Д., Дерябина А.П., Усманова Р.И. Влияние климатических факторов на меланоз зерна проса // Селекция проса на качество зерна и устойчивость к болезням: Науч.тр. ВАСХНИЛ. - М.: Колос, 1979. - С. 114 - 118.
5. Литун П.П., Руденко А.В. Природа изменчивости и коррелятивной зависимости количественных признаков ячменя // Селекция и семеноводство. - Киев, 1985. - Вып. 59. - С. 23 - 27.
6. Селянинов Г.Т. О сельскохозяйственной оценке климата / Г.Т. Селянинов // Труды по сельскохозяйственной метеорологии. - 1928. - Вып. 20. - С. 169 - 178.
7. Сурков Ю.С. Поражение зародыша и ядра проса меланозом в зависимости от условий внешней среды // Селекция проса на качество зерна и устойчивость к болезням: Науч.тр. ВАСХНИЛ. - М.: Колос, 1979. - С. 95 - 103.
8. Ходырев Н.Г. Устойчивость сортов проса к подпленочному поражению ядра // Селекция проса на качество зерна и устойчивость к болезням: Науч.тр. ВАСХНИЛ. - М.: Колос, 1979. -С. 124 - 127.
9. Чумаевская М.А. Бактериальная пятнистость проса и ее возбудитель // Вестник Московского университета. Серия: биология и почвоведение. - 1971. - № 4. - С. 55 - 58.
10. Семыкин В.А., Пигорев И.Я. Проблемы современного растениеводства и пути их решения в условиях Курской области // Проблемы развития сельского хозяйства Центрального Черноземья: материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Курск: Изд-во КГСХА, 2005. - С. 3-7.
List of used sources
1. Dunin M.S., Kan G.V. Etiology of necrotic melanosis of millet seeds // C. - x. biology. - 1974. -V. 9. - № 3. - Р. 411 - 416.
2. Ilyin V.A., Mikhailova Yu.Y., Rasskazova O.S. Ways to create high-quality varieties of millet // Millet selection and seed production: Nauch.tr. VASKHNIL. - M .: Kolos, 1973. - P. 61 - 74.
3. Koyshibaev M. Diseases of millet (etiology, characteristic of pathogens, distribution, harmful-ness, complex protection of crops). - Almaty: RNI "Bastau", 1998. - P. 110 - 128.
4. Krasavin V.D., Deryabina A.P., Usmanova R.I. The influence of climatic factors on the chalk of millet grains // Millet selection on grain quality and disease resistance: Nauch.tr. VASKHNIL. - M.: Kolos, 1979. - P. 114 - 118.
5. Litun P.P., Rudenko A.V. The nature of variability and correlative dependence of the quantitative traits of barley // Selection and seed production. - Kiev, 1985. - Vol. 59. - P. 23 - 27.
6. Selyaninov G.T. On agricultural climate assessment / G.T. Selyaninov // Works on agricultural meteorology. - 1928. - Vol. 20. - P. 169 - 178.
7. Surkov Yu.S. The defeat of the embryo and the nucleus of millet by melanosis depending on the environmental conditions // Selection of millet on grain quality and disease resistance: Nauch.tr. VASKHNIL. - M.: Kolos, 1979. - Р. 95 - 103.
8. Khodyrev N.G. Resistance of varieties of millet to subfilm damage of the nucleus // Selection of millet for grain quality and disease resistance: Nauch.Tr. VASKHNIL. - M.: Kolos, 1979. - P. 124 -127.
9. Chumaevskaya M.A. Bacterial spotting of millet and its pathogen // Herald Mosk. un-that. Series: biology and soil science. - 1971. - № 4. - P. 55 - 58.
10. Semykin V.A., Pigorev I.Y. Problems of modern crop production and ways of their solution in conditions of the Kursk Region // Problems of development of agriculture of the Central Chernozem Region: Materials of all-Russian scientific-practical Conference. - Kursk: Publishing house of the Kursk State Agricultural Academy, 2005. - P. 3-7.
