CC BY
147
УДК 632.4.Q1/.Q8
DOI: 10.20310/1810-0198-2016-21 -2-619-623
РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ И РАЗВИТИЕ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ ЛИСТОВЫХ ПЯТНИСТОСТЕЙ НА ТЕРРИТОРИИ ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЕМНОГО РЕГИОНА
© Ю.В. Зеленева, В.П. Судникова
На основании проведенных исследований выяснено, что лидирующее положение в Тамбовской области занимают сенториозные пятнистости (Septoria tritici Rob. et. Desm., Stagonospora avenae f. sp. triticea Jons., Stagonospora nodorum [Berk.] Castellani et E.G. Germano), ржавчинные заболевания (бурая ржавчина Puccinia recondita Rob. ex Desm. f. sp. tritici), ниренофороз (Pyrenophora tritici repentis), альтернариозные пятнистости (возбудитель - Alternaria spp.). Для стабилизации фитосанитарного состояния агроценозов первоочередной задачей является систематический мониторинг популяционной структуры фитопатогенов на территории Центрально-Черноземного региона для осуществления учета частоты встречаемости видов, определения их положения в фитоценозе и их динамики.
Ключевые слова: бурая ржавчина; сенториоз ншеницы; альтернариозные пятнистости; мучнистая роса; ншеница.
ВВЕДЕНИЕ
Потенциал урожайности зерновых культур зависит от таких элементов структуры урожая, как общая и продуктивная кустистость, число колосьев на 1 м2, число зерен в колосе, масса 1000 зерен. Для реализации перечисленных возможностей растению на всех этапах развития необходимо создавать условия, помогающие избежать потери урожая. В этом немаловажная роль отводится защите посевов от болезней, и в частности, от возбудителей, поражающих лист. Установлено, что удаление листовых пластинок верхних двух листьев приводит к снижению на 15-30 % урожая и значительному ухудшению его качества, наблюдаемому при повреждении растения болезнями и вредителями [1].
Листовые пятнистости являются наиболее эпифи-тотийно опасными заболеваниями пшеницы на территории Центрально-Черноземного региона, вызывающими значительные потери урожая [2-3].
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
В период с 2008 по 2015 г. проводили обследования пшеницы на производственных посевах, полях НИИ и госсортоучастках территории ЦЧР. При сборе образцов пораженных растений особое внимание уделяли районированным в регионе сортам. В результате были собраны образцы с пятидесяти сортов озимой мягкой, тридцати яровой мягкой и пятнадцати яровой твердой пшеницы [4, 5].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
На основании проведенных исследований было выяснено, что лидирующее положение в Тамбовской области занимают септориозные пятнистости (Septoria tritici Rob. et. Desm., Stagonospora avenae f. sp. tritícea Jons., Stagonospora nodorum [Berk.] Castellani et E.G. Germano), ржавчинные заболевания (бурая ржавчина Puccinia triticina), пиренофороз (Pyrenophora
tritici repentis), альтернариозные пятнистости (возбудитель - Alternaria spp.).
Полученные данные свидетельствуют о том, что патогенный комплекс возбудителей листовых пятни-стостей в Тамбовской области изменяется и преобразуется с течением времени. Доля одних возбудителей уменьшается, других - напротив, увеличивается. На эти изменения оказывают влияние агроклиматические факторы, которые могут быть весьма специфичными для каждого конкретного года, а также биологические особенности сортов растений-хозяев.
Так, например, особенно сильное развитие бурой ржавчины (возбудитель - Puccinia triticina) наблюдалось в 2QQ9 и 2Q12 гг. (рис. 1, 2).
Распространенными и эпифитотийно опасными по-прежнему являются септориозные пятнистости. Видовой состав возбудителей септориоза пшеницы был представлен грибами Septoria tritici Rob. et. Desm., Stagonospora avenae f. sp. triticea Jons., Stagonospora nodorum [Berk.] Castellani et E.G. Germano.
Распространение этих видов септориозных пятни-стостей пшеницы в ЦЧР, по-видимому, обусловлено благоприятными климатическими факторами для их развития. Годы, в течение которых проводились исследования, были неодинаковы по среднемесячным значениям температуры, а также характеризовались значительными колебаниями выпадения осадков. Учитывая высокую отзывчивость болезней зерновых культур на обеспеченность влагой и температурный режим, можно объяснить причину изменения частоты встречаемости видов, вызывающих септориоз, в различные годы в Тамбовской области. Так, согласно литературным данным, оптимальная температура для S. tritici составляет от +16 до + 25 °С, а для S. nodorum - от +12 до + 26 °C [4]. Кроме того, в распространении септориоза имеет большое значение умеренно холодная зима и теплое лето с достаточной увлажненностью. При этом также необходимо учитывать роль биологических свойств сорта-хозяина.
60
50
40
30
20
10
0
2008 г. 2009 г. 2010 г. 2011 г. 2012 г. 2013 г. 2014 г. 2015 г.
□ Бурая ржавчина □ Септориоз □ Пыльная головня
□ Твёрдая головня □ Мучнистая роса
Рис. 1. Интенсивность поражения болезнями посевов озимой мягкой пшеницы в Центрально-Черноземном регионе (2008-2015 гг.)
60 50 40 30 20 10 0
2008 г. 2009 г. 2010 г. 2011 г. 2012 г. 2013 г. 2014 г. 2015 г.
□ Бурая ржавчина □ Септориоз □ Пыльная головня
□ Твёрдая головня □ Мучнистая роса
Рис. 2. Интенсивность поражения болезнями посевов яровой пшеницы в Центрально-Черноземном регионе (2008-2015 гг.)
Доминирующим видом на протяжении всех лет изучения был БерТогйа МИей Частота его встречаемости как на озимых, так и на яровых сортах превышала
90 %. На мягкой яровой пшенице она составляла 92 %, на мягкой озимой - 94 %, на твердой яровой пшенице -99 %.
□ 2008 1=12009 1=12010 1=12011 1=12012 1=12013 1=12014 1=12015
8. 8. поёогиш 8. ауепае
Рис. 3. Частота встречаемости видов септориоза в 2008-2015 гг.
Вторым по частоте встречаемости был вид И1а%опо5рота ауепае. Данный гриб отмечался на мягкой озимой и мягкой яровой пшенице в 6 % случаев. Реже всего патоген регистрировался на твердой яровой пшенице - 1 % от общего количества.
Что же касается вида Stagonospora nodorum, то он был отмечен на озимой и яровой пшенице (частота встречаемости - 1 и 2 % соответственно). Таким образом, несмотря на благоприятные погодные условия, не наблюдалось высокой распространенности видов Stagonospora nodorum и Stagonospora ауепае (рис. 3).
Среди большого числа вредоносных грибных болезней пшеницы доминирующее положение в настоящее время занимает бурая ржавчина. Патоген Риеейта ЫНета представляет собой опасность в течение всего периода вегетации растений: от всходов до созревания. Для эффективного контроля эпифитотий необходимы знания структуры популяций возбудителей, устойчивости сортов, региональных агроэкологических особенностей возделывания культуры и развития патогена.
В результате проведенных исследований было установлено, что популяция возбудителя бурой ржавчины пшеницы обладает большой степенью гетерогенности. Она включает 44 аллели вирулентности. Доминируют высокоагрессивные рр-гены, на долю которых в структуре приходится до 56,5 % поразившихся сортов от числа изученных.
По степени выраженности фенотипы популяций на районированных сортах яровой и озимой пшеницы разделялись на слабовыраженный фенотип (0-15 генов вирулентности), средневыраженный фенотип (15-17 генов вирулентности) и высоковыраженный (18 и более генов вирулентности).
Преобладал высоковыраженный фенотип. Он формировался на сортах яровой пшеницы: Тризо, Л-503, Лебедушка, Воронежская 16, Виза-Виза, Воронежская 6, Симбирцит, Курская 2038, Жница, Иволга, Экадо 109, Софья, Обская 14; озимой пшеницы: Синтетик, Черноземка 115, Мироновская 808, Рубин, Заря, Скипетр, Бирюза, Базальт.
Наиболее высокий показатель зарегистрирован на сорте Базальт - 35 рр-генов. Субпопуляции патогена из этих же сортов обладали также и высоким индексом вирулентности - от 0,7 до 3,9 ед.
Полученные данные показали, что при составлении селекционных программ на иммунитет при создании сортов, обладающих эффективной устойчивостью к бурой ржавчине на территории ЦЧР, можно рекомендовать селекционерам использовать изогенные линии, несущие Ьг9, Ьг14ав, Ьг19, Ьг25, Ьг28, Ьг29, Ьг36, Ьг38, Ьг47, Ьг Тг, Ьг39 (41), Ьг40, Ьг44, Ьг50. Данные гены проявляют ювенильную устойчивость, являются эффективными и высокоэффективными.
На яровую пшеницу бурая ржавчина попадает преимущественно с озимых сортов, ближе к концу вегетации растений. Поэтому, на наш взгляд, главная роль должна принадлежать сортам с неспецифической и возрастной устойчивостью. Использование генов Ьг22, Ьг28, Ьг37 и Lr44 обеспечивают защиту на более поздних периодах развития ржавчины.
Ежегодно отмечается нарастание в патогенном комплексе альтернариозных пятнистостей (возбудитель - ЛНетапа аЙегааТа).
Род ЛНетапа представляет собой весьма большую и разнообразную по биологическим характеристикам группу микромицетов, многие из которых имеют широкое распространение. Среди представителей этого рода известны виды с разной степенью паразитизма (от сапротрофов до биотрофов), уровнем специализации и специфическими взаимоотношениями с растениями-хозяевами. Виды рода ЛНетапа часто обнаруживаются на злаках и считаются возбудителями черного зародыша и листовой пятнистости зерновых культур во многих странах мира. Они способны «загрязнять» зерно своими метаболитами, токсичными не только для растений, но и для человека и животных [6]. Для идентификации возбудителя проведена изоляция гриба в чистую культуру.
Были получены изоляты с девяти сортов мягкой озимой пшеницы: Ариадна, Белгородская 16, Волжская 100, Дон 93, Заря, Льговская 4, Льговская 167, Московская 56, Московская 70, а также с шести сортов яровой пшеницы: Биора, Дарья, Жница, Кинельская 97, Крас-нокутка 10 и Красноуфимская. При выращивании на картофельно-морковном агаре колонии со всех представленных сортов (как озимых, так и яровых) имели бархатистый слаборазвитый воздушный мицелий, серого цвета, иногда с вкраплениями оливкового или
розового пигмента. Данный тип колоний является характерным для Alternaria alternata, что в дальнейшем и было подтверждено методами микроскопии.
В последние годы на посевах пшеницы территории ЦЧР получает распространение желтая пятнистость (пиренофороз). Первые симптомы болезни наблюдаются весной в виде мелких желто--коричневых пятен, которые увеличиваются и принимают форму линзы, окруженной небольшой желтой зоной. Затем пятна срастаются и распространяются от верхушки листа к его основанию, листья желтеют и отмирают. Степень проявления болезни зависит от стадии развития растений пшеницы, погодных условий, концентрации инокулю-ма. Нижние более старые листья поражаются сильнее, чем молодые [7]. Максимальное поражение возбудителем наблюдается в фазе молочно-восковой спелости растений. Относительную устойчивость проявили районированные в 5 регионе сорта яровой пшеницы Бе-зенчукская 182, Донская элегия, КВС Авилон и озимой Антонивка, Безенчукская 380, Звонница.
Мучнистая роса (Erysiphe graminis Б.С.Бр. 1гШс1 Ет. МагЛа1) проявляется на листьях, стеблях, листовых влагалищах, колосьях. Болезнь можно распознать по белому налету, образованному мицелием и кони-диеносцами на поверхности листьев, а на более поздних стадиях - по сферическим темно-коричневым или черным плодовым подушечками (клейстокарпиями), которые развиваются на сплетениях мицелия. Отмечено, что возбудитель сильнее развивается на посевах озимой пшеницы, посеянной в ранние, а яровой - в поздние сроки. Усилению болезни способствует чередование сухой и влажной погоды. Вспышки болезни отмечались в годы с относительно прохладной погодой весной или в начале лета. При испытании сортообраз-цов Северо-американской и Латиноамериканской гибридных групп, СИММИТ, а также сортов и гибридов из Восточноазиатской экологической группы отобрано 25 сортообразцов, устойчивых к болезни. В их числе:
сложные гибриды под каталогами 31197, 31168, 31174, 31239, 32284, 33689, 366618, 31232, 31265, 31362, 34267 - США, 3177Q, 34928, 34932, 3Q649, 34955 -Мексика, 3Q1Q7, 3Q3Q4, 31781, 31891, 32Q5Q, 32Q69, 32216, 32380 - СИММИТ, 3Q63Q - Сирия.
Таким образом, считаем, что для стабилизации фи-тосанитарного состояния агроценозов первоочередной задачей является систематический мониторинг попу-ляционной структуры фитопатогенов на территории ЦЧР для осуществления учета частоты встречаемости видов, определения их положения в фитоценозе и их динамики.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Петинов Н.С., Павлов А.Н. О роли отдельных органов в наливе зерна пшеницы // ДАН СССР. 1957. № 117 (1). С. 146-149.
2. Зеленева Ю.В., Плахотник В.В., Судникова В.П., Денисова Ю.М. Создание источников устойчивости яровой пшеницы к опасным болезням и вредителям в условиях Центрального Черноземья // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2015. № 3 (57). С. 20-27.
3. Плахотник В.В., Зеленева Ю.В., Судникова В.П. Источники и высокоэффективные доноры для селекции яровой пшеницы на устойчивость к стрессовым факторам среды // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2014. № 1 (50). С. 109-113.
4. Зеленева Ю.В., Судникова В.П. Устойчивость видов Triticum L. к возбудителям заболевания септориоза // Теоретические и прикладные аспекты современной науки. Серия: естественно-техническая. Тамбов, 2015. С. 137-154.
5. Зеленева Ю.В. Иммунологическое обоснование селекции пшеницы на устойчивость к возбудителю Septoria tritici Rob. et. Desm. в условиях ЦЧР: автореф. дис. ... канд. сельскохоз. наук. Мичуринск, 2009. 23 с.
6. Ганнибал Ф.Б. Виды рода Alternaria в семенах зерновых культур в России // Микология и фитопатология. 2008. Т. 42. № 2. С. 359368.
7. Cox D.J., Hosford R.M. Resistance winter wheats compared at differing growth stages and leaf positions for tan spot severity // Plant Dis. 1987. V. 71. P. 883-886.
Поступила в редакцию 1Q марта 2Q16 г.
UDC 632.4.01/.08
DOI: 10.20310/1810-0198-2016-21 -2-619-623
PREVALENCE AND DEVELOPMENT OF LEAF SPOTTINESS AGENTS ON THE TERRITORY OF CENTRAL AND BLACK EARTH REGION
© Y.V. Zeleneva, V.P. Sudnikova
On the basis of the survey, it was found that the leading position in the Tambov province occupy septoria blotch (Septoria tritici Rob. et Desm., Stagonospora avenae f. sp. triticea Jons., Stagonospora nodorum [Berk.] Castellani et E.G. Germano), rust diseases (leaf rust Puccinia recondita Rob ex Desm. f. sp. tritici), pirenoforosis (Pyrenophora tritici repentis), alternariosis spot (pathogen - Alternaria spp.). We believe that in order to stabilize the phytosanitary condition of agroecosystems priority is the systematic monitoring of population structure of plant pathogens in the territory of the Central Black Earth region for the implementation of accounting frequency of occurrence of the species to determine their position in the phytocenosis and their dynamics.
Key words: brown rust; septoriosis of wheat; alternariosis spot; powdery mildew; wheat.
REFERENCES
1. Petinov N.S., Pavlov A.N. O roli otdel'nykh organov v nalive zerna pshenitsy. Doklady Akademii naukSSSR, 1957, no. 117 (1), pp. 146149.
2. Zeleneva Yu.V., Plakhotnik V.V., Sudnikova V.P., Denisova Yu.M. Sozdanie istochnikov ustoychivosti yarovoy pshenitsy k opasnym boleznyam i vreditelyam v usloviyakh Tsentral'nogo Chernozem'ya. Voprosy sovremennoy nauki i praktiki. Universitet imeni V.I. Vernadskogo, 2015, no. 3(57), pp. 20-27.
3. Plakhotnik V.V., Zeleneva Yu.V., Sudnikova V.P. Istochniki i vysokoeffektivnye donory dlya selektsii yarovoy pshenitsy na ustoychivost' k stressovym faktoram sredy. Voprosy sovremennoy nauki i praktiki. Universitet imeni V.I. Vernadskogo, 2014, no. 1 (50), pp. 109-113.
4. Zeleneva Yu.V., Sudnikova V.P. Ustoychivost' vidov Triticum L. k vozbuditelyam zabolevaniya septorioza. Teoreticheskie i prikladnye aspekty sovremennoy nauki. Seriya: estestvenno-tekhnicheskaya, Tambov, 2015, pp. 137-154.
5. Zeleneva Yu.V. Immunologicheskoe obosnovanie selektsii pshenitsy na ustoychivost' k vozbuditelyu Septoria tritici Rob. et. Desm. v usloviyakh TsChR. Avtoreferat dissertatsii ... kandidata sel'skokhozyaystvennykh nauk. Michurinsk, 2009. 23 p.
6. Gannibal F.B. Vidy roda Alternaria v semenakh zernovykh kul'tur v Rossii. Mikologiya i fitopatologiya, 2008, vol. 42, no. 2, pp. 359368.
7. Cox D.J., Hosford R.M. Resistance winter wheats compared at differing growth stages and leaf positions for tan spot severity. Plant Dis., 1987, vol. 71, pp. 883-886.
Received 10 March 2016
Зеленева Юлия Витальевна, Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина, г. Тамбов, Российская Федерация, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры медицинской биологии с курсом инфекционных болезней, e-mail: [email protected]
Zeleneva Yuliya Vitalevna, Tambov State University named after G.R. Derzhavin, Tambov, Russian Federation, Candidate of Agriculture, Associate Professor of Medical Biology with a Course of Infectious Diseases Department, e-mail: [email protected]
Судникова Валентина Павловна, Среднерусский филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Тамбовский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» (Среднерусский филиал ФГБНУ Тамбовский НИИСХ), п. Новая жизнь, Тамбовский район, Тамбовская область, Российская Федерация, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник иммунитета растений, e-mail: [email protected]
Sudnikova Valentina Pavlovna, Middle Russian branch of Federal State budgetary scientific institution "Tambov Scientific-Research Institute of Agriculture" (Middle-Russian branch of FSBSI Tambov Scientific-Research Institute of Agriculture), settlement Novaya Zhizn, Tambov district, Tambov province, Russian Federation, Candidate of Agriculture, Leading Research Worker of Plants Immune System Laboratory, e-mail: [email protected]
