CC BY
32
УДК 632.938:633.11
DOI: 10.20310/1810-0198-2017-22-5-804-808
СТАТУС ЗАРАЖЕНИЯ ГРИБАМИ ИЗ РОДА FUSARIUM СЕМЯН И КОРНЕЙ В ЦЕНТРАЛЬНО-ЧЕРНОЗЕМНОМ РЕГИОНЕ
© Т.С. Полунина, В.А. Лавринова, М.П. Леонтьева
Среднерусский филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр им. И.В. Мичурина» 392553, Российская Федерация, Тамбовская обл., Тамбовский р-он, пос. Новая Жизнь, ул. Молодежная, 1 E-mail: tmbsnifs@mail.ru
Выявлено влияние погодных условий на уровень зараженности семенного материала и интенсивность поражения озимой пшеницы корневыми гнилями фузариозно-гельминтоспориозной этиологии, с преобладанием сапрофитных грибов Fusarium spp. и Alternaría spp., оказывающих вредоносное воздействие на зерновки. Изучено влияние высокой температуры и высокой влажности на развитие и распространение заболевания подекадно, которые спровоцировали активность заражения колоса фузариозом, в результате чего инфицированность посевн ого материала превысило пороговое значение. Отмечено, что усилению развития болезни способствовали сорта, которые были менее или более восприимчивы к данному возбудителю. Выяснено, что колебание температур, наличие оттепелей в зимний период, высокая влажность воздуха, избыточное увлажнение почвы и нестабильный температурный режим (до низких температур, близких к нулю) привели к резкому усилению снежной плесени (Microdochium nivale) ранней весной.
Ключевые слова: озимая пшеница; корневые гнили; климатические условия; интенсивность поражения; фито-экспертиза; возбудитель
ВВЕДЕНИЕ
Большинство видов рода Fusarium - сапротрофы (в ризосфере, на мертвых растительных остатках и поверхности корней в почве), некоторые факультативные паразиты высших растений с различной степенью паразитизма, адаптированных преимущественно к поражению определенных растений.
Грибы паразитируют на зерне и корнях хлебных злаков, поражают всходы, колосья, пазухи листьев и листовые пластинки. Наиболее важный симптом поражения - это поражение колосьев, которое приводит к снижению полевой всхожести, уменьшению количества зерен в колосе и массы тысячи семян. Если грибы рано достигают зародыша семени, то это приводит к его гибели. Ухудшаются хлебопекарные и пивоваренные качества зерна, и продуцируются микотоксины.
Источником инфекции зерновых культур Fusarium spp. являются растительные остатки, семена и почва, которая является стабильным источником заражения, где скапливаются огромные запасы данного возбудителя. Многолетними резервуарами фузариозной инфекции важную роль играют другие сельскохозяйственные растения (кукуруза, многочисленные злаки, сегеталь-ная растительность), входящие в круг соответствующего фитопатогенного гриба.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
В 2015-2016 гг. проводился анализ семенного зерна сортов озимой пшеницы в лаборатории филиала ФГБНУ «ФНЦ им. И.В. Мичурина». Фитоэкспертизу
семян (видовой состав патогенных и сапрофитных микроорганизмов) определяли в рулонах фильтровальной бумаги по ГОСТу 12044-93 в четырехкратной по-вторности.
Цель: изучить влияние климатических факторов на зараженность зерновок, корневой системы и листовой поверхностиозимой пшеницы фузариозной микрофлорой.
Задача: обобщить наблюдения и проанализировать полученные данные о влиянии р. Fusarium на семенной материал, листовой аппарат и корневую систему в зависимости от погодных условий в северо-восточной части Центрального Черноземья.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Для получения стабильно высоких урожаев зерновых культур важно соблюдать одно из трех направлений, которое позволит применять целенаправленно химические препараты для подавления патогенов: определение зараженности семян, проростков и всходов возбудителями болезней.
Анализ семенного зерна на зараженность фитопа-тогенами за два года исследования на сортах озимой пшеницы выявил нарастание фузариозной инфекции в 2016 г. Этому способствовало выпадение относительно большого количества осадков (50 мм) и температуры около 22,5 °С в третьей декаде июня 2015 г. (что совпадало с цветением культуры), которые спровоцировали активность заражения колоса Fusarium spp. В результате зараженность семян на восприимчивых сортах Мироновская 100 и Губернатор Дона превышало ПВ
Таблица 1
Фитоэкспертиза семян озимой пшеницы
Сорт Зараженность семян патогенами, % Всхожесть, %
Fusarium spp. Alternaría spp.
2015 2016 2015 2016 2015 2016
Северодонецкая Юбилейная 5 7 65 69 87 95
Ермак 5 7 62 64 92 92
Скипетр 2 6 71 68 84 90
Дон Эко 1 11 58 42 94 94
Мироновская 100 4 27 63 54 94 76
Крастал 3 10 67 38 94 96
Губернатор Дона 5 21 81 28 89 91
Одесская 200 1 10 72 38 83 95
Гром 2 11 64 48 87 89
Московская 39 0 13 74 41 78 82
Московская 56 3 10 74 53 72 86
Таблица 2
Прикорневые гнили корешков и проростков
Сорт Интенсивность поражения, % Степень поражения, % Распространение, %
2015 2016 2015 2016 2015 2016
Северодонецкая Юбилейная 7,8 15,8 60,2 23,8 13,0 49,0
Ермак 4,9 16,7 58,9 42,5 8,0 38,0
Скипетр 4,0 17,0 57,9 48,7 8,0 31,0
Дон Эко 2,8 18,0 30,1 42,5 8,0 42,2
Мироновская 100 8,5 24,5 57,0 66,2 15,0 37,0
Крастал 5,4 13,8 29,2 43,0 18,0 32,0
Губернатор Дона 4,0 15,7 50,0 56,0 8,0 24,0
Одесская 200 5,2 12,5 55,3 40,2 9,0 31,0
Гром 24,5 17,4 65,1 48,5 30,0 34,2
Московская 39 2,0 31,0 50,6 59,6 4,0 52,0
Московская 56 2,9 17,7 71,8 60,3 4,0 29,1
на 6-12 % соответственно. Однако сорта Северодонецкая Юбилейная, Скипетр и Ермак отмечались устойчивостью (2-7 %) к поражению семян грибами рода Fusarium за период исследований, похожая ситуация наблюдалась и по отношению к альтернариозу (табл. 1).
В 2015 г. семенной материал сортообразца Московская 39 был свободен от фузариозной инфекции, но на следующий год превышение уже составило 11 %. Возбудитель на пяти сортах превосходил по зараженности второй год исследований над первым без существенной разницы (от 7 до 10 %). С 2011 по 2013 г. происходило также нарастание биопатогена от 3 до 22 %, в 2014 г. зараженность семян фузариозом на отдельных сортах могла достигать 32 %, а гельминтоспориозом, наоборот, уменьшалось. За последние годы происходило постепенное нарастание фузариозной инфекции на семенах, которая увеличилась в 4 раза, отрицательно сказавшись на всхожести.
Усилению развития болезни способствовали восприимчивые сорта, несбалансированное внесение удобрений, размещение посевов по поражаемым предшественникам, монокультура, зараженные семена, некачественное протравливание семян, пораженные послеуборочные остатки, системы обработки почвы,
повышенная влажность воздуха в период формирования зерна, запаздывание со сроком уборки урожая.
По состоянию здоровья проростков, корешков и заражения их возбудителем прослеживалась такая же тенденция, как и на семенах. Происходило увеличение интенсивности поражения фузариозными гнилями в 2016 г. в 2-15,5 раза в сравнении с предыдущим периодом (табл. 2).
В 2015 г. поражение интенсивнее проявлялось на сорте Гром (24,5 %), в последующем превалировали Московская 39 (31 %) и Мироновская 100 (24,5 %). В год, когда установилась повышенная влажность воздуха в период формирования зерна и происходило запаздывание со сроком уборки урожая, практически все исследуемые сорта превышали ПВ, за исключением Одесской 200 и Крастал. По отношению к исследуемым годам в период с 1995 по 2009 г. семена озимой пшеницы были заражены гнилями от 13 до 47 % гель-минтоспориозно-фузариозной этиологии. Следует понимать, что максимальная хозяйственная эффективность протравливания семян проявляется при инфици-рованности семян возбудителями корневых гнилей 1530 %, выше 30 % они становятся непригодными на посевные цели.
Распространение фузариозной инфекции в 2016 г. по сравнению с предшествующим также увеличилось в разы (2,5-13); максимально - на Московской 39, минимально - на сорте Крастал. Распространение заболевания на сорте Гром за годы исследований оставалось стабильной (30 против 34,2 %).
Семена озимой пшеницы, прошедшие испытания в лаборатории, были высеяны для дальнейших исследований в естественных полевых условиях. На сортовых посевах по усредненным данным, начиная с 2014 г., шло нарастание поражения гнилями корневой системы с 3,5 до 47,5 % (табл. 3).
В 2014 г. заболевание носило депрессивный характер и было вызвано гельминтоспориозной инфекцией; в 2015 г. - умеренное развитие фузариозно-гельминто-спориозной этиологии, и в последующем периоде отмечалось эпифитотийное поражение фузариозной гнилью прикорневой и корневой системы. Следует отметить, что в период с 1995 по 2010 г. интенсивность поражения возбудителем была депрессивно-умеренной, в пределах от 1 до 13 %.
Однако до стадии кущения зерновых культур первичное заражение корневой системы озимой пшеницы осуществляли питиевые грибы, после которых ослабленное растение сильнее поражалось гнилями различной этиологии.
Динамика зараженности сортов озимой пшеницы возбудителями корневых гнилей (Fusarium spp., Bipolaris sorokiniana) по годам была нестабильной (рис. 1). За девятилетний период интенсивность поражения постепенно нарастала с 17,4 до 25,4 % с максимальным проявлением заболевания в 2006 г. И с этого времени началось снижение возбудителя, вплоть до 2009 г (2,1 %). В последующем пятилетнем периоде степень поражения была слабой (2,8-10,4 %), с незначительным превышением в 2011 г. И уже с 2015 г. началось увеличение заражения фузариозной корневой и прикорневой гнилью, с максимальным проявлением в 2016 г. (48,8 %).
В 2016 г. сложились благоприятные условия для развития и распространения снежной плесени. При повышенной влажности, высокой температуре, превышении экономического порога вредоносности в почве, растительных остатках в посевах уже осенью отмечалось развитие гриба Microdochium nivale в виде мицелия. По литературным данным возбудитель в большом количестве обитает в почве как сапрофит на органических остатках, довольно устойчив против низкой температуры и во многих случаях выдерживает относительно высокую температуру. Гриб паразитирует при температуре близкой к 0 °С и высокой влажности воздуха [1-2].
Таблица 3
Корневые и прикорневые гнили
Обработка Интенсивность Степень Распространение, %
семян | растений поражения, % поражения, %
2014 г.
Контроль | б/обр 3,5 7,0 28
2015 г.
Контроль | б/обр 12,2 32,0 93,3
2016 г.
Контроль | б/обр 47,5 47,5 100
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Рис. 1. Динамика зараженности сортов озимой пшеницы фузариозно-гельминтоспориозными корневыми гнилями (1998-2016 гг.)
Колебание температур, наличие оттепелей в зимний период, высокая влажность воздуха, избыточное увлажнение почвы и нестабильный температурный режим (до низких температур, близких к нулю) привели к резкому усилению заболевания ранней весной 2017 г. Изменение климатических условий способствовало благоприятному развитию и распространению фитопатогена с 2015 г., и, судя по создавшейся ситуации, активность возбудителя будет нарастать и в дальнейшем.
Снежная плесень отмечалась сразу же после схода снега в виде водянистых больших овальных пятен бледно-желтого цвета на листьях, листовых влагалищах, что привело к разрушению и отмиранию. И поэтому сильно пораженные посевы весной приходилось пересевать ячменем, яровой пшеницей и незначительными посевами кукурузы.
ВЫВОДЫ
Таким образом, климатические факторы во время вегетации озимой пшеницы оказали сильное влияние на состояние семенного материала, гнилей корешков и проростков. Общая зараженность и интенсивность поражения оставались максимальными во влажном 2016 г.
На степень зараженности семян грибковыми заболеваниями повлияли погодные условия вегетационного периода 2015 г., максимальным накопителем было зерно урожая 2016 г.
Из-за высокой температуры и влажности произошло увеличение заболевания прикорневой гнилью в последующем году, где прослеживалась зависимость развития фитопатогенов на растениях от влияния погодных факторов, подекадно связанных с фазами растения-хозяина. Развитие фузариозной инфекции было выше ПВ, возбудитель обыкновенной корневой гнили отсутствовал или находился в депрессивном состоянии.
Сорта Северодонецкая Юбилейная, Ермак и Скипетр отличались относительной стабильностью по распространению возбудителя на семенах за два года исследования.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Степанов К.М. Грибные эпифитотии (Введение в общую эпифи-тотиологию грибных болезней растений). М.: Сельхозиздат, 1961. 471 с.
2. Пригге Г., Герхард М., Хабермайер И. Грибные болезни зерновых культур. Лимбургерхоф: Ландвиртшафтсферлаг, 2004. 192 с.
Поступила в редакцию 12 мая 2017 г.
Полунина Татьяна Сергеевна, Среднерусский филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр им. И.В. Мичурина», пос. Новая Жизнь, Тамбовский район, Тамбовская область, Российская Федерация, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, e-mail: tmbsnifs@mail.ru
Лавринова Валентина Алексеевна, Среднерусский филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр им. И.В. Мичурина», пос. Новая Жизнь, Тамбовский район, Тамбовская область, Российская Федерация, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией защиты растений, e-mail: tmbsnifs@mail.ru
Леонтьева Марина Петровна, Среднерусский филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр им. И.В. Мичурина», пос. Новая Жизнь, Тамбовский район, Тамбовская область, Российская Федерация, младший научный сотрудник, e-mail: tmbsnifs@mail.ru
UDC 632.938:633.11
DOI: 10.20310/1810-0198-2017-22-5-804-808
THE STATUS OF MUSHROOMS INFECTION OF FUSARIUM CLASS OF SEEDS AND ROOTS IN THE CENTRAL BLACK-EARTH REGION
© T.S. Polunina, V.A. Lavrinova, M.P. Leonteva
Middle Russian Branch of Federal State Budgetary Scientific Institution "Federal Scientific Centre named after I.V. Michurin" 1 Molodezhnaya St., Novaya Zhizn Settlem., Tambov province, Tambov region, Russian Federation, 392533 E-mail: tmbsnifs@mail.ru
The influence of weather conditions on seed infection rate and intensity of winter wheat root lesion by rots fusarial-helminthosporiose etiology, with a predominance of saprophytic fungi Fusarium spp. and Alternaria spp., providing a malicious effect on grain is revealed. The influence of high temperature and high humidity on the development and spread of the disease every 10 days, which provoked activity of Fusarium head blight infection, resulting in contamination of seed material exceeded threshold. It is noted that the strengthening of the development of the disease contributed to varieties that were more or less susceptible to this relation. It is
found that the fluctuation in temperature, presence of thaw in winter, high humidity, excessive moisture and unstable soil temperature (up to low temperatures close to zero) drastically enhance snow mold (Microdochium nivale) in early spring.
Keywords: winter wheat; root rot; climatic conditions; intensity of lesions; phytoexpert evaluation; pathogen
REFERENCES
Stepanov K.M. Gribnye epifitotii (Vvedenie v obshchuyu epifitotiologiyu gribnykh bolezney rasteniy) [Mushroom Epiphytotics (The Introduction in General Epiphytotics of Mushroom Diseases of Plants)]. Moscow, Sel'khozizdat Publ., 1961, 471 p. (In Russian). Prigge G., Gerkhard M., Khabermayer I. Gribnye bolezni zernovykh kul'tur [Fungoid Diseases of Cereal Crops]. Limburgerhof, Landvirtshaftsferlag Publ., 2004, 192 p. (In Russian).
Received 12 May 2017
Polunina Tatyana Sergeevna, Middle Russian Branch of Federal State Budgetary Scientific Institution "Federal Scientific Centre named after I.V. Michurin", Novaya Zhizn Settlem., Tambov region, Tambov province, Russian Federation, Candidate of Agriculture, Senior Research Worker, e-mail: tmbsnifs@mail.ru
Lavrinova Valentina Alekseevna, Middle Russian Branch of Federal State Budgetary Scientific Institution "Federal Scientific Centre named after I.V. Michurin", Novaya Zhizn Settlem., Tambov region, Tambov province, Russian Federation, Candidate of Agriculture, Head of Plants' Protection Laboratory, e-mail: tmbsnifs@mail.ru
Leonteva Marina Petrovna, Middle Russian Branch of Federal State Budgetary Scientific Institution "Federal Scientific Centre named after I.V. Michurin", Novaya Zhizn Settlem., Tambov region, Tambov province, Russian Federation, Junior Research Worker, e-mail: tmbsnifs@mail.ru
Для цитирования: Полунина Т.С., Лавринова В.А., ЛеонтьеваМ.П. Статус заражения грибами из рода Fusarium семян и корней в Центрально-Черноземном регионе // Вестник Тамбовского университета. Серия Естественные и технические науки. Тамбов, 2017. Т. 22. Вып. 5. С. 804-808. DOI: 10.20310/1810-0198-2017-22-5-804-808
For citation: Polunina T.S., Lavrinova V.A., Leonteva M.P. Status zarazheniya gribami iz roda Fusarium semyan i korney v Tsentral'no-Chernozemnom regione [The status of mushrooms infection of Fusarium class of seeds and roots in the Central Black-Earth region]. Vestnik Tambovskogo universiteta. Seriya Estestvennye i tekhnicheskie nauki — Tambov University Reports. Series: Natural and Technical Sciences, 2017, vol. 22, no. 5, pp. 804-808. DOI: 10.20310/1810-0198-2017-22-5-804-808 (In Russian, Abstr. in Engl.).
