CC BY
54
известия оренбургского государственного аграрного университета
2020 • № 3 (83)
УДК 632.62:635 - 2
Устойчивость тыквенных культур к мелойдогинозу (галловой нематоде)
А.В. Гончаров1, канд. с.-х. наук,; А.А. Шестеперов2, д-р биол. наук, профессор;
С.В. Лычагина2, канд. биол. наук
1 ФГБОУ ВО РГАЗУ
2 ФНЦ - ВНИИЭВ им. К.И. Скрябина и Я.Р. Коваленко РАН
В статье приведены результаты изучения различных тыквенных культур (тыква мускатная, тыква фиголистная, тыква твердокорая, тыква крупноплодная, огурец, люффа, момордика, ангурия, лагенария, патиссон, кабачок) к мелойдогинозу (галловой нематоде) в рассадный период и в период вегетации. Представлена краткая характеристика видов нематоды, их влияния на снижение урожайности и качество продукции видов тыквенных культур. В рассадный период оценка устойчивости к галловой нематоде 38 сортообразцов тыквенных культур показала, что одни растения успели сформировать от 2 до 5 настоящих листов, другие погибли в период формирования первого настоящего листа (балл поражения составлял -8,8 - 9,0) - кабачок сорта Белоплодный, огурец антильский сорта Диетический, тыква твердокорая сорта Голосемянная, тыква крупноплодная сортообразец 4020; сортообразец тыквы фиголистной (Памяти Тараканова) показал себя как иммунный (0 баллов поражения), на корнях растений галлы не образовывались. В период вегетации и плодоношения растений были отобраны 16 сортообразцов с оценкой до 5,0 балла развития мелойдогиноза; один сортообразец показал себя как иммунный - тыква фиголистная Памяти Тараканова, 4 сортообразца - высокоустойчивыми (тыква крупноплодная Спасительница, тыква твердокорая № 2008-10, кабачок-цуккини Аэронавт, люффа цилиндрическая № 70), 6 сортообразцов -среднепоражаемыми (тыква крупноплодная № 1774 и № 4778, тыква твердокорая № 3085, тыква крупноплодная Стофунтовая, патиссон Солнышко, момордика F1 Buba). Остальные сортообразцы оказались сильновосприимчивыми к мелойдогинозу.
Ключевые слова: галловая нематода, мелойдогиноз, тыквенные культуры, тыква, огурец, люффа, момордика, ангурия, лагенария, патиссон, кабачок.
Галловые нематоды - облигатные эндопаразиты корневой системы, вызывающие заболевание мелойдогиноз, являются важным фактором, снижающим урожай большинства сельскохозяйственных полевых и тепличных овощных культур [1 - 3].
Возделывание нематодоустойчивых сортов является одним из наиболее действенных методов борьбы с мелойдогинозом прежде всего в географических зонах обитания галловых нематод [4, 5]. Особенно эффективно оно после проведения противонематодных защитных мероприятий, когда численность галловых нематод минимальная [6, 7].
Известно, что устойчивость к Meloidogyne incognita, M. javanica и М. arenaria присутствует у многих культур, в то время как устойчивость к М. hapla отмечается реже. Что касается тыквенных, например огурца, то до настоящего времени устойчивых к галловым нематодам сортов и гибридов этой культуры не выявлено [1, 6, 8].
Для получения устойчивых к галловой нематоде сортов или гибридов в селекционной работе необходимо использовать устойчивые формы растений-родителей, обладающих искомым качеством, из которых в дальнейшем получают родительские линии с устойчивостью к паразиту [1, 2, 9].
Нематодоустойчивые гибриды и сорта не должны выращиваться на почве, сильно инвази-рованной галловыми нематодами. В их посадках не должно быть восприимчивых к мелойдогинам
растений, которые могут поддерживать популяцию фитогельминта. Оптимальной агротехникой требуется создавать условия для хорошего развития корневой системы [6 - 10].
Селекционерам достаточно трудно найти источники устойчивости в пределах одного вида растений. Огромным потенциалом в данном отношении обладают дикие или родственные виды овощных культур, к которым относятся, например, представители семейства Тыквенные
[1 - 5, 7].
Культуры семейства Тыквенные очень разнообразны и включают в себя более 100 родов и свыше 1000 видов растений. В семейство входят около 30 видов культурных растений из 9 родов. Это овощные и бахчевые культуры, возделываемые ради съедобных плодов: тыква твердокорая (Cucurbita pepo L.), мускатная (Cucurbita mos-chata Duch.) и крупноплодная (Cucurbita maxima Duch.); бахчевые и кормовые (тыквы, арбузы, дыни), овощные (огурцы, патиссоны, кабачки) и технические виды для получения масла (тыква, масличный арбуз), волокон (люффа), посуды (лагенария), а также декоративные виды [1 - 5].
Основные районы возделывания этих растений - юг России (Нижнее Поволжье, Северный Кавказ, Краснодарский край, Оренбургская область, Волгоградская область), где в открытом грунте сохраняются галловые нематоды и поражают тыквенные культуры.
Перед производственным использованием необходимо провести испытания сортообразцов на
агрономия
почве, заражённой галловыми нематодами. Здесь требуется установить степень поражения мелой-догинозом, толерантность и продуктивность этих сортов и гибридов, поскольку в дальнейшем они могут столкнуться с агрессивными расами и видами мелойдогин, устойчивость к которым рекомендованных сортов и гибридов может оказаться относительной [1, 2, 6 - 10].
Оценку видов и сортов тыквы на устойчивость к галловым нематодам в России не проводили, поэтому это является актуальным направлением для исследований.
Материал и методы исследования. Для проведения опытов был получен инвазионный материл галловых нематод. В условиях лаборатории фитогельминтологии, в чашках Петри из поражённых мелойдогинозом корней томата методом мацерации тканей с последующим выделением самок с оотеками была получена популяция южной галловой нематоды (Meloidogyne incognita).
С целью накопления инвазии содержимым выделенных оотек Meloidogyne incognita ино-кулировали 10 растений огурца в 2-литровых пластиковых горшках.
Растения выращивали около 100 дней при температуре 19 - 24 °С. К этому времени на корнях образовались крупные и мелкие многочисленные галлы и сингаллы. После удаления надземной части растений корни огурца измельчали и равномерно перемешивали с грунтом.
Вороночным методом было установлено, что инвазионный фон соответствует 3000 - 4000 личинок и яиц на 100 г грунта. Было подготовлено 11,4 л инвазионного грунта.
Оценку 38 сортообразцов на устойчивость к мелойдогинозу провели, опираясь на методику, разработанную В.Б. Удаловой (1991), «Оценка и отбор сортообразцов огурца на устойчивость к галловым нематодам», адаптировав её для тыквенных культур.
Оценку проводили в два этапа. В качестве контрольного растения использовали огурец, как сильнопоражаемое растение, для сравнения реакции у изучаемых образцов тыквенных культур. При массовом анализе коллекционного материала предварительная оценка на первом этапе позволяет провести отбор сортообразцов по искомому признаку, согласно реакции, полученной на небольшом количестве растений сорта.
Для проведения любого этапа опытов нам требовалось подготовить здоровые и нормально развитые сеянцы в необходимом количестве. Сначала нужно было получить здоровые проростки исследуемых сортообразцов, для первого этапа не более 10 шт. каждого образца, для второго - по 20 шт.
Для получения этих растений брали на 40 % семян больше, на тот случай, если некоторые из
них не прорастут. Затем семена каждого образца промывали в розовом растворе марганцовки, чтобы исключить загнивание, и проращивали по отдельности во влажной марле трое суток. Через три дня более половины семян имели проросток около 2 мм, а другие только наклюнулись.
Подготовка грунта заключалась в тщательном смешивании одной части растительной, плодородной смеси на основе торфа с одной частью промытого крупнозернистого песка. Из такого грунта легко и неповреждённой извлекается корневая система для визуального осмотра.
Посев проводили в рассадные ящики размером 100 х 20 см, высотой 8 см, проросшими семенами в не заражённый галловыми нематодами грунт. Контрольные растения высевали рядами в начале и в середине ёмкости.
На первом этапе опытов оценивали реакцию сеянцев всех имевшихся сортообразцов на мелойдогиноз. Через неделю после всходов по поверхности равномерно внесли подготовленный, заражённый галловыми нематодами, грунт - 15 % по массе.
Для ускорения инокуляции грунт прорыхли-ли тонкой палочкой по рядам и междурядьям с ростками на расстоянии 1 - 1,5 см от стеблей, после чего полили посевы.
В дальнейшем уход за опытными растениями заключался в поддержании оптимальной температуры 22 - 25о С днём, 16 - 19 °С - ночью и 65 - 73%-ной влажности. Осмотр корневой системы сеянцев провели через 38 дней.
Учёт поражения мелойдогинозом корневой системы растений определяли по 10-балльной шкале 2ека. Она подходит для растений с небольшой корневой системой для более точной оценки развития мелойдогиноза, так как имеет больше шагов отличия.
После оценки каждого сеянца в опыте определили степень поражения мелойдогинозом всего сортообразца. Для второго этапа опытов отбирали сортообразцы, имевшие степень поражения не более треёх баллов.
Опыт проводили в открытом грунте в четырёхкратной повторности. Посадочные ямки перед высадкой тыкв заправляли питательной смесью с большой дозой органики, в которую предварительно подмешивали 1/10 часть грунта, содержащего яйца и личинки галловых нематод. Рассаду тыквы высаживали в приготовленные гряды.
В дальнейшем уход заключался в регулярных поливах и прополках сорняков. Дополнительные подкормки минеральными удобрениями, обработки химикатами от болезней и вредителей не проводили.
В начале, после высадки рассады, при ночных похолоданиях растения прикрывали плёнкой. Ве-
известия оренбургского государственного аграрного университета
2020 • № 3 (83)
гетационный период составлял около 100 дней. По окончании опыта корни растений обследовали визуально на предмет образования галлов.
Осмотр поражения корней галловыми нематодами проводили на тёмном фоне после аккуратного извлечения корневой системы подопытных растений из грунта. Учёт поражения корневой системы мелойдогинозом определяли по 5-балльной шкале согласно количеству образовавшихся галлов.
В лаборатории методом мацерации тканей в чашке Петри исследовали ткани корня на предмет развития в галлах самок мелойдогин и наличия оотек с яйцами. Грунт прикорневой зоны исследовали вороночным методом для определения инвазионной нагрузки галловых нематод.
После оценки степени поражения каждого растения в опыте определяли устойчивость сор-тообразца, а затем рассчитывали индекс устойчивости для сортообразца по формуле:
ИУ = 1 1 -
ab N • 5
х 100%
где ab - сумма произведений числа растений на балл поражения;
N - общее число учтённых растений;
5 - наивысший балл поражения корневой
системы.
На основе полученных данных определяли степень устойчивости опытных образцов к галловым нематодам по шкале, разработанной В.Б. Удаловой (6), выделив отдельно растения с индексом устойчивости 100 %.
Проводили подбор семенного материала тыкв (Cucurbina L.) и других тыквенных (Cucurbitaceae L.) культур из 38 сортов - из уже известных и вновь созданных и предлагаемых к государственным испытаниям.
Собственно тыквы были представлены 33 сортообразцами разных видов. Из них тыква крупноплодная (Cucurbita maxima D.) - 11 сор-тообразцов, мускатная (Cucurbita moschata D.) - 5, твердокорая (Cucurbitapero L.) - 11, фиголистная (C. ficifolia B.) - 1, кабачок (C. pepo L.) - 2, патиссон (C. pepo var. patisson V. 1969.) - 1, люффа (Luffa aegyptiacaM.) - 1, антильский огурец (C. anguria L.) - 1, огурец обыкновенный (Cucumis sativus L.) - 1, дыня (Cucumis melo L.) - 1, лагенария (Lagenaria L.) - 1, момордика (Momordica L.) - 1 сортообразец. В качестве контрольного растения был выбран огурец (Cucumis sativus L.) сорта Кустовой.
Результаты исследования. В ходе первого этапа испытания на устойчивость к южной галловой нематоде (мелойдогинозу) из 38 сор-тообразцов тыквенных культур одни растения успели сформировать от 2 до 5 настоящих листов, другие погибли в период формирования первого настоящего листа (балл поражения
составлял - 8,8 - 9,0). К последним относится кабачок сорта Белоплодный, огурец антильский сорта Диетический, тыква твердокорая сорта Голосемянная, тыква крупноплодная сорто-образец 4020 (рис. 1).
Из 38 сортообразцов тыквенных культур тыква фиголистная (Памяти Тараканова) показала себя как иммунная (0 баллов поражения), на корнях растений галлы не образовывались.
Три сортообразца (тыква крупноплодная Спасительница, тыква твердокорая № 2008 - 10, кабачок-цуккини Аэронавт) были с единичными галлами и получили оценку степени поражения 0,6 - 0,9 балла.
Семь сортообразцов имели от 1 до 3 баллов поражения. Растения, корни которых были поражены до 50 %, составили максимальное количество сортообразцов - 11 шт
Оставшиеся 15 сортообразцов имели сильные и очень сильные поражения, из них 4 сортообразца погибли при созданной инвазионной нагрузке. Контрольные растения огурца имели сильное развитие мелойдогиноза - до 80 - 100 % корней было покрыто галлами.
Во второй этап опытов были отобраны 16 сортообразцов с оценкой до 5,0 балла развития мелойдогиноза. Второй этап опытов по выявлению устойчивых к галловой нематоде со-ртообразцов в период вегетации и плодоношения подтвердил иммунность тыквы фиголистной Памяти Тараканова.
Остальные сортообразцы были поражены в разной степени, на корнях обнаруживались галлы от мелких (1 - 1,5 мм) единичных до сильного поражения с образованием сингаллов. Результат осмотра извлечённых корней в виде балльной оценки степени поражения галловыми нематодами, индекс и степень устойчивости образца представлены в таблице 1.
Из 16 сортообразцов один показал себя как иммунный - тыква фиголистная Памяти Тараканова, 4 сортообразца - высокоустойчивыми (тыква крупноплодная Спасительница, тыква твердокорая № 2008 - 10, кабачок-цуккини Аэронавт, люффа цилиндрическая № 70), 6 сортообраз-цов - среднепоражаемыми (тыква крупноплодная № 1774 и № 4778, тыква твердокорая № 3085, тыква крупноплодная Стофунтовая, патиссон Солнышко, момордика F1 Buba), остальные сор-тообразцы оказались сильновосприимчивыми к мелойдогинозу.
Вывод. По результатам проведённого исследования можно сделать следующий основной вывод: Наибольшей устойчивостью к южной галловой немотоде обладают тыква фиголистная сорта Память Таранова, тыква крупноплодная сорта Спасительница и тыква твердокорая сорта № 2008 - 10, а также кабачок-цуккини сорта Аэронавт.
агрономия
Кустовой (огурец) (контроль) Парижская золотая (т. крупноплодная) Премьера (т. крупноплодная) Россиянка (т. крупноплодная) Buba F1 (момордика) № 70 (люффа цилиндрическая) № 1150 (лагенария) Солнышко (патиссон) Диетический (ангурия, или огурец антильский) Колхозница (дыня) Белоплодный (кабачок) Аэронавт (кабачок-цуккини) Памяти Тараканова (т. фиголистная) Голиаф (т. крупноплодная) Голосемянная (т. твердокорая) № 3085 (т. твердокорая) № 2008-10 (т. твердокорая) № 2047(т. твердокорая) Ольга (т. крупноплодная) Жемчужина (т. мускатная) Витаминная (т. мускатная) № 3093 (т. мускатная) № 1325 (т. мускатная) Пингвин (т. мускатная) Стофунтовая (т. крупноплодная) Прикубанская (т. крупноплодная) Спасительница (т. крупноплодная) Большой Макс (т. твердокорая) Марсельеза (т. крупноплодная) № 4778 (т. крупноплодная) № 4721 (т. крупноплодная) № 4020 (т. крупноплодная) № 2210 (т. крупноплодная) № 1774 (т. крупноплодная) Крупноплодная 1 (т. крупноплодная)
7,0±0,34
i 6,0±0,28 5,8±0,24
5,1±0,16
2,6±0,14
2,0±0,09
5,0±0,28
2,4±0,16
4,8±0,26
0,8±0,04 0,0±0,0
5,0±0,26
9,0±0,23 9,0±0,31
9,0±0,33
2,4±0,05
0,6±0,01
8,4 0,20
4,0±0,18 4,8±0,22
■ 7,4±0,15 7,0±0,09 7,0±0,32 7,4±0,21
1,6±0,19
0,9±0,06
5,0±0,12
5,0±0,09
4,0±0,10
2,4±0,04
5,4±0,08
9,0±0,03
7,8±0,01
2,2±0,06
5,0±0,03
Примечание: т. - тыква
Рис. 1 - Оценка степени поражения сеянцев сортообразцов тыквенных культур мелойдогинозом (балл), среднее за 2012 - 2014 гг.
1. Оценка растений сортообразцов тыквенных культур на устойчивость к мелойдогинозу в период вегетации, среднее за 2012 - 2014 гг.
Сортообразец (культура) Кол-во, шт. Развитие мгз, балл ИУ, % Степень устойчивости
макс. средн.
№ 1774 (т. крупноплодная) 22 2,1 1,7 77 С
№ 4778 (т. крупноплодная) 10 2,5 2,1 62 С
Марсельеза (т. крупноплодная) 19 3,0 2,6 42 СВ
Спасительница (т. крупноплодная) 15 1,2 0,2 88 В
Стофунтовая (т. крупноплодная) 18 2,5 1,3 79 С
Жемчужина (т. мускатная) 18 3,0 2,5 54 СВ
Ольга (т. крупноплодная) 20 3,3 2,6 42 СВ
№ 2008-10 (т. твердокорая) 19 1,0 0,3 81 В
№ 3085 (т. твердокорая) 4 1,7 1,1 72 С
Памяти Тараканова (т. фиголистная) 26 0,0 0,0 100 Н
Аэронавт (кабачок-цуккини) 20 0,8 0,5 97 В
Колхозница (дыня) 20 3,4 2,3 56 СВ
Солнышко (патиссон) 20 2,5 1,3 75 С
№ 70 (люффа цилиндрическая) 21 1,5 0,2 91 В
F1 Buba (момордика) 17 1,7 1,3 75 С
Россиянка (т. крупноплодная) 18 3,1 2,4 49 СВ
Кустовой (огурец) (контроль) 20 4,1 2,6 41 СВ
Примечание: Степень устойчивости Н - непоражаемый; В - высокоустойчивый; С - среднепоражаемый; СВ - сильновосприимчивый; мгз - мелойдогиноз.
известия оренбургского государственного аграрного университета
2020 • № 3 (83)
Литература
1. Гончаров А.В., Чертилин А.Н., Соломенцев П.В. Устойчивость тыквенных и декоративных культур к болезням // Наука сегодня: теоретические и практические аспекты: матер. междунар. науч.-практич. конф. Вологда: Научный центр «Диспут», 2018. С. 60 - 61.
2. Гончаров А.В. Селекция, семеноводство и технология выращивания тыквы // Наука сегодня: фундаментальные и прикладные исследования: матер. междунар. науч.-практич. конф. Вологда: Научный центр «Диспут», 2019. С. 21 - 22.
3. Троц В.Б., Дунин А.П., Троц С.В. Влияние схем посева на развитие растений и урожайность тыквы // Аграрная Россия. 2020. №1. С. 44 - 48.
4. Дунин А.П., Троц В.Б. Влияние схем посева тыквы на продолжительность вегетационного периода // Вклад молодых учёных в аграрную науку: матер. Междунар. науч.-практич. конф. Кинель, 2019. С. 72 - 73.
5. Дунин А.П., Троц С.В., Троц В.Б. Влияние схем посева и минерального питания на особенности развития и урожай-
ность тыквы // Теория и практика современной аграрной науки: сб. II национал. (всерос.) науч. конф. с междунар. участ. Новосибирск, 2020. С. 76 - 80.
6. Шестеперов А.А. Фитогельминтологический мониторинг и тенденции развития фитогельминтозов в России // Аграрная Россия. 1999. № 3. С. 50 - 55.
7. Создание нематодоустойчивых сортов и гибридов сельскохозяйственных культур / А.А. Шестеперов, Е.Л. Федотова, Е.Н. Закабунина [и др.]. М.: РГАЗУ, 2004. 96 с.
8. Шестеперов А.А. Регуляторы современной эволюции эпи-фитотического процесса при фитогельминтозах // Защита и карантин растений. 2006. № 4. С. 30 - 33.
9. Лычагина С.В., Мигунова М.Д., Асатурова А.М. Влияние бактерий рода bacillus на развитие растений огурца, поражённых галловой нематодой // Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями. 2017. N° 18. С. 227 - 229.
10. Лычагина С.В., Шестеперов А.А., Колесова Е.А. Вредоносность мелойдогиноза в теплицах // Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями. 2015. № 16. С. 228 - 231.
Гончаров Андрей Владимирович, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный заочный университет» Россия, 143907, Московская область, г. Балашиха, ул. Шоссе Энтузиастов, 50 Шестеперов Александр Александрович, доктор биологических наук, профессор Лычагина Светлана Владимировна, кандидат биологических наук
ФГБНУ «Федеральный научный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной ветеринарии имени К.И. Скрябина и Я.Р. Коваленко» Россия, 109428, г. Москва, Рязанский пр-т, 24/1
E-mail: tikva2008@mail.ru; lychagina-svetlana@rambler.ru; aieks.6perov@yandex.ru
The resistance of pumpkin crops to Meloidogyne (root-knot nematode)
Goncharov Andrey Vladimirovich, Candidate of Agricultum, Associate Professor Russian state agrarian correspondence University 50, ShosseEntuziastov str., Balashikha, Moscow region, 143907, Russia Shesteperov Alexander Alexandrovich, Doctor of Biologу, Professor Lychagina Svetlana Vladimirovna, Candidate of Agricultum
All-Russian research Institute of experimental veterinary medicine named after K. I. Skryabin and Ya. R. Kovalenko of the Russian Academy of Sciences 24/1, Ryazan Ave., Moscow, 109428, Russia
E-mail: tikva2008@mail.ru, lychagina-svetlana@rambler.ru, aleks.6perov@yandex.ru
The article presents the results of a study of various pumpkin cultures (muscat squash, foliage squash, hard-boiled squash, large-fruited squash, cucumber, loofah, momordica, anguria, lagenaria, squash, squash) for meloidoginosis (gall nematode) during the seedling period and during the growing season. A brief description of the types of nematodes, their effect on reducing yields and the quality of crop production is presented; types of pumpkin crops. In the seedling period, an assessment of the resistance to the gall nematode of 38 varietal samples of pumpkin cultures showed that some plants managed to form from 2 to 5 true leaves, others died during the formation of the first true leaf (lesion score was 8.8 - 9.0) - squash varieties Beloplodny, cucumber Antillean varieties Dietetic, hard-boiled pumpkin cultivars Golosemyannaya, large-fruited pumpkin variety 4020; the varietal specimen of the foliage pumpkin (in memory of Tarakanov) showed itself to be immune (0 points of damage), galls did not form on the roots of plants.During the growing season and fruiting of plants 16 varietal samples were selected with an estimate of up to 5.0 points for the development of meloidoginosis; one variety specimen showed itself to be immune - fig-leafed pumpkin in memory of Tarakanov, 4 variety specimens - highly resistant (large-fruited Savior pumpkin, hard-boiled pumpkin No. 2008 - 10, Aeronaut zucchini, cylindrical loofah No. 70), 6 variety-specimens - medium-sized (large pumpkin No. 17) 4778, hard-boiled pumpkin No. 3085, large-fruited pumpkin Hundred-pound, squash Sunny, momordika F1 Buba), the rest of the variety samples were highly susceptible.
Key words: gall nematode, meloidogynosis, pumpkin crops, pumpkin, cucumber, luffa, momordica, anguria, lagenaria, squash, squash.
DOI 10.37670/2073-0853-2020-83-3-92-96
-♦-
