CC BY
101
From a collection of cultivated herbaceous species 91 % of medicinal species (out of 96 species), 92 % of ornamental ones (out of 105 species), 50 % of feed species (out of 91 ones), 46 % of rare and declining species (out of 27 ones) are attributed to the promising forms. The row of plasticity of herbaceous alien crops depending on their environment in decreasing order is as follows: mesoxerophytes - mesophytes
- xerophytes - xeropetrophytes - hygrophytes - mesohygrophytes - halophytes - mesopetrophytes - mesopsychrophytes - psychrophytes
- hygropsychrophytes. Plants belonging to the groups of psammophytes and psychropetrophytes are completely left.
As a result of carried studies the expanded assortment of woody plants are recommended for usage in forest plantations for various purpose in south regions of Central Siberia.
Key words: Introductrion, plants from other regions and native flora, criteria of stability, ecological groups, safety.
УДК 632.91
видовой состав и биоэкологические особенности патогенных комплексов в агроценозах озимой пшеницы при разных способах обработки почвы
М.В. БОРОВОЙ, соискатель
Н.Д. ДОБРЫНИН, доктор биологических наук, зав. кафедрой
Воронежский ГАУим. К.Д. Глинки В.И. АБЕЛЕНЦЕВ, кандидат биологических наук, научный сотрудник ВНИИХСЗР
E-mail: [email protected]
Резюме. Мониторинг видового состава почвообитающих патогенов в агроценозах озимой пшеницы, проводили на полях ОАО АПО «Аврора» Липецкой области на фоне поверхностной обработки почвы и вспашки. Отбор проб осуществляли на пожнивных растительных остатках и в почве - в верхнем слое (0...1 см), в зоне «узла кущения» (1...4 см), в прикорневой зоне («ризосфера», 4.10 см) и на поверхности корней («ризоплан», 4.10 см).
При поверхностной обработке почвы наблюдается высокий уровень зараженности патогенами, которых насчитывается более 20 видов. В общем фитопатологическом комплексе грибы рода Fusarium составляют от 15 до 47 %, рода Septoria и Bipolaris - 15.22 %, плесневые грибы (антагонисты) родов Mucor, Trichoderma, Actinomyces, Penicillium, Aspergillus
- 21.26 %, бактерии родов Xanthomonas, Pseudomonas -5.10 %.
Посевы озимой пшеницы, возделываемые по вспашке, отличаются меньшей заселенностью почвенными патогенами, видовой состав которых сокращается, по сравнению с поверхностной обработкой почвы, на 30.60 %, а численность - в 2-3 раза. В том числе количество фузарий в зависимости от зоны отбора проб уменьшается в 2-3 раза, септорий и бипо-ларий - в 2,5 раза, плесневых грибов (антагонистов) - в 2-2,6 раза. При этом на грибы рода Fusarium в общем патогенном комплексе приходится от 13 до 30 %, Septoria spp. - до 23 %, Bipolaris - до 16 %, плесневые грибы - 8.15 %, бактерии - до 11 %.
Ключевые слова: озимая пшеница, патогены, поверхностная обработка почвы, вспашка, фузарии, септории, биполари, плесневые грибы, фитопатологический мониторинг.
Неуклонное снижение плодородия почвы вследствие эрозии и потери органической массы тесно связано с применением традиционного способа её обработки (вспашка с оборотом пласта), который приводит к удалению растительных остатков с поверхности почвы [1].
В связи с этим нужна принципиально новая система земледелия - почвозащитная без применения плуга на
основе плоскорезной и поверхностной обработки почвы с оставлением стерни, пожнивных и корневых остатков, которые обеспечивают надежную защиту почвы от всех видов деградации [2].
В то же время растительные остатки представляют собой хороший субстрат для развития возбудителей болезней [3]. Поэтому для оптимизации фитосанитарной обстановки в полевых севооборотах необходимо определить структуру почвообитающих патогенов, что позволит подобрать эффективный ассортимент фунгицидов для почвозащитной системы земледелия.
В связи с изложенным цель нашей работы - изучить видовой состав и распределение почвообитающих патогенов по профилю почвы в агроценозах озимой пшеницы, возделываемой при разных способах обработки почвы.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили общепринятыми методами [4] на опытных полях ОАО АПО «Аврора» Липецкой области. Видовой состав возбудителей болезней определяли во ВНИИ химических средств защиты растений методом посева на питательные среды [5].
Мониторинг видового состава патогенов проводили на пожнивных растительных остатках и в почве (горизонт А, 0...10 см) на фоне минимальной обработки и вспашки по следующим зонам:
А1 - верхний слой (0.1 см);
А2 - зона «узла кущения» (1.4 см),
А3 - прикорневая зона - «ризосфера» (4.10 см);
А4 - поверхность корней - «ризоплан» (4.10 см). результаты и обсуждение. Мы установили, что в условиях минимальной обработки на поверхности почвы, обогащенной пожнивными растительными остатками, и в ее самом верхнем слое, непосредственно примыкающем к поверхности (А1), присутствует полный видовой состав всех зарегистрированных в период проведения мониторинга патогенов (см. табл.). Это грибы рода Fusarium[F. nivale(Fr.) Ces., F. moniliforme Scheldon, F. avenacium (Fr.) Sacc.,
F. graminearum Schwabe, F. oxysporum (Schlect.) Snyd. et Hans., F. heterosporum Ness, F. semitectum Sacc., F. spo-rotrichiella Bilai, F. culmorum (W.G. Sm.) Sacc.], рода Septoria (Septoria tritici Rob. et Desm., S. nodorum Berk и др.), рода Bipolaris [B. sorokiniana (Sacc.) Shoemaker
(syn. Helmintosporium sativum Pam., King et Bakke)], рода Alternaria (A. tenuis Nees ex Fr. и др.), рода Cladosporium (С. herbarum Link. и др.), плесневые грибы (антагонисты) родов Mucor (M. spp.), Trichoderma (T. spp.), Actinomyces (A. grisens), Penicillium (P. glaucum Link.), Aspergillus (A. candidus Link. и др.), бактерии родов Xanthomonas (X. translucens Dows. var. undulosa Hagb. и др.) и Pseudomonas (P. atrofaciens (McCull.) Stapp и др.), которые активно участвуют в разложении субстрата и структурообразовании почвы.
В общем фитопатологическом комплексе этих зон фузарии составляли 47 % (преобладающие виды: F. gra-minearum, F. oxysporum, F. avenacium, F. culmorum и F. nivale - 26 %), плесневые грибы родов Alternaria, Aspergillus, Penicillium, Cladosporium, Trichoderma -26 %, септории (Septoria spp.) и биполарии [Bipolaris sorokiniana (syn. Helmintosporium sativum)] - 21,7 %, бактерии - 5, 3 %.
В зоне узла кущения (1...4 см) состав патогенов менее разнообразен, чем в верхних горизонтах. Здесь присутствовали виды грибов родов Fusarium (F. nivale, F. moniliforme, F. avenacium, F. graminearum, F. oxysporum), Septoria (Septoria tritici, S. nodorum и др.), Bipolaris [B. sorokiniana (syn. Helmintosporium sativum)], Alternaria (A. tenuis и др.). В общем фитопатологическом комплексе большинство составляли фузарии - 31,5 %, септории и биполарии -20.22 %, плесневые грибы - 21 %.
Ризосфера - зона, находящаяся вокруг корней, представляет собой слой, который значительно отличается по своим физико-химическим свойствам от остальной почвы. Ее частицы здесь более структурированы, влажность - выше, величина рН - ближе к оптимальной. Ризосфера - область богатая питательными веществами, что обусловлено выделениями корней (экзосмосом), в которых присутствуют сахара, аминокислоты, витамины, ауксины, фосфаты и различные ароматические соединения. Специфика корневых выделений определяет видовой состав грибов в ризосфере растений.
В прикорневой зоне озимой пшеницы, возделываемой в условиях поверхностной обработки почвы, мы обнаружили грибы родов Fusarium (F. avenaceum, F. graminearum, F. heterosporum, F. culmorum, F. sporotrichiella), Alternaria (A. tenuis и др.), грибы-антагонисты родов Mucor, Trichoderma, Actinomyces (A. grisens и др.), Penicillium (P. glaucum и др.), Aspergillus.
Доля фузарий в ризосфере была равна 31,5 %, плесневых грибов (антагонисты) - 21,3 %.
Ризоплан - зона расположения микроорганизмов (преимущественно из эпифитной микрофлоры семени), развивающихся непосредственно на поверхности корней растений за счет корневых выделений. Их распространение зависит от специфичности субстрата и конкурентной способности микроорганизмов.
В наших исследованиях в почве на поверхности корней обнаружены грибы родов Septoria(Septoria tritici, S. nodorum и др.), Bipolaris [B. sorokiniana (syn. Helmintosporium sativum)], Fusarium (F. avenaceum, F. graminearum, F. heterosporum), плесневые грибы Mucor spp., Trichoderma spp., Actinomyces spp., Penicillium spp., бактерии родов Xanthomonas (X. translucens и др.), Pseudomonas (P. atrofaciens и др.).
Всего в ризоплане фузарии составили 15,7 %, септории и биполарии - 15.17 %, плесневые грибы - 21, бактерии - 10,5 %.
В целом число видов в ризосфере и ризоплане было на 22.53 % меньше, чем в верхних зонах.
Таким образом, видовой состав микроорганизмов при поверхностной обработке почвы достаточно широк, и четко прослеживается изменение количества видов в зависимости от субстрата питания. В целом микроорганизмы, населяющие пожнивные растительные остатки и почву (горизонт А), представлены сапрофитами и факультативными патогенами, которые относятся к числу основных преобразователей органического вещества в экосистеме.
Виды Fusarium, как и некоторые виды родов Bipolaris, Septoria, Alternaria, Cladosporium, обладают широким диапазоном приспособительных реакций. Это обусловливает их сапрофитную фазу роста в ризосфере на мертвых клетках и затем на поверхности корней в ризоплане, а при ослаблении растений - переход к паразитированию на их тканях. Вследствие чего на озимой пшенице и других зерновых колосовых проявляются корневые гнили, которые распространены повсеместно.
Группа грибов-сапрофитов (Alternaria tenuis, Actinomyces grisens, Aspergillus candidus, Penicillium glaucum, Trichoderma spp.), выявленная в пожнивных растительных остатках и в почве (горизонт А1, ризосфера, ризоплана), вредоносна при повышенной влажности и низкой температуре в период появления всходов, созревания и хранения урожая.
Исследования показали, что пожнивные остатки и почва (горизонт А1) служат также источниками заражения растений хлебных злаков черным (возбудитель Xanthomonas translucens) и базальным (возбудитель Pseudomonas atrofaciens) бактериозами.
Мониторинг видового состава патогенов в агроценозе озимой пшеницы, возделываемой по вспашке с оборотом пласта показал, что, по сравнению с поверхностной обработкой почвы, на пожнивных растительных остатках видовой состав микроорганизмов сократился на треть. Он представлен на этом субстрате грибами рода Fusarium (F. nivale, F. avenacium, F. graminearum, F. oxysporum, F. heterosporum, F. culmorum), рода Septoria (Septoria tritici, S. no-dorum и др.), рода Bipolaris [B. sorokiniana (syn. Helmintosporium sativum) ], плесневыми грибами (антагонистами) родов Mucor (M. spp.), Trichoderma (T. spp.), Actinomyces (A. grisens и др.), Penicillium (P. glaucum и др.), Aspergillus (A. candidus и др.), бактериями родов Xanthomonas(X. translucens и др.), Pseudomonas (P. atrofaciens и др.).
При этом численность грибов сократилась в несколько раз. В том числе фузарий - в 2-3 раза, сеп-торий и биполарий - в 2,5 раза, плесневых грибов - в 2 раза.
В почве зоны А1 (Q...1 см) видовой состав патогенов уменьшился наполовину, по сравнению с таковым при поверхностной обработке почвы. Он включал только грибы родов Fusarium (F. nivale, F. avenacium, F. heterosporium, F. sporotrichiella), Septoria (Septoria tritici, S. nodorum и др.), Mucor(M. spp.), Trichoderma (T. spp.), Actinomyces (A. grisens и др.), Penicillium (P. glaucum и др.), Aspergillus (A. candidus и др.). При этом их численность снизилась в среднем в 2 раза.
В зоне А2 («узел кущения», 1...4 см) видовой состав патогенов оказался меньше, чем при поверхностной обработке, на треть. Среди микроорганизмов отмечены грибы рода Fusarium (F.nivale, F. avenacium, F. graminearum, F. sporotrichiela), плесневые грибы родов Mucor (M. spp.), Trichoderma (T. spp.), Actinomyces (A. grisens и др.), Penicillium (P. glaucum
Таблица. Структура патогенного комплекса в агроценозе озимой пшеницы и его распределение по профилю почвы при разных способах ее обработки*
Показатель
Видовой состав патогенов
минимальная обработка
1*12\3\4151617\8\9\ 10111112113114115
вспашка 112І314І5І617819101111121131415
Пожнивные остатки (листья, стебли, колоски) Почва: горизонт А1 (0...1 см)
А - зона «узла кущения» (2.4 см)
А - прикорневая зона (4.10 см)
А4 - поверхность корней (4...10 см)
+ + + + + + + + + +
+ + + + + + + + + +
++++++++- -
- - - -
+++-+++-
+ - + - +-
--+-++--
--+ + +---
----+ - + -
- + +
- - +
- + -
- + +
+ + -
+ + -
- + -
- - +
‘Условные обозначения: « +» - присутствие патогена; « - » - отсутствие патогена; 1 - Septoriaspp.; 2 - Bipolarissorokiniana; 3 - Fusarium nivale; 4 - F. moniliforme; 5 - F. avenacium; 6 - F. graminearum; 7 - F. oxysporum; Penicilliumglaucum; Aspergillusspp.; 8 - Alternaria spp; 9 - Cladosporium spp.; 10 - Xanthomonas spp., Pseudomonas spp.; 11 - F. heterosporium; 12 - F. semitectum;13
- F. sporotrichiella ;14 - Mucor spp., Trichoderma spp.; Actinomyces grisens; 15 - F. culmorum.
и др.), Aspergillus (A. candidus и др.), бактерии родов Xanthomonas (X. translucens и др.), Pseudomonas (P. atrofaciens и др.). Число фузарий сократилось в 2 раза, а плесневых грибов - в 2,5 раза.
В ризосфере видовой состав патогенов снизился, по сравнению с поверхностной обработкой почвы, в 1,75 раза. В этой зоне были представлены грибы рода Fusarium (F. nivale, F. avenacium, F. moniliforme) и плесневые грибы родов Mucor(M. spp.), Trichoderma(T. spp.), Actinomyces (A. grisens и др.), Penicillium (P. glaucum и др.), Aspergillus (A. candidus и др.). При этом численность фузарий сократилась в 2,5 раза, плесневых грибов - в 2,6 раза.
В ризоплане видовой состав микроорганизмов уменьшился, по сравнению с поверхностной обработкой почвы в 2 раза. Преобладали только фузарии (F. avenacium, F. oxysporum, F. culmorum), число которых снизилось в 2 раза.
Выводы. Таким образом, мониторинг видового состава почвообитающих патогенов в агроценозах озимой пшеницы показал, что в зависимости от способов обработки почвы и глубины горизонта структура патогенного комплекса изменяется.
При ресурсосберегающей (поверхностной) обработке почвы наблюдается высокий уровень зараженности (заселенности) патогенами, которых насчитывается более 2Q видов. В общем фитопатологическом комплексе почвообитающих патогенов грибы рода Fusarium (F.nivale, F. moniliforme, F. avenacium,
F. graminearum, F. oxysporum, F. heterosporium, F. semitectum, F. sporotrichiela, F. culmorum) составляют от 15 до 47 %, рода Septoria (Septoria tritici, S. nodorum и др.) и Bipolaris (B. sorokiniana) - 15.22 %, плесневые грибы (антагонисты) родов Mucor (M. spp.), Trichoderma (T. spp.), Actinomyces (A. grisens и др.), Penicillium (P. glaucum и др.), Aspergillus (A. candidus и др.) - 21.26 %, бактерии родов Xanthomonas (X. translucens и др.), Pseudomonas (P. atrofaciens и др.) - 5.10 %.
Посевы озимой пшеницы, возделываемые по традиционной технологии с оборотом пласта, отличаются меньшей зараженностью (заселенностью) почвенными патогенами благодаря сокращению их видового состава на 30.60 % и количественному снижению в 2-3 раза, по сравнению с таковыми при поверхностной обработке почвы. В том числе, численность фузарий уменьшается в 2-3 раза, септорий и биполарий - в 2,5 раза, плесневых грибов (антагонистов) - в 2-2,6 раза в зависимости от глубины горизонта и источников инфекций. При этом на грибы рода Fusarium в общем патогенном комплексе приходится от 13 до 30 %, Septoria spp. - до 23 %, Bipolaris - до 16 %, плесневые грибы - 8.15 %, бактерии - до 11 %.
Полученные сведения можно использовать для подбора соответствующего ассортимента протравителей и фунгицидов, планирования времени проведения и кратности защитных мероприятий.
Литература.
1. Дерпш Р., Мория К. Влияние обработки почвы на сельскохозяйственные культуры и экосистему//Вторая международная конференция по самовосстанавливающемусяземледелию на основе системного подхода No- Till, ИнтерАгро., 17-20.08.2005. - C. 42-61.
2. Извеков А. Научные обоснования, методы, опыт и этапы разработки и освоения новых почвозащитных технологий, основанных на минимальной, поверхностной и мульчирующей обработках черноземных почв Северного Кавказа.//IVконференция NT. СА Самовосстанавливающееся эффективное земледелие. Сборник докладов. Корпорация «Агро-Союз», Днепропетровск Украина, 27 - 30.09.2006г. - C. 94-97.
3. Лафон Ги. Выращивание полевого гороха по системе No-Till в канадских прериях/^Vконференция NT. СА Самовосстанавливающееся эффективное земледелие. Сборник докладов. Корпорация «Агро-Союз», Днепропетровск Украина, 27 - 30.09.2006г.
- C. 106-124.
4. Доспехов Б.А., ПотлайчукВ.И. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. - 351с.
5. Семенов А.Я. Болезни семян полевых культур/ А.Я. Семенов, //Л., «Колос», 1983. - С. 3-43.
species composition and bioecological peculiarities of pathogenic compelexes in winter wheat agrocenosises under different methods of tillage
M.V. Borovoj, N.D. Dobrynin, V.I. Abelentsev
Summary. Phytopathological monitoring of species composition of terricolous pathogens in winter wheat agrocenosises was carried out on fields of PC APO “Avrora” in Lipetsk region against the background of surface soil cultivation and plowing. Sampling was carried in the stubble remains and in the soil: in the upper level (0.1 cm), in the tillering node zone (1.4 cm), in the root zone (rhizosphere, 4.10 cm) and on the root surface (rhizoplane, 4.10 cm).
When the surface soil cultivation is carried out, the high level of pathogen infection is noted and more than 20 pathogen species are discovered. In the total phytopathological complex Fusarium fungi are from 15 to 47 %, Septoria and Bipolaris - 15.22 %, mold fungi (antagonists) of genera Mucor, Trichoderma, Actinomyces, Penicillium, Aspergillus - 21.26 %, bacteria of genera Xanthomonas, Pseudomonas - 5.10 %. Winter wheat crops, cultivated on the plowing, are notable for the smaller population of soil pathogens, species composition of which decreases in comparison with surface soil cultivation by30.60 %, and a population - 2-3 times. Among them Fusarium number depending on the sampling zone decreases 2-3 times, Seprtoria and Bipolaris - 2.5 times, mold fungi (antagonists) - 2-2.6 times. At the same time Fusarium fungi in the total pathogen complex are 13.30 %, Septoria spp. -up to 23 %, Bipolaris - up to 16 %, mold fungi - 8.15 %, bacteria - up to 11 %. Key words: winter wheat, pathogens, surface soil cultivation, plowing, fusarium, septoria, bipolaris, mold fungi, phytopathological monitoring.
