CC BY
32
УДК 633.63:632.4:632.931
Влияние элементов агротехники на формирование фитопатогенного комплекса возбудителей и развитие микозов корневой системы сахарной свеклы
ствует в свекловодческих хозяйствах.
Литература
1. Кирюшин В.И. Теория адаптивно-ландшафтного земледелия и проектирования агроландшафтов. - М.: Колос, 2011. - 443 с.
2. Худяков Я.П., Маршунова Г.Н. Удобрения как фактор изменения периодической токсичности почвы/Микроорганизмы в сельском хозяйстве: Тр. II Межвузовской конф. 1968 г. - М., 1970. - С. 246-253.
3. Цвей Я.П., Иванина В.В., Петрова О.Т. Влияние удобрений в зерносвекло-вичном севообороте на содержание гуму-са//Сахарная свекла, 2012. - № 3. - С. 24-26.
4. Шамин А.А., Стогниенко О.И. Видовой состав и сезонная динамика почвенной фитопатогенной микобиоты в свекловичном агроценозе/Инновации в свеклосахарном производстве: Сб. науч. тр. - Воронеж, 2012. - С. 218-222.
5. Купревич В.Ф. Физиология больного растения в связи с общими вопросами паразитизма. - М.- Л., 1947. - 247 с.
6. Самцевич С.А. Взаимоотношения микроорганизмов почвы и высших растений. Микроорганизмы почвы и растение. - Минск, 1972. - С. 3-67.
7. Елфимов М.Н. Влияние систем обработки и удобрений на структурное состояние чернозема выщелоченного/Инновации в свеклосахарном производстве: Сб. науч. тр. - Воронеж, 2012. - С. 218222.
8. Боронтов О.К., Косякин П.А., Мана-енкова Е.Н., Елфимов М.Н., Попов С.С., Енин Е.В. Некоторые особенности роста сахарной свеклы при различных системах основной обработки почвы/Инновации в свеклосахарном производстве: Сб. науч. тр. - Воронеж, 2012. - С. 199-203.
9. Максимов Н.А. Краткий курс физиологии растений. - М.: Сельхозгиз, 1958. - 559 с.
Diseases of sugar beet in the conditions of growing technology intensification of culture
G.A. Selivanova
The reasons of prevalence of root diseases of sugar beet with the intensification of agriculture are shown.The factors affecting the accumulation of pathogenic fungi in the soil are presented. External features and characteristics of pathogenesis of the most harmful diseases described.
Keywords: sugar beet, soil treatment, crop rotation, soil microflora, phytopatho-genic bacteria, saprotroph, antagonists.
A.A. ШАМИН
E-mail: proet@mail. ru
О.И. СТОГНИЕНКО, кандидат
биологических наук
E-mail: stogniolga@mail.ru О.К. БОРОНТОВ, доктор сельскохозяйственных наук
Всероссийский НИИ сахарной свеклы им. А.Л. Мазлумова
Изучено влияние основной обработки почвы и фона удобренности на развитие и распространенность болезней корневой системы сахарной свеклы. Выявлены некоторые особенности формирования патогенного комплекса микроскопических грибов в почве. Определена структура возбудителей, распространенность и развитие корнееда и гнилей корнеплодов в 2010-2012 гг. Изучена взаимосвязь динамики численности грибов рода Fusarium в почве и распространенности микозов.
Ключевые слова: сахарная свекла, корнеед, гнили корнеплодов, фузариоз-ная гниль, почвенная фитопатогенная ми-кобиота, основная обработка почвы, фон удобренности, Fusarium, частота встречаемости видов.
В условиях перехода к рынку повсеместно произошла узкая специализация растениеводческиххозяйств с насыщением севооборотов культурами, имеющими коммерческое значение, в том числе сахарной свеклой. Высокие цены на энергоносители стали причиной внедрения в свекловодстве малозатратных технологий, при которых вспашка с оборотом пласта под сахарную свеклу была заменена плоскорезной, а впоследствии дисковой обработкой. Снижение поголовья КРС не позволяло свекловодческим хозяйствам многие годы вносить на поля органику. Все это способствовало накоплению фитопатогенов в верхнем пахотном горизонте и возникновению эпифитотий. В Центрально-Черноземном регионе, в частности, наиболее распространены корнеед фуза-
риозной этиологии и фузариозная гниль корнеплодов [I]. Поражение сахарной свеклы корнеедом служит индикатором, по которому можно косвенно судить о степени накопления инфекции в почве [2, 3].
Мы изучали влияние элементов агротехники на болезни корневой системы сахарной свеклы и накопление в почве фитопатогенных грибов.
Исследования проведены в паровом звене (пар - озимая пшеница -сахарная свекла - яровые зерновые) девятипольного стационарного севооборота. В двухфакторном полевом опыте изучали три способа обработки почвы - глубокую зяблевую вспашку, плоскорезную и комбинированную (глубокая зяблевая вспашка - под свеклу и плоскорезная - в остальных полях севооборота), а также три фона удобренности: I - без удобрений, 2 - средний фон удобренности (N45P45K45+ S,S т навоза на I га севооборотной площади), 3 -высокий фон (N62P62K62+ II т навоза на I га севооборотной площади) [4].
В структуре возбудителей корнееда в 2010 г. по частоте встречаемости (ЧВ) и обилию вида (ОВ) преобладали грибы рода Fusarium и Pénicillium (табл. 1). Pénicillium sp. типичные почвенные грибы, редко выступающие в качестве самостоятельных возбудителей болезней. Грибы рода Fusarium в ЦЧР - наиболее вредоносные возбудители болезней сахарной свеклы. Они устойчивы к засухе и сохраняются в почве и на растительных остатках в виде хламидос-пор и мицелия в течение нескольких лет [S].
Fusarium oxysporum в структуре ы корнееда имел в 2010 г. ЧВ 66,7 %, | ОВ 28,3 %, F. oxysporum v. ortoceras - jjj соответственно 22,2 и 4,9 %, F. so- j lani - 22,2 и 2,4 %; F. gibbosum - 37,0 | и S,4 %. «
В 2011 г. возросла частота встречаемости и обилие вида грибов рода 2 Fusarium в структуре возбудителей H корнееда. Частота встречаемости F. Q
3S
I. Видовой состав, частота встречаемости (ЧВ) и обилие вида (ОВ) возбудителей корнееда, %
Вид, род 2010 r. 2011 r. 2012 r.
OB 4B OB 4B OB 4B
Zygomycota
Absidia sp. 0,5 7,4 0,2 3,7 0,4 7,4
Mortierella sp. 1,6 22,2 1,4 22,2 2,9 44,4
M. lignorum 0,3 3,7 1,1 22,2
M. mutabilis 0,3 3,7
Mucor sp. 3,8 29,6 1,6 18,5 2,9 33,3
M. himalis 1,4 18,5 1,6 14,8 2,9 37,0
Rhizopus stolonifer 0,8 11,1 6,8 59,2 4,2 44,4
Anamorpha funqi
Alternaria alternata 1,4 14,8 1,9 22,2 2,9 44,4
Aspergillus sp. 0,8 11,1 1,9 22,2 4,2 55,5
A. candidus 1,9 11,1 4,9 40,7 4,8 66,6
A. flavus 1,1 3,7 5,8 40,7 3,8 51,8
A. niger 1,2 14,8 4,4 48,1
Botrytis cinarea 0,8 7,4 0,0 0,0
Cladosporium herbarum 1,6 14,8 0,9 14,8 4,8 62,9
Fusarium gibbosum 5,4 37,0 3,3 29,6 2,7 44,4
F. oxysporum 28,3 66,7 17,5 100,0 8,0 96,3
F. oxysporum v. ortoceras 4,9 22,2 2,8 29,6 5,7 59,2
F. sambucinum 0,3 3,7 0,7 7,4 1,3 18,5
F. solani 2,4 22,2 11,0 85,2 7,8 88,9
Gliocladium sp. 0,5 14,8 4,8 74,0
Hetomium globosum 0,3 3,7
Penicillium sp. 16,9 100,0 25,2 100,0 24,2 100,0
Phoma betae 0,5 3,7 1,0 18,5
Rhizoctonia solani 0,3 3,7 0,2 3,7 0,4 7,4
Trichoderma viride 3,8 29,6 2,3 18,5 4,6 44,4
solani по сравнению с 2010 г. выросла практически в четыре раза, относительное обилие вида увеличилось в пять раз. У F. gibbosum эти показатели уменьшились.
К грибам, преобладающим в структуре возбудителей корнееда (Fusarium sp. и Pénicillium sp. ) добавился значительный процент грибов рода Aspergillus, среди которых первое место занимали виды A. Candidus и A. flavus. В 2012 г. в комплексе возбудителей болезни виды с высокой частотой встречаемости были те же.
В 2010 г. степень развития (R) и распространенность (Р) корнееда уменьшалась с увеличением фона удобренности, поскольку удобрения положительно влияли на развитие растений (это хорошо видно по массе 100 растений), которые меньше поражаются корнеедом. В вариантах $2 1 и 2, где масса 100 растений не § превышала S0 г, степень развития и распространенность болезней были z наибольшими (табл. 2). Наимень-ш шие значения R и Р установлены в I вариантах с плоскорезной обработ-ct кой на среднем и максимальном ® фоне удобренности, где и масса 100 § растений была наибольшей. m
36
В 2011 г. значения Р и И были ниже по сравнению с 2010 г. В вариантах с отвальной вспашкой, как и в 2010 г., эти показатели уменьшались с увеличением фона удобренности. Наибольшие значения (И 18,4 % и Р 37,3 %) отмечены в варианте с отвальной вспашкой на фоне без удобрений, где масса 100 растений была наименьшей (92,1 г). Наименьшими значениями этих показателей отличался вариант с отвальной вспашкой и максимальным фоном удобренно-сти. В варианте с отвальной вспашкой и средним фоном удобренности значения И и Р также были низкими (соответственно 7, 6 и 17,3 %).
В вариантах с плоскорезной обработкой в 2011 г. показатели развития и распространенности корнееда уменьшились по сравнению с 2010 г. Распространенность корнееда росла с увеличением фона удоб-ренности. В вариантах с комбинированной обработкой в 2011 г. изучаемые показатели были ниже, чем в 2010 г., что связано с увеличением массы 100 растений. С повышением фона удобренности происходило незначительное уменьшение развития (от 17,8 до 14^ %) и распространенности (от 37,7 до 32,7 %) кор-
нееда.
В 2012 г. с увеличением фона удобренности во всех вариантах обработки происходило снижение развития и распространенности болезни (см. табл. 2). В вариантах с отвальной вспашкой распространенность снижалась с 30,3 до 24,3 %, развитие - с 9,8 до 7,3 %, при плоскорезной обработке - соответственно с 3S,3 до 30,3 % и с 13,1 до 10,3 %, комбинированной - с 31,7 до 26 % и с 9,4 до 7,1%.
Минимальные показатели распространения болезни были в варианте с отвальной вспашкой и высоким фоном удобренности (24,3 и 7,3 %).
Данные трех лет исследований показали, что распространенность и развитие корнееда, как правило, снижается с увеличением фона удобренности. Такая динамика обосновывается, в первую очередь, быстрым прохождением фаз развития растений на высоких фонах удобреннос-ти (о чем свидетельствует масса 100 растений), что в свою очередь говорит о большей устойчивости к корнееду.
В структуре возбудителей гнилей корнеплодов доминировали грибы рода Fusarium и Rhizopus stolonifer. С конца августа по октябрь 2010 г. в составе возбудителей частыми были грибы рода Pénicillium, частота их встречаемости достигала 40 %.
В 2010 г. в структуре возбудителей преобладал R. stolonifer. В июле и октябре отмечались высокие обилие вида (S0-60 %) и частота встречаемости (100 %). В июле 2011 г. частота встречаемости составляла 100 %, но обилие вида снизилось до 23,8 %, а к началу уборки сахарной свеклы ЧВ упала до S0 %. Поэтому в 2011 г. он уже не выступал в качестве доминирующего возбудителя гнилей корнеплодов.
В июле 2010 г. частота встречаемости F. oxysporum достигала 100 % и обилие вида составило 2S %, а к октябрю эти показатели уменьшились соответственно до 40 и 12,7 %. У F. solani в июле ЧВ=60 %, ОВ=16,6 %, в октябре ЧВ=7,3 %, ОВ=4 %. F. oxysporum v. ortoceras в июле имел ЧВ=40 %, ОВ=9,4 %. В октябре 2010 г. F. oxysporum v. ortoceras и F. gibbosum в структуре возбудителей отсутствовали. Грибов рода Fusarium, в 2010 г. в структуре возбудителей гнилей корнеплодов в октябре стало меньше, чем в июле.
В 2011 г. в структуре июльских гнилей корнеплодов преобладающими видами были: F. oxysporum, F. oxyspo-
2. Степень развития (В), распространенность (Р) корнееда и развитие растений сахарной свеклы в зависимости от фона удобренности и способа обработки почвы
Фон 2010 г. 2011 г. 2012 г.
удоб- Масса Масса Масса
ренно- R,% Р,% 100 RD% Р,% 100 RD% Р,% 100
сти растений, г растений, г растений, г
Отвальная вспашка
I 27,7 78D4 28D1 18D4 37D3 92D1 30D3 9D8 64D42
2 20,4 78D3 48D1 7D6 17D3 131D8 27D7 8D9 70D74
3 16,8 46 84D7 SD6 16 142,7 24D3 7D3 81,92
Плоскорезная обработка
I 12,8 4SD3 48D2 10D3 18 131D9 3SD3 13D1 63,01
2 12,S 39,4 76D7 10D9 26D7 144,9 33D7 11D3 68D77
3 12D7 34,9 120,2 12D7 28D7 1SS,1 30D3 10D3 79DS6
Комбинированная обработка
I 28D6 83DS 49DS 17D8 37D7 121,9 31D7 9D4 62D67
2 16D7 48D7 63D7 16D3 36D7 12S,2 28D7 8D2 69D69
3 1SD8 43D9 87D6 14DS 32D7 126,6 26 7D1 77D9
НСР05 4DS 10D3 10D2 3D7 6D3 2SD4 3D17 1D49 S3D3
Примечание. I - без удобрений 2 - NRSPRSKRS RS RS RS + 5,5 т навоза на I га
севооборотной площади, 3 - N62P62K62 + II т навоза на I га севооборотной площади.
гит V. ortoceras и F. solani. В октябре частота встречаемости F. oxysporum упала до 7S %, обилие вида составляло 18,2 %. Частота встречаемости F. solani продолжала оставаться равной 100 %, а обилие вида возросло до 27,3 %.
2012 г. отличался наибольшим разнообразием фитопатогенной ми-кобиоты. В состав возбудителей заболевания добавилисьMucorsp. и А. Alternata, имевшие высокую частоту встречаемости (66,6 %) и выступв-шие в качестве самостоятельного возбудителя.
На третий год исследований, особенно в летние месяцы, активно развивались бактериальные колонии благодаря высокой температуре воздуха и обильному выпадению влаги.
Распространенность гнилей корнеплодов сахарной свеклы в 2010 г. уменьшалась с увеличением фона удобренности (табл. 3). По вспашке гнили корнеплодов практически отсутствовали, а корнеед имел высокую степень развития и распространения. В вариантах с плоскорезной обработкой распространенность гнилей корнеплодов была небольшой (в пределах 3,9-2,3 %). При комбинированной обработке самый большой процент гнилей корнеплодов отмечен в варианте без удобрений (7 %). Этот же вариант был первым по распространенности корнееда (83,S %).
Помимо самостоятельного патогенного процесса появления гнилей корнеплодов, развивались гнили,
являющиеся последействием корнееда. Это связано, во-первых, с тем, что с 2009 г. в почве осталось много растительных остатков, способствовавших развитию и накоплению патогенной микрофлоры. Во-вторых, было много растений с 2S %-ной степенью поражения корнеедом, которые не погибли, но были поражены.
Во всех вариантах опыта в 2011 г. с повышением фона удобренности распространенность гнилей корнеплодов увеличивалась, поскольку на фоне удобрений увеличивалось питание микрофлоры почвы, в том числе фитопатогенной микобиоты, которая влияет на развитие болезней корнеплодов. Во всех вариантах с отвальной вспашкой гнилей корнеплодов было меньше всего: на
фоне без удобрений их не наблюдалось, на среднем и максимальном фонах распространенность гнилей корнеплодов составила соответственно 1,3 и 2,7 %.
Наибольшая распространенность гнилей зафиксирована в варианте с плоскорезной обработкой и максимальным фоном удобренности (8,7 %), так как помимо вносимых в виде удобрений элементов питания в почве залегает много растительных остатков, также способствующих развитию фитопатогенных грибов. В вариантах с комбинированной обработкой гнилей корнеплодов было больше, чем в вариантах со вспашкой, но меньше, чем в вариантах с плоскорезной обработкой.
Дисперсионный анализ развития и распространенности корнееда показал, что способ обработки и фон удобренности влияют в различные годы по-разному, и приоритета ни у одного из факторов нет. На гнили корнеплодов в течение трех лет в большей степени влияла основная обработка почвы.
При рассмотрении почвенных фи-топатогенов и их взаимосвязи с болезнями корневой системы сахарной свеклы, нами была выявлена тенденция зависимости между распространенностью гнилей корнеплодов и численностью Fusarium sp. в почве. Так, в мае 2010 г. наибольшая численность грибов отмечена в вариантах с отвальной вспашкой на среднем фоне удобренности (37,S тыс. КОЕ), с плоскорезной обработкой на среднем фоне удобренности (37,5 тыс. КОЕ) и при комбинированной обработке без удобрений (37,6 тыс. КОЕ). При этом в вариантах с комбинированной обработкой и отвальной вспашкой зафиксированы наибольшие показатели распространения
и ф
s
ф
3. Распространенность гнилей корнеплодов сахарной свеклы в среднем за сезон, %
Обработка почвы Без удобрений Х 45 Р45 U45 C S т/га навоза X69P69U69 C 11 т/га навоза
2010 г.
Вспашка 0 0 1,1
Плоскорезная 3,9 3,9 2,3
Комбинированная 7 S,1 3,6
2011 г.
Вспашка 0 1,3 2,7
Плоскорезная 4,1 6,1 8,7
Комбинированная 4,1 4,8 6,9
Вспашка Плоскорезная Комбинированная 2012 г. 12 1S 13,S 12,7 18,1 13,S 13.4 19,7 16.5
Qaueöa 6änöäiee..p65 37 23.04.2013, 18:52
корнееда, что говорит о некоторой связи болезни и численности Fusarium sp. в почве.
В июле 2010 г. в почве на всем опыте, за исключением нескольких вариантов, наблюдалось интенсивное увеличение численности Fusarium sp. В это же время происходило и развитие гнилей корнеплодов. Несмотря на то, что наибольшая численность Fusarium sp. отмечена в первых двух вариантах с отвальной вспашкой, гнилых корнеплодов на них обнаружено не было. Это связано с аномальной засухой 2010 г., поэтому большинство грибов рода Fu-sarium находились в споровом состоянии.
В октябре количество осадков увеличилось, что сопровождалось постепенным развитием корневых гнилей. Это было заметно и по численности грибов рода Fusarium в почве. В октябре в вариантах с плоскорезной и комбинированной обработками их численность была меньше июльской, но больше, чем в мае (во время развития корнееда). В вариантах с отвальной вспашкой на среднем фоне удобренности и без удобрений численность Fusarium sp. в почве существенно сократилась, несмотря на увеличение влажности. Скорее всего, это связано с меньшим количеством органики в почве, которая необходима для развития Fusarium sp. Поэтому и гниль в этих вариантах отсутствовала.
В мае 2011 г. суммарная численность Fusarium sp. в почве, была наибольшей в варианте с комбинированной обработкой на фоне без удобрений (79,9 тыс. КОЕ). Степень развития корнееда в этом варианте составила 17,8 %, а распространенность болезни была наибольшей и составила 37,7 %. Вариант с плоскорезной обработкой и максимальным фоном удобренности был вторым по численности Fusarium sp. (74,6 тыс. КОЕ), распространенность корнееда была также высока и составила 28,7 %. В середине июля численность Fusarium sp. в почве снизилась. Наибольшей (SS, 1 тыс. КОЕ ) она вновь была в варианте с комбинированной обработкой, но уже на мак-$2 симальном фоне удобренности. Вто-§ рым по численности оказался вариант с плоскорезной обработкой и мак-z симальным фоном удобренности ш (S0,S тыс. КОЕ). К концу вегетацион-t; ного периода численность Fusarium ч sp. в вариантах с плоскорезной и ® комбинированной обработками уве-§ личилась, что привело к развитию п
38
поздних гнилей. В октябре, так же как и в июле, наибольшая численность Fusarium sp., отмечена в варианте с комбинированной обработкой и максимальным фоном удобренности (79,1 тыс. КОЕ). В вариантах с отвальной вспашкой происходило дальнейшее снижение численности грибов рода Fusarium (до 19,819,9 тыс. КОЕ). Распространенность гнилей корнеплодов в этих вариантах также была минимальна и варьировала от 1,3 до 2,7 %.
В мае 2012 г. численность Fusarium sp. увеличивалась, а распространенность корнееда снижалась. Это противоречие объясняется тем, что на высоких фонах удобренности фи-топатогенные грибы размножаются лучше, но и проростки сахарной свеклы развиваются интенсивнее, быстрее проходя фазы развития. Тем не менее это не значит, что фи-топатогенная почвенная микобиота не повлияла на развитие и распространенность корнееда. В вариантах с плоскорезной обработкой распространенность корнееда была наибольшей (30,3-3S,3 %), и в этих же вариантах суммарная численность Fusarium sp. была выше, чем при других способах обработки (122,7 тыс. КОЕ/га). В вариантах с отвальной вспашкой распространенность и развитие корнееда были наименьшими, численность Fusarium sp. здесь тоже была минимальной (7S,3 тыс. КОЕ/га). Варианты с комбинированной обработкой заняли промежуточное положение и по распространенности корнееда, и по численности Fusarium sp. в почве. В июле и в октябре численность грибов рода Fusarium в почве росла с увеличением фона удобрен-ности при всех способах обработки. При этом важно отметить, что она увеличилась более чем в два раза по сравнению с 2010-2011 гг. и повлияла на распространенность гнилей, которая в свою очередь также выросла в два раза по сравнению с предыдущим годом.
Таким образом, наши исследования показали, что в структуре возбудителей корнееда доминирующими видами являются F. oxysporum, F. solani и Penicillium sp., а в структуре возбудителей гнилей корнеплодов - F. oxysporum, F. oxysporum v. ortoceras, F. solani и Rh. stolonifer. С увеличением фона удобренности снижается распространенность корнееда и увеличивается распространенность гнилей корнеплодов, которая в большей степени зависит от обработки почвы (доля влияния фактора - 64-79 %).
Выявлена также тенденция зависимости увеличения распространенности гнилей корнеплодов с повышением численности Fusarium sp. в почве.
Литература
1. Селиванова Г.А., Стогниенко О.И. Гнили корнеплодов сахарной свеклы в ЦЧР//Защита и карантин растений,
2010. - № 10 - С. 16-17.
2. Стогниенко О.И., Шамин А.А., Бо-ронтов О.К. Микобиота корнееда в зависимости от способов обработки почвы и фона удобренности//Сахарная свекла,
2011. - № 4. - С. 23-25.
3. Стогниенко О.И., Шамин А.А. Биотические и абиотические факторы в развитии гнилей корнеплодов//Сахарная свекла, 2012. - № 5. - С. 29-32.
4. Никульников И.М., Боронтов О.К., Физико-химические свойства чернозема и продуктивность культур в системах основной обработки почвы в севооборо-те//Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук, 2009. - № 2. -С. 32-34.
5. Стогниенко О.И., Селиванова Г.А. Болезни сахарной свеклы, их возбудители. - Воронеж: Антарес, 2008. - 112 с.
Influence of agrotechnical elements on formation of phytopathogenic agent complex and development of mycosis in root system of sugar beet
A.A. Shamin, O.I. Stognienko, O.K. Borontov
Influence of main soil treatment and fertilizers' background on development and prevalence of root disease of sugar beet is studied. Some peculiarities of formation of microscopic fungi pathogenic complex in soil have been revealed. The structure, prevalence and development of blackleg and root rots in 2010-2012 have been determined. The relationship between dynamics of number of Fusarium fungi in soil and mycosis prevalence has been studied.
Keywords: sugar beet, blackleg, root rots, Fusarium rot, soil phytopathogenic mycobiota, main soil treatment, fertilizers' background, Fusarium, species frequency of occurrence.
Qaueöa 6anoaiee..p65 38 23.04.2013, 18:52
