CC BY
33
DOI: 10.24411/0235-2451-2018-11210 УДК: 633.1: 631.95
влияние глубины промерзания почвы и продолжительности периода отрицательных температур на развитие фузариознои корневой гнили зерновых культур
160
164
в. и. МялЕнко, доктор технических наук, профессор
С. и. рУдАковА, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент (e-mail: s.rudakova57@mail.ru)
Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт, ул. Марковцева, 5, Кемерово, 650056, Российская Федерация
Резюме. Вследствие изменения климатических условий в Кемеровской области наблюдается изменение продолжительности числа дней с отрицательными температурами в зимние периоды, также изменяется глубина промерзания почвы, что определенным образом влияет на рост и развитие культурных растений, и их болезни в период вегетации. Цель работы -выявить закономерности влияния глубины промерзания почвы и продолжительности периода отрицательных температур на развитие фузариозной корневой гнили в посевах мягкой яровой пшеницы. Увеличение степени развития заболевания отмечали в 1982 г. (5,6 %), в 1994 г. (7,9 %), в 2002 г. (20,1 %), в 2012 г. (55,0 %), в 2014 г. (48,0 %). Всплеск развития фузариозной корневой гнили в 2012 и 2014 гг., по нашему мнению, связан с незначительной глубиной промерзания почвы (100 и 90 см соответственно), а также с уменьшением продолжительности периода с отрицательными температурами (138 и 140 дней). Минимальная степень развития болезни отмечена в 1984 г. - 1,8 % при глубине промерзания почвы 100,8 см и в 1986 г. - 2,7 %, при глубине промерзания - 108,0 см, продолжительность периода с отрицательнами температурами в эти годы составила 160 и 164 дня соответственно. По сути дела, продолжительность периода с отрицательными температурами выступает главным фактором, влияющим на развитие болезни. Выбранная методология исследования, основанная на анализе взаимосвязи переменных факторов окружающей среды (продолжительности периода с отрицательными температурами и глубины промерзания почвы) с наблюдаемой переменной (степень развития болезни), позволила установить довольно устойчивую их взаимозависимость.
Ключевые слова: фузариоз-ная корневая гниль, глубина промерзания почвы, продолжительности периода отрицательных температур, степень развития болезни, коэффициент корреляции. Для цитирования: Мяленко В. И., Рудакова С. И. Влияние глу-
бины промерзания почвы и продолжительности периода отрицательных температур на развитие фузариозной корневой гнили зерновых культур //Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 12. С. 36-39. DOI: 10.24411/0235-2451-2018-11210.
Фузариозная корневая гниль - это достаточно широко распространенное заболевание зерновых культур, которое поражает первичные корни растений, подземные междоузлия, узел кущения и позже два, три нижних междоузлия стеблей. Вследствие этой болезни растения преждевременно созревают, при этом нарушается не только водный, но и пищевой баланс в фазе восковой спелости зерна. В таких случаях стебли белеют, колос невыполненный, пустой, зерно щуплое [1, 2].
Возбудители болезни - почвенные грибы, которые размножаются при влажности 60 % от полной влагоёмкости почвы, минимальная влажность почвы для инфицирования растений составляет 20...30 %, оптимальная температура для Fusarium solani (Mart.)
160
:40
3,9 -------5_
-1—I—I—I—I-Hp I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—r
/ # ^ / # / # # / ^ ^ ^ / ^ ^ ^
1980-1986 гг.
I
1987-1996 гг.
II
1997-2008 гг. III
2009-2015 гг. IV
рис. 1. Влияние глубины пр ом/1 ерзани я п очвы и пр одол жительн ости пер иода отр ицатель-ных температур на развитие ф узар иозной кор н е вой гни л и зерновы х культур в Кемеровской области, 1980-2015 гг.: - продолжительность отрицательных температур, дни ;
- глубина промерзания почвы, см; — — — - степень развития болезни, %.
y = 3,75x + 137,71 160 _164
146____J4§- 160
150
140
y = 3x + 85,371 100,8 98,4 105,6_ 108
9112 ' S 100,8 ■
76,8
y =-0,2536x + 4,8143 - 4,5 —rrr- ■
4,2 3,9 * / 2,7
1,8
1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986
y = -1,0303x + 152,87
y = -0,3636x + 99,2
Рис. 2. Влияние глубины промерзания поч в ы и продолжи тельн исти периода отрицательных температур наразвитие фузариоз н ой ко рневой гнил и зер новых культур, 1980-1 986 гг.: ^^^ - продолжительность отрицательных температур, дн и ;
- глубина промерзания почвы, см; — — — - степень развития болезни, %.
Sacc. - 20...25 °С, для Fusarium oxysporum Schlecht. -24...28 °С, массовому поражению растений способствуют острый дефицит влаги в почве и температура воздуха выше 22 °С [2, 3].
В последующие после заражения годы основными источниками инфекции служат зараженные зерна, инфицированные растительные остатки, а также почва, при этом возбудитель фузариозной корневой гнили зимует в форме грибницы либо в виде плодовых тел - склероциев и в редких случаях в виде хламидоспор [4, 5]. На развитие фузариозной корневой гнили влияют условия окружающей среды (резкие перепады температур, недостаточный или избыточный уровень влажности), а также антропогенный фактор - несоблюдение севооборотов, нарушение агротехники. В общем случае комплекс патогенов варьирует в зависимости от измененияусловий возделывания, сорта растений, агротехники и насыщенности севооборотов зерновыми культурами.
Исходя из наибольшей распространенности в регионе и доступности для анализа, ФГУ «Федеральная государственная терииео-риальная станция защиты растений в Кемеровской области» принимают во внимание и оценивают, в
основном, род грибов Fusarium Link., представители которого служат возбудителями фузариозной корневой гнили - Fusarium oxysporum Schlecht., Fusarium culmorum Sacc., Fusarium avenaceum Sacc.) [2, 3].
В 1973-2005 гг. на посевах яровой пшеницы в Кемеровской области отмечали повсеместное распространение корневой гнили. Этому способствовало низкое качество посевного материала, недостаточные объемы протравливания семян, неблагоприятные метеорологические условия в течение вегетации и в зимние периоды, а также большой запас возбудителей инфекции в почве. Анализ многолетних данных показал, что степень развития корневой гнили находилась на уровне 1,8...20,1 % при распространении болезни 7,1...32,9 % [1].
Из многообразия причин, влияющих на изменчивость поведения растений и развитие их болезней, на наш взгляд, следует выделить две основные. Это деятельность человека, направленная на создание благоприятных условий для развития культурных растений, а также природно- кли матические условия, влияющие на степень развития фузариозной ксрневой гнили.
Цель и с сл едов ан и я - выявить закономерности влияния глубины промерзания почвы и продолжительности периода отрицательных температур на развитие фузариозной корневой гнили в посевах мягкой яровой пшеницы.
Условия, материалы и методы. Для достижения поставленной цели был проведен анализ архивных данных ФГУ «Федеральная государственная территориальная станция защиты растений в Кемеровской
1154"
130
110,4
100,8
81,6
7,9
7
y = 0,6194x + 1,5533 -4—
6,4
3
2
-1-1-1-1-1-1-1-1-1-
1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996
Рис. 3. Влияние глубины п ро мерзания почвы и п родолж ительности п ери ода отрицатель-н ых тем ператур на развити е фузариозной ко р невой гн или зерновых культур, 1987- 1996 гг.: - продолжительность отрицательных температур , дни; - глубина промерзания
почвы, см; — — — - степень развития болезни, %.
5
4
3
области» о степени развития фузариозной корневой гнили в посевах мягкой яровой пшеницы, а также Федеральной службы по гидрометеорологии за период с 1980 г. по 2015 г. включительно [6, 7, 8].
Учитывая известные условия развития фузариозной корневой гнили рассматривали влияние глубины промерзания почвы и продолжительности периода отрицательных температур (рис. 1). Простой анализ этих данных не показывает какой-либо закономерности. Тем не менее, можно отметить всплески увеличения степени развития фузариозной корневой гнили в посевах зерновых культур в 1982 г. (5,6 %), 1994 г. (7,9 %), 2002 г. (20,1 %) [1], 2012 г. (55,0 %), 2014 г. (48,0 %) [2]. Также заметна общая тенденция увеличения степени развития фузариозной корневой гнили в посевах зерновых культур в 1980-2015 гг. В связи с периодичностью изменения степени развития фузариозной корневой гнили и наличием отмеченных всплесков отдельно выделен каждый из этих периодов - всего четыре, каждый из которых анализировали самостоятельно.
Корреляционный анализ проводили по стандартным методикам [9]. Степень развития фузариозной корневой гнили в посевах мягкой яровой пшеницы в ФГУ «Федеральная государственная территориальная станция защиты растений в Кемеровской области» оценивали по традиционной методике [10].
результаты и обсуждение. В годы первого периода (1980-1986 гг.) коэффициент корреляции (г) между степенью развития болезни и глубиной промерзания почвы составлял -0,75, между степенью развития болезни и продолжительностью периода отрицательных температур - -0,51.
Величина первого коэффициента корреляции свидетельствует о том, что по мере роста глубины про-
у = -0,4545х + 147,95
160
150 150 150
145
135
5
"57 5,7
-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
рис. 4. Влияние глубины про мерзания почвы и продолжительности перио да отрицател ь -н ых тем пер атур на разви т и е фузари озной ко р нево й г н или зерновыых культур, 1997- 2008 гг.: - продолжительность отрицательных температур, дн и; - глубина промерзания
почвы, см; — — — - степень развития болезни, %.
мерзания почвы степень развития болезни снижается. Минимальная степень развития болезни отмечена в 1984 г. - 1,8 % при глубине промерзания почвы 100,8 см, а также в 1986 г. - 2,7 %, при глубине промерзания 108,0 см, продолжительность периода с отрицательными температурами в эти годы составила 160 и 164 дня соответственно (рис. 2). Максимальное в эти годы увеличение степени развития корневой гнили отмечено в 1982 г. (5,6 %), когда глубина промерзания почвы уменьшилась до 76,8 см, а также в 1985 г. (4,5 %) при глубине промерзания 105,6 см. Продолжительность периода отрицательных температур в эти годы составляла 149 и 160 дней соответственно.
Линейные уравнения регрессии свидетельствуют о том, что в первый период исследований продолжительность периода отрицательных температур и глубина промерзания почвы из года в год имели тенденцию к увеличению, а степень развития корневой гнили - к снижению.
В 1987-1996 гг. (II период) тенденции изменения глубины промерзания почвы и количества ежегодных дней с отрицательными температурами во времени были противоположны. Их тренды характеризовались заметным снижением (рис. 3). Максимальное развитие корневых гнилей отмечали в 1994 г. - 7,9 % при глубине промерзания почвы 88,8 см и в 1995 г. - 7,3 % (100,8 см), а продолжительность периода отрицательных температур в эти годы исследований составляла 140 и 130 дней соответственно. Минимальное развитие болезни наблюдали в 1987 г. - 2,0 %, когда глубина промерзания почвы находилась на уровне 112,8 см, а продолжительность периода с отрицательными температурами в среднем составила 155 дней. Коэффициент корреляции (г) между степенью развития корневой гнили и продолжительностью периода с отрицательными температурами составил -0,52.
В эти годы уменьшение глубины промерзания почвы способствовало достаточно хорошему сохранению и даже развитию источников фузариозной корневой гнили в зимние периоды, что подтверждает положительный тренд величины этого показателя.
В 2002 г. отмечен всплеск развития корневой гнили до уровня 20,1 % (рис. 4) при продолжительности периода с отрицательными температурами 150 дней и глубиной промерзания почвы 105,6 см. Минимальное развитие болезни отмечено в 2001 г. (5,7 %) и в 1999 г. (5,4 %), при продолжительности периода с отрицательными температурами 135 и 150 дней и глубиной пр о м ерллния почвы 76 и 96 см соответственно. Незначительное промерзание почвы в 2001 г. обеспечило хорошее сохранение в по-
155
1
ос
135
130 "
6
y —1,1071x + 137,43 140 138 135 138 140 140
Л 48
/ \ /ч / \ / ,
7 4 ' J^
y = 3,4286x + 8,8571 '——* ' \ __—^-r^ \ / \
^15 15 10
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Рис; . 5. Влияние глуби н ы п ромерзания поч ез ы и п родол-жи тельнсисти периода отрицательных температур наразвгтие фузари оз ной корневой гни ли зе рно в ых культур, 2009-2015 гг.: ^^^ - продолжительность отрицательных температур, дни ;
- глубина промерзания почвы, см; — — — - степень развития болезни, %.
чве источника фузариозной корневой гнили в зимний период, что в 2002 г. привело к всплеску ее развития.
За IV период (2009-2015 гг.) коэффициент корреляции (г) между степенью развития болезни и глубиной
промерзания почвы составил -0,59, а между степенью развития корневой гнили и продолжительностью периода с отрицательными температурами - 0,29. При этом всплеск болезни (рис. 5) отмечен в 2012 г. (55,0 %) и в 2014 г. (48,0 %), что связано с недостаточной продолжительностью периода отрицательных температур (138 и 140 дней соответственно), а также недостаточной глубиной промерзания почвы (100 и 90 см).
В целом в годы III и IV периодов исследований зафиксированы положительные тренды развития корневой гнили при отрицательных трендах глубины промерзания почвы и продолжительности периодов с отрицательными температурами в зимние периоды.
выводы. Отмечены закономерные взаимосвязи между степенью развития фузариозной корневой гнили зерновых культур и глубиной промерзания почвы, а также продолжительностью периода с отрицательными тем пературами в условиях Кемеровской области, сопровождающиеся периодическими всплесками увел ичения разв ития болезни в 15982 (5,6 %), 1994 (7,9 %), 2002 (20,1 %), 2012 (55 ,0 % ) и 2014 (48,0 %) гг.
Учитывая периодичность изменений погодных условий в регионе и соответствующую им повторяемость снижения или увеличении степени развития фузариозной корневой гнили, целесообразно разрабатывать прогноз, предусматривающие в каждый очередной год определение интенсивности подавления источников фузариозной корневой гнили.
Литература.
1. Рудакова С. И. Вредные организмы гороха и фитосанитарное обоснование защиты посевов в условиях Кемеровской области: науч.-метод. рекомендации. Кемеровский ГСХИ. Кемерово: ГП КО «Кемеровский полиграфкомбинат», 2006. 63 с.
2. Рудакова С. И. Фитосанитарное обоснование защиты посевов гороха от комплекса вредных организмов в условиях Кузбасса: монография. Кемеровский ГСХИ. - Кемерово: Изд-во КемГСХИ, 2015. 182 с.
3. Григорьев М. Ф. Корневые гнили зерновых культур и закономерности их проявления на примере Центрального Нечерноземья России: монография. М.: ФГБНУ ВСТИСП, 2016. 532 с.
4. Григорьев М. Ф. Изучение патогенных комплексов возбудителей наиболее распространенных типов корневых гнилей зерновых культур в Центральном Нечерноземье России// Известия ТСХА. 2012. Вып. 2. С. 111-125.
5. Григорьев М. Ф. Роль микромицетов в поражении зерновых культур корневыми гнилями в Центральном Нечерноземье России// Известия ТСХА. 2012. Вып. 1. С. 101-116.
6. Старовойтов А. В. Обзор фитосанитарного состояния посевов сельскохозяйственных культур в 2014 году и прогноз на
2015 год. Кемерово. 2015. 71 с.
7. Старовойтов А. В. Обзор фитосанитарного состояния посевов сельскохозяйственных культур в 2015 году и прогноз на
2016 год. Кемерово, 2016. 70 с.
8. Статистика погоды в городах России / Федеральная служба по гидрометеорологии// URL: http://www.atlas-yakutia.ru (дата обращения 30.08.2018).
9. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: ИД Альянс, 2011. 352 с.
10. Котова В. В. Методические указания по изучению вредоносности корневой гнили пшеницы и ячменя и методы расчета потерь от болезни// ВАСХНИЛ, ВИЗР. Л. 1976. 22 с.
Influence of Depth of Soil Freezing and Duration of the Period of Negative Temperatures on the Development of Fusarium Root Rot of Grain Crops
V. I. Myalenko, S. I. Rudakova
Kemerovo State Agricultural Institute, ul. Markovtseva, 5, Kemerovo, 650056, Russian Federation
Abstract. Due to the changes in climatic conditions in the Kemerovo region, there is a change in the duration of the period with negative temperatures in winter and in the depth of soil freezing, which in some way affects the growth and development of cultivated plants and their diseases during the growing season. The aim of the work was to determine the influence of the depth of soil freezing and the duration of the period with negative temperatures on the development of Fusarium root rot in the crops of spring soft wheat. The increase in the degree of the development of Fusarium root rot was noted in 1982 (5.6%), in 1994 (7.9%), in 2002 (20.1%), in 2012 (55.0%), in 2014 (48.0%). The increase in Fusarium root rot development in 2012 and 2014, in our opinion, was associated with not deep soil freezing (100 and 90 cm, respectively), as well as with a decrease in the duration of the period of negative temperatures (138 and 140 days). The minimum degree of the development of the disease was noted in 1984: 1.8% with a depth of soil freezing of 100.8 cm, and in 1986: 2.7% with a depth of freezing of 108 cm; the duration of the period of negative temperatures in these years was 160 and 164 days, respectively. In fact, the duration of the period of negative temperatures is the main factor affecting the development of the disease. The chosen research methodology, based on an analysis of the interrelation of environmental variables - the length of the period of negative temperatures and the depth of soil freezing - and the degree of development of the disease, made it possible to establish a rather stable correlation.
Keywords: Fusarium root rot; depth of soil freezing; duration of the period of negative temperatures; degree of disease development; correlation coefficient.
Author Details: V. I. Myalenko, D. Sc. (Eng.), Prof.; S. I. Rudakova, Cand. Sc. (Agr.) , Assoc. Prof. (e- mail: s.rudakova57@mail.ru). For citation: Myalenko V. I., Rudakova S. I. Influence of Depth of Soil Freezing and Duration of the Period of Negative Temperatures on the Development of Fusarium Root Rot of Grain Crops. Dostizheniya naukii tekhniki APK. 2018. Vol. 32. No. 12. Pp. 36-39 (in Russ.). DOI: 10.24411/0235-2451-2018-11210.
