CC BY
76
УДК 632.914
Влияние температуры и влажности воздуха на развитие бурой ржавчины озимой ржи
В.В. ЧЕКМАРЕВ,
заведующий лабораторией патофизиологии растений Среднерусского филиала Тамбовского НИИ сельского хозяйства e-mail: tmbsnifs@mail.ru
В Центральном Черноземье одним из наиболее часто встречающихся заболеваний озимой ржи является бурая ржавчина. Против него в настоящее время применяется достаточно широкий спектр различных фунгицидов, существенно снижающих развитие патогена. Но во многих случаях их применение бывает неоправданным. В связи с этим весьма актуальным является своевременный прогноз уровня поражения растений фитопатогенами, который позволяет заранее планировать проведение защитных мероприятий или отменять их.
В 1960-1970-х годах были разработаны метеопатологический и ме-теобиологический методы прогноза. Их применение позволяет достаточно точно предсказать, каким будет развитие болезней растений в текущем году. При составлении прогноза для каждого из пунктов наблюдения необходимо составлять свою, отдельную формулу. Предикторы, которые в нее входят, как правило, различны и берутся за разные периоды времени для каждого пункта.
Для развития возбудителя бурой ржавчины необходимы лишь два фактора - наличие капельно-жидкой влаги на растениях и определенная температура воздуха. Первый обеспечивает прорастание уредоспор патогена, оптимальные
значения второго - успешное заражение. Капельно-жидкая влага образуется после выпадения осадков или росы, как правило, при повышенной относительной влажности воздуха. Данный показатель имел более высокую корреляционную связь с развитием заболевания, чем сумма осадков и частота их выпадения. При пониженных температурах воздуха удлиняется период заражения бурой ржавчиной, что в дальнейшем приводит к более сильному развитию болезни. Следовательно, формула должна включать лишь эти основные факторы погоды и отражать развитие возбудителя бурой ржавчины на достаточно большой территории с одинаковыми климатическими условиями. Целью наших исследований было изучение влияния погодных факторов на развитие бурой ржавчины озимой ржи и составление общей формулы для территории Тамбовской области.
Для этого были использованы архивные материалы госсортоучаст-ков (ГСУ) области - отчеты о сортоиспытании озимой ржи и данные метеорологических наблюдений. При составлении общей формулы и уравнений регрессии применялись общепринятые методы математических расчетов. В ходе вычислений в методику были внесены некоторые изменения, связанные с тем, что числовые значения факторов погоды не переводились в нормированные. Это существенно упростило расчеты и позволило установить значение индекса погоды, при котором поражение озимой ржи бурой ржавчиной было высоким.
При сравнении данных о поражении растений озимой ржи бурой ржавчиной и метеорологических наблюдений установлено, что наиболее высокий коэффициент корреляции (0,5 и выше) был у факторов погоды (количество осадков, влажность и температура воздуха) в мае. Оптимальным оказалось соотношение сумм влажности и температуры воздуха. Их числовые значения были взяты выше определенных величин (>40 % и >15 °С), поскольку проявление заболевания отмечено при таких или близких значениях относительной минимальной влажности и среднесуточной температуры воздуха. Полученная формула имела следующий вид:
IВ>40%
Х _---------------------------, (1)
I °С>15°С (1)
где Х - суммарный индекс погоды;
ЕВ > 40 % - сумма значений относительной минимальной влажности воздуха, выше или равных 40 %, за май текущего года;
Е °С > 15 % - сумма среднесуточных температур воздуха, выше или равных 15 °С, за май текущего года.
Следует отметить, что данное соотношение впервые было получено при анализе данных о развитии бурой ржавчины на посевах озимой пшеницы, но оказалось справедливым и для озимой ржи. В таблице 1 представлены значения суммарного индекса погоды, интенсивность поражения растений озимой ржи бурой ржавчиной и соответствующие коэффициенты корреляции.
Согласно полученным результатам, при значениях суммарного индекса погоды 5,23 и выше отмечено умеренное и сильное развитие заболевания. Корреляционная зависимость поражения растений озимой ржи бурой ржавчиной от суммарного индекса погоды находилась на достаточно высоком уровне - 0,877-0,924. Это позволи-
Таблица 1
Корреляционная связь суммарного индекса погоды (X) с развитием бурой ржавчины озимой ржи на сортоучастках Тамбовской области
Г оссортоучасток
Год Тамбовский Староюрьевский Ржаксинский
степень развития (%) X степень развития (%) X степень развития (%) X
1970 25 2,79 - - - -
1971 0 1,28 13 1,25 16 1,24
1972 - - 12 1,40 - -
1974 60 11,22 44 15,55 44 5,37
1975 0 0,43 11 0,56 0 0,35
1976 42 7,40 24 9,22 35 7,15
1978 42 10,46 35 13,22 40 7,30
1979 0 0,40 3 0,22 4 0,55
1980 80 12,03 30 16,49 50 12,06
1982 37 5,23 27 7,73 43 5,50
1985 - - - - 0 1,05
1986 0 1,25 16 1,54 0 2,02
1987 11 3,05 - - 0 2,28
1988 24 0,95 - - - -
1989 1 3,69 - - 28 4,16
1990 28 5,62 - - - -
1992 8 1,62 - - - -
Суммарный коэффициент корреляции,R 0,910 - 0,924 - 0,877
Таблица 2
Ретроспективный анализ поражения озимой ржи бурой ржавчиной на госсортоучастках Тамбовской области
Год Г оссортоучасток
Тамбовский Староюрьевский Ржаксинский
степень развития (%) (по прогнозу) отклонение от фактического значения (±) степень развития (%) (по прогнозу) отклонение от фактического значения (±) степень развития (%) (по прогнозу) отклонение от фактического значения (±)
1970 14 + 11 - - - -
1971 6 -6 12 + 1 7 +9
1972 - - 12 0 - -
1974 61 -1 37 +7 28 +16
1975 1 -1 10 + 1 3 -3
1976 40 +2 26 -2 37 -2
1978 57 -15 33 +2 38 +2
1979 1 -1 10 -7 4 0
1980 66 + 14 39 -9 62 -12
1982 28 +9 23 +4 29 +14
1985 - - - - 6 -6
1986 6 -6 12 +4 11 -11
1987 7 +4 - - 13 -13
1988 4 +20 - - - -
1989 19 -18 - - 22 +6
1990 30 -2 - - - -
1992 8 0 - - - -
ло составить уравнения прямолинейной регрессии:
Тамбовский ГСУ:
У = -1,14 + 5,56 • X; (2)
Староюрьевский ГСУ:
У = 9,53 + 1,78 • X; (3)
Ржаксинский ГСУ:
У = 1,16 + 5,02 • X (4)
где У - ожидаемая интенсивность
поражения растений озимой ржи бурой ржавчиной (%);
Х - суммарный индекс погоды, рассчитываемый по формуле 1.
Ретроспективный анализ, проведенный согласно уравнениям 2, 3, 4 показал достаточно удовлетворительные результаты (табл. 2).
Наибольшее отклонение (20 и 18 %) ожидаемой степени поражения озимой ржи бурой ржавчиной от фактической на Тамбовском ГСУ отмечено в 1988 и 1989 гг., на Ржак-синском ГСУ - в 1974 и 1988 гг. (16 и 14 %). При анализе данных Ста-
роюрьевского ГСУ существенных отклонений не выявлено. Вероятность прогноза составила 83,3100 %, среднеарифметическое отклонение 3,7-7,8 %, среднеквадратическое - 5-9,8 %.
Прогноз, составленный на 2011 г. с использованием формулы 1 и уравнения 2 для центральной части Тамбовской области, показал достаточно удовлетворительную сходимость ожидаемой и фактической степени поражения озимой ржи бурой ржавчиной. Сумма относительной минимальной влажности воздуха (>40 %) за май была равна 450 %, сумма среднесуточных температур (>15 °С) составляла 355 °С (Тамбовская метеостанция), суммарный индекс погоды - 1,27. По прогнозу степень поражения бурой ржавчиной составила 6 %, фактическая - 11 %, то есть прогноз вполне оправдался. В обоих
случаях развитие заболевания находилось на низком уровне, и разница между ожидаемым и фактическим поражением растений бурой ржавчиной была невелика.
Таким образом, соотношение сумм относительной минимальной влажности воздуха (выше или равных 40 %) и его среднесуточных температур (выше или равных 15 °С) может быть использовано для краткосрочного прогноза развития бурой ржавчины озимой ржи на территории Тамбовской области. При значениях суммарного индекса погоды 5,23 и выше условия для развития бурой ржавчины складываются благоприятно. Вышеприведенное соотношение может оказаться справедливым и для других регионов России со схожими погодными условиями весны в период кущения-колошения озимой ржи.
