CC BY
19DOI:10.24411/2225-2584-2019-10080 УДК 635.21:631.531
ЗАРАЖЕННОСТЬ РАСТЕНИЙ КАРТОФЕЛЯ ВИРУСНЫМИ БОЛЕЗНЯМИ В УСЛОВИЯХ ВЛАДИМИРСКОГО ОПОЛЬЯ
И.М. ЩУКИН, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, (e-mail: ivan.shchukin@mail.ru)
Н.Г. ПАХОМОВА, старший научный сотрудник
В.В. СМИРНОВ, младший научный сотрудник
Верхневолжский федеральный аграрный научный центр
ул. Центральная д.3, п. Новый, Суздальский р-н, Владимирская обл., 601260, Российская Федерация
Резюме. На базе Верхневолжского аграрного научного центра проведены исследования по определению уровня зараженности вирусными болезнями различных сортов картофеля в семеноводческих питомниках на основе иммуноферментного анализа в условиях Владимирской области. Исследования проводили с сортами Жуковский ранний, Ред Скарлетт и Крепыш по двум схемам первичного семеноводства. Мини-клубни, как первичный оздоровленный семенной материал, является начальным звеном I и II схем опыта. Первая схема включала 5 питомников первичного семеноводства. По II схеме добавлялся питомник испытания клонов. Наличие растений, пораженных вирусной инфекцией в скрытой форме, устанавливали на основе лабораторного тестирования листовых проб методом иммуноферментного анализа. Предварительная визуальная оценка на наличие вирусных заболеваний растений картофеля показала чистоту сорта Жуковский ранний и Крепыш по I и II схемам размножения. Исключение составил сорт Ред Скарлетт по II схеме, поражённость морщинистой мозаикой достигла 10 %. При лабораторном тестировании по I и II схемам на сорте Крепыш не обнаружено наличия вирусных заболеваний. На сорте Жуковский ранний выявлено наличие тяжелого вируса YBK. В питомнике элиты по I схеме поражение составило 2 %, по II схеме в питомнике ССЭ -1 %. На сорте Ред Скарлетт в питомнике элиты поражение YBK вирусом было максимальным -12 %. Наивысшая урожайность на сортах Жуковский ранний и Крепыш по I и II схемам в питомниках испытания клонов составила 462-481 ц/га соответственно.
Ключевые слова: семенной материал, визуальная оценка, иммуноферментный анализ, вирусная инфекция, питомник.
Для цитирования: Щукин И.М., Пахомова Н.Г., Смирнов В.В. Зараженность растений картофеля вирусными болезнями в условиях Владимирского ополья // Владимирский земледелец. 2019. №3. С. 39-42. DOI:10.24411/2225-2584-2019-10080.
Вирусные болезни - самые опасные болезни картофеля.Накопление вирусной инфекции в семенном материале является важнейшей причиной ухудшения развития растений, снижении урожайности и качества клубней [1]. Как и многие бактериальные болезни, вирусные заболевания не поддаются лечению. Симптомы вирусных заболеваний картофеля разнообразны. Это скручивание листьев, их пожелтение (часто пятнами), уменьшение в размерах и общее угнетение растения. Симптомы могут сильно изменятся в зависимости от сорта картофеля, условий выращиваний и штамма (смеси) вирусов. Разнообразные болезни картофеля можно условно разделить на две группы - мозаики
(вызывают вирусы Y, X, S, М) и желтухи (вирус L) [2, 3].
Одним из самых значительных вкладов в борьбу с вирусными болезнями и получением здорового семенного картофеля внес профессор Л.Н. Трофимец, он уделял самое пристальное внимание Y-вирусу [4].
Мониторинг качества семенного картофеля, выращиваемого в различных регионах Российской Федерации, по данным Всероссийского научно-исследовательского института картофельного хозяйства им. А.Г. Лорха (ВНИИКХ), выявил преобладание в семенном материале М и Y вирусов, вызывающие мозаичное закручивание листьев и различные формы тяжелых мозаик. На долю этих двух вирусов приходится более 80 % заражений [5]. Не исключением является и Владимирская область, однако исследований по влиянию инфицирующей нагрузки на посадки картофеля в зоне Владимирского ополья не достаточно.
Наличие вирусных болезней имеет законодательное и нормативно - правовое обеспечение системами контроля качества и сертификации семян, которое заложено в требованиях к сортовым и посевным качествам семенного картофеля, предназначенного для посадки и определено национальным стандартом Российской Федерации ГОСТ Р 531-36 2008 «Картофель семенной. Технические условия» [6].
На основании вышесказанного, для разработки усовершенствованной системы семеноводства картофеля, обеспечивающей повышение качества семян в полевых условиях, в отделе картофелеводства Верхневолжского федерального аграрного научного центра (ФАНЦ) проводятся исследования по влиянию инфицирующей нагрузки в различных схемах выращивания оригинального семенного картофеля.
Целью данной работы являлось - определить уровень зараженности вирусными болезнями различных сортов картофеля в семеноводческих питомниках на основе иммуноферментного анализа и на их основе выявить оптимальные схемы первичного семеноводства в условиях Владимирской области.
Защита семенного картофеля от вирусных болезней и сохранение репродуктивных свойств сортов -важнейшая задача, которой сегодня занимается отдел картофелеводства ФГБНУ «Верхневолжский ФАНЦ».
Условия, материалы и методы. Исследования проводились в питомниках размножения семенного картофеля, расположенных на серой лесной среднесуглинистой почве. Площадь опытной делянки 50 кв. м. Повторность - 3-х кратная. В питомники высаживали 300 клубней на делянку [7]. Оценка зараженности картофеля вирусными болезнями
ВлаЭимгрскт Земледелец*
№ 3 (89) 2019
1. Схема посадки и расположение сортов картофеля в семеноводческих питомниках
Рис. 1. Метеорологические данные вегетационного периода проводилась в вегетационный период 2018 года.
Метеорологические условия характеризовались повышенными температурами воздуха в течение всего периода вегетации растений картофеля и дефицитом осадков, что отрицательно сказалось на формировании растениями столонов, а в дальнейшем на клубнеобразовании ранних сортов (рис. 1). Среднесуточная температура воздуха в разные фазы развития растений превышала многолетние значения на 0,3 - 2,9 0С.
От начала посадки до полного цветения картофеля растения испытывали острый дефицит влаги в почве (осадков выпало 50 % многолетней нормы). На фоне высоких температур I и II декады августа, когда максимальные дневные температуры доходили до 31 0С, превышение декадных норм составило 2,6 - 3,0 0С. Ботва растений в это период увядала, а выпавшие осадки уже не оказали должного влияния на растения ранних сортов картофеля.
Наличие болезней по внешним признакам в посадках оригинального, элитного семеноводства устанавливали в соответствии с инструкцией по апробации и методикой проведения полевых обследований семенного картофеля.
Во время вегетации растений вели фенологические наблюдения от фазы всходов растений до увядания ботвы (скашивания). За период вегетации (от массовых всходов до массового цветения) трижды проводили визуальную оценку поражаемости растений вирусными болезнями [8].
Наличие растений, пораженных вирусной инфекцией в скрытой форме, устанавливали на основе лабораторного тестирования листовых проб методом иммуноферментного анализа (ИФА) по ГОСТ 29267. Отбор проб по ГОСТ 11856, ГОСТ 29267 [9, 10].
Схемы опыта Сорта картофеля
I схема
Питомник размножения мини-клубней*(ПП-1) Жуковский ранний - Крепыш
Питомник ССЭ Жуковский ранний - Крепыш
Питомник СЭ 1 года Жуковский ранний - Крепыш
Питомник СЭ 2 года Жуковский ранний - Крепыш
Питомник Э Жуковский ранний - Крепыш
II схема
Питомник размножения мини-клубней (ПП-1) Жуковский ранний - Крепыш
Питомник испытания клонов Жуковский ранний - Крепыш
Питомник ССЭ Жуковский ранний - Крепыш
Питомник СЭ 1 года Жуковский ранний - Крепыш
Питомник СЭ 2 года Жуковский ранний - Крепыш
Питомник Э Жуковский ранний Ред Скарлетт -
Приложение: *ПП-1 -питомник первого поколения; ССЭ - питомник супер супер элиты; СЭ - супер элита; Э -элита.
Исследования проводили с сортами
№ 3 (89) 2019
Рис. 2. Зараженность растений вирусными болезнями (визуальная оценка) по I и II схемам, %
ЗлаЭишрсШ ЗемлеШеад
сорт Крепыш I схема
сорт Крепыш II схема
Питомники: |l- первого поколения (ПП-1); 2- испытания клонов; 3- супер супер элита (ССЭ); 4- супер элита (СЭ) 1-го года; 5- супер элита (СЭ) 2-го года; 6- элита (Э) iil - PVM; □ - PVS; Q - PVX; "PVY: Л "PVPL
Рис. 3. Накопление вирусов в растениях в процессе репродуцирования по I и II схемам, % (ИФА)
2. Урожайность сортов картофеля в питомниках размножения, ц/га
Питомники Сорта Схемы НСР05
I II
Питомник ПП-1 Жуковский ранний 340 340 -
Крепыш 320 325 -
Питомник испытания клонов Жуковский ранний - 462 -
Крепыш - 481 -
Питомник ССЭ Жуковский ранний 402 413 23,10
Крепыш 406 433 18,50
Питомник СЭ-1 года Жуковский ранний 350 378 11,55
Крепыш 362 385 -
Питомник СЭ-2 года Жуковский ранний 314 316 -
Крепыш 325 341 -
Питомник Э Жуковский ранний 299 308 14,94
Ред Скарлетт - 165 -
Крепыш 305 - -
Жуковский ранний, Ред Скарлетти Крепыш. Схема опыта представлена в таблице 1.
Мини - клубни, как первичный оздоровленный семенной материал, является начальным звеном I и II схем опыта. В первый год посадки в питомниках мини-клубней отбирали клубни, которые в последующем году высаживали в питомниках ССЭ по I схеме и в питомниках испытания клонов по II схеме. Далее в этих питомниках отбирали клубни, которые высаживали в питомниках СЭ - 1 года, затем СЭ - 2 года и, в последним, завершающем схему, питомнике элиты (Э).
По II схеме добавляется дополнительный год в схеме семеноводства картофеля. В отличие от I схемы посадки картофеля здесь клубни, полученные из питомника размножения мини-клубней, высажены в питомнике испытания клонов. Потомство каждого клона высаживали отдельно. Расстояние между клонами 70 см. Если в период вегетации обнаруживали хотя бы одно больное растение в клоне -браковали весь клон. Каждое растение подвергали 3-х кратной визуальной оценке с одновременной браковкой и удалением больных растений и клубней с поля. В питомнике супер суперэлиты -по II схеме высаживали объединённый клоновый материал.
Математическая обработка
экспериментальных данных проведена спомощью компьютерной программы STATISTICA 6.
Результаты и обсуждение. Визуальная оценка зараженности растений вирусными болезнями в питомниках по I и II схемам представлены на рисунке 2.
В период вегетации (массовых всходов - массового цветения) проводили визуальную оценку поражённости растений вирусными болезнями. Результаты визуальной оценки показали чистоту растений картофеля сорта Жуковский ранний и Крепыш по I и II схемам.
Растения сорта Ред Скарлетт по второй схеме были поражены тяжелой формой болезни - морщинистой мозаикой. Процент поражения у этого сорта составил 10 %. Проявления других вирусных заболеваний не выявлено.
Результат иммунноферментативного анализа на сорте Крепыш по I и II схемам показал, что все анализируемые листовые пробы имели нулевой уровень на наличие всех вирусов в растениях в процессе репродуцирования (рис. 3).
В результате проведенных исследований по изучению влияния инфицирующей нагрузки на сорта картофеля установлено, что сорта Жуковский ранний и Крепыш, полученные из мини клубней не имели поражения вирусными заболеваниями, за исключением сорта Жуковский ранний в питомнике Э - 2 % по I схеме и 1 % в питомнике ССЭ по II схеме. При лабораторном тестировании сорта Жуковский ранний по I и II схемам обнаружено наличие тяжелого ^ВК) вируса. В питомнике элиты по I схеме процент YBK вируса составил 2 %, по II схеме в питомнике ССЭ - 1 %.
От питомника первого поколения (ПП-1) до элиты ни одного из вирусов не обнаружено. Наличие тяжелого вируса обнаружено на сортах Жуковский ранний в питомниках ССЭ по II схеме (1 %) и в питомнике Э по I схеме (2 %). На сорте Ред Скарлетт по II схеме вирус Р^^ достигал 12 %.
В 2018 году отобрали лучшие клоны сорта Крепыш и Жуковский ранний, полученные из мини - клубней,
ВлаЭимгрскт ЗемлеШецТ)
№ 3 (89) 2019
закупленных в 2017 году. Этот материал в дальнейшем будет использован в питомниках испытания клонов. Количественный показатель образования клубней в среднем по изучаемым сортам составил 3,7-6,3 штук на растение, что напрямую связанно с сортовыми особенностями и погодными условиями вегетации.
В таблице 2 представлена урожайность сортов, полученная в 2018 году в семеноводческих питомниках размножения.
Максимальная урожайность сортов Жуковский ранний и Крепыш по I и II схемам в питомниках испытания клонов составила 462 и 481 ц/га соответственно. Урожайность вышеуказанных сортов в питомниках ПП-1 варьировала от 320 до 340 ц/га. Она напрямую зависила от метеорологических условий период от массовых всходов до цветения растения и массы мини - клубня. Низкая масса мини - клубней (с малым содержанием питательных веществ) не способствовала формированию высоких урожаев картофеля в питомниках первичного семеноводства. В процессе репродуцирования по I и II схемам опыта наблюдалось снижение урожайности у испытуемых сортов.
Выводы. Таким образом, предварительная визуальная оценка на наличие вирусных заболеваний растений картофеля показала чистоту сорта Жуковский ранний и Крепыш по I и II схемам размножения. Исключение составил сорт Ред Скарлетт по II схеме, поражённость которого морщинистой мозаикой достигла 10 %.
При лабораторном тестировании по I и II схемам на сорте Крепыш не обнаружено наличия вирусных заболеваний. На сорте Жуковский ранний выявлено наличие тяжелого вируса YBK. В питомнике элиты по I схеме поражение YBK вирусом составило 2 %, по II схеме в питомнике ССЭ-1 %. На сорте Ред Скарлетт в питомнике элиты поражение YBK вирусом было максимальным -12 %.
Количественный показатель образования клубней по схемам опыта составил 3,7-6,3 штук на растение, что напрямую связанно с сортовыми особенностями и погодными условиями года исследований. Наивысшая урожайность на сортах Жуковский ранний и Крепыш по I и II схемам в питомниках испытания клонов составила 462-481 ц/га.
Литература.
1. Абдильдаев В.С. Безвирусное семеноводство картофеля в условиях юго-востока Казахстана: автореф. ... д. с.-х.н. Алматы:НПЦЗиР, 2004.56 с.
2. Картофель России / под ред. А.В. Коршунова. М., 2003.286 с.
3. Анисимов Б.В. Эффективный контроль фитопатогенных вирусов и его роль в повышении качества семенного картофеля //Современное состояние и перспективы развития картофелеводства: материалы IVнауч.-практ. конф.( 16-17 февраля, 2012. Чебоксары.). Чебоксары, 2012. С. 63- 67.
4. Трофимец Л.Н.Биотехнология в картофелеводстве. М.:Агропромиздат, 1989. 272 с.
5. Усков А.И., Бойко, В.В. Особенности оздоровления исходного материала сортов картофеля //Картофель и овощи. 1997. № 2. С. 29-32.
6. ГОСТР 531-36 2008 Картофель семенной. Технические условия.М.: Стандартинформ, 2008.12 с.
7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 333 с.
8. Шмыгля В.А. Биологическое обоснование, разработка и усовершенствование методов диагностики вирусов в селекции и семеноводстве картофеля и томата: автореф.... д. б. н. Л., 1989.42 с.
9. ГОСТ29267 Картофель семенной. Оздоровленный исходный материал. Приёмка и методы анализа. М.: Стандартинформ, 2010. 11 с.
10. ГОСТ29267 Картофель семенной. Приёмка и методы анализа. М.: Стандартинформ, 2010.13 с.
CONTAMINATION OF POTATO BY VIRAL DISEASES IN VLADIMIR OPOLE I.M. Schukin, N.G. Pakhomova, V.V. Smirnov
Federal State Budget Scientific Institution "Upper Volga Federal Agrarian Research Center" ul. Tsentralnaya 3, poselok Noviy, Suzdalskiy rayon, Vladimir Oblast, 601260, Russian Federation
Abstract. Based on the Upper Volga Agrarian Research Center was conducted a study to estimate a level of contamination of different potato varieties by viral diseases in a seed-producing seed plot in terms of enzyme-immunoassay in Vladimir Oblast. Early variety Zhukovsky, Red Scarlett and Krepysh were under the research by two schemes of primary seed breeding. Mini-tubers as primary improved seed grains were the initial step of I and II schemes. The first one included 5 seed-producing seed plots of primary seed breeding. According to the
11 scheme, a seed-plot of clones testing was also used. Presence of plants contaminated by viral disease in a latent form determined by laboratory tests of leaves using enzyme-immunoassay. Preliminary visual analysis on viral diseases revealed a purity of Krepysh and early variety Zhukovsky according to the I and II schemes of cultivation. The exception was Red Scarlett when it came to the II scheme. It was diseased by potato rugose mosaic by 10 %. During laboratory testing using the I and II schemes, it was not found any viral diseases on Krepysh. On Zukovsky variety was revealed a presence of a bad case of YBK. In a seed field for elite varieties using the I scheme of cultivation, the infection rate was 2 %. Super elite varieties grown by the II scheme were diseased by 1 %. The Red Scarlett was affected by YBK virus at most -
12 %. The highest yield of early variety Zhukovsky and Krepysh when it came to the I and II schemes of clones testing was 462-481 dt/hectare respectively.
Keywords: seed grains, visual analysis, enzyme-immunoassay, viral disease, seed plot.
Author details: I.M. Schukin, Candidate of Sciences (biology), senior research fellow (e-mail: ivan.shchukin@mail.ru), N.G. Pakhomova, senior research fellow, V.V. Smirnov, junior research fellow.
For citation: Schukin I.M., Pakhomova N.G., Smirnov V.V. Contamination of potato by viral diseases in Vladimir Opole // Vladimir agricolist. 2019. №3. P. 39-42. DOI:10.24411/2225-2584-2019-10080.
№ 3 (89) 2019
$лаЭимгрскш Землейлод
