CC BY
20
УДК 633.11:632.4 В.В. Евсеев
Курганский государственный университет
ЖЕЛТАЯ ПЯТНИСТОСТЬ ЗЛАКОВ В ЛЕСОСТЕПИ ЮЖНОГО ЗАУРАЛЬЯ
Аннотация. В статье даны сведения о распространении на территории Южного Зауралья возбудителя желтой пятнистости листьев пшеницы, его вредоносности, биоэкологических особенностях и характере биоценотических связей. Обобщены сведения о современных подходах к защите растений от пиренофороза, очерчен круг проблем и вопросов, требующих решения.
Ключевые слова: пиренофороз, псевдотеции, аскоспоры, конидиальная стадия, биоэкология, вредоносность, меры борьбы.
V.V. Evseev
Kurgan State University
YELLOW LEAF SPOT DISEASE OF CROPS IN THE FOREST-STEPPE OF SOUTHERN ZAURALYE
Abstract. The article comprises the data on spread of the anticrop agent of the yellow leaf spot disease of wheat, its malignancy, bioecological peculiarities and the character of biocenosis relations on the territory of Southern Zauralye. The data about modern approaches towards protection of plants from the yellow leaf spot disease are integrated; a range of problems and questions to be solved are outlined.
Index terms: yellow leaf spot disease of crops, pseudothecia, ascospores, conidial stage, bioecology, malignancy, control measures.
ВВЕДЕНИЕ
Желтая пятнистость листьев - возбудитель Pyrenophoratriti ci-repentis (Died.) Drechsler (конидиаль-ная стадия - Drechsleratritici-repentis) - получила широкое распространение во многих странах мира. На территории России массовое развитие болезни впервые зарегистрировано в Краснодарском крае еще в начале 80-х годов прошлого века [1]. Впоследствии Л.А. Михайловой с сотрудниками [2] возбудитель желтой пятнистости с высокой частотой выделен из листьев пшеницы, собранных в Дагестане, Башкирии, Ленинградской, Псковской и Новгородской областях, на Алтае.
В Курганской области длительное время появление желтой пятнистости на пшенице не привлекало к себе внимания специалистов по защите растений, которые считали причиной пятен на листьях совсем другую болезнь - септориоз. В последнее десятилетие в
Южном Зауралье желтая пятнистость злаков заняла доминирующее положение в составе экономически значимых болезней пшеницы, потеснив септориоз, мучнистую росу, бурую листовую ржавчину.
В связи с высокой вредоносностью патогена, широким распространением и отсутствием информации об особенностях его развития в местных условиях целью нашей работы было изучение биоэкологии возбудителя желтой пятнистости злаков в природной и лабораторной обстановке.
1 МЕТОДИКАИССЛЕДОВАНИЙ
Объекты исследования: все почвенно-клима-тические зоны Курганской области (работы по изучению биоэкологии пиренофороза проводились в Аль-меневском, Сафакулевском, Щучанском - на границе с Челябинской областью, Далматовском, Шадринском, Шатровском, Кетовском - центральная и северная лесостепная зона Курганской области, Куртамышском, Звериноголовском, Половинском районах - на границе с республикой Казахстан). Период исследований -с 2003 по 2013 гг.
Объектами исследования были ассоциации эпи-фитных микроорганизмов филлосферы яровой пшеницы; возбудитель пиренофороза злаков (Pyrenophoratritici-repentis (Died.)Drechsler.); мягкая яровая пшеница - TriticumaestivumL. (в лабораторных и полевых опытах использованы сорта: Жигулевская, Терция, Омская 26, Тулунская 12, Новосибирская 89, Лютесценс 70, Омская 18, Новосибирская 15, Тулеев-ская, Боевчанка, Экада и другие).
Лабораторные и полевые эксперименты проводили с привлечением стандартных фитопатологических и микробиологических методик. Постановка экспериментов по иммунологической оценке сортов яровой пшеницы в отношении пиренофороза проведена по методикам, разработанным учеными Всероссийского НИИ защиты растений [5].
2 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Распространение желтой пятнистости на территории Курганской области
Выполненный впервые в 2003 году микологический анализ пораженных листьев яровой пшеницы на производственных и опытных посевах в Кетовском районе [3],а затем последующие экспедиционные исследования позволили установить факт широкого распространения пиренофороза в Курганской области (рисунок 1).
Существует три версии возникновения очагов пиренофороза на территории Южного Зауралья. Возбудитель мог быть занесен из Башкирии через Челябинскую область, либо попасть из Казахстана, где он неоднократно обнаруживался в Кустанайской, Севе-ро-Казахстанской, Целиноградской, Кокчетавской областях [4], или перейти с местных кормовых и дикорастущих злаков на посевы яровой пшеницы.Послед-няя версия наиболее интересна и не лишена оснований. Причиной развития болезни могли быть существенные изменения экологической обстановки, связанные с неграмотным и неумеренным использовани-
ем химических средств защиты растений. Не случайно в 70-90-е годы ХХ в. на территории Урала, Зауралья и Западной Сибири получили широкое распространение в посевах зерновых так называемые ятроген-ные болезни (септориоз, фузариоз колоса и др.), активное развитие которых уже тогда связывали с интенсивной химизацией растениеводства.
Рисунок 1 - Районы высокой вредоносности желтой пятнистости пшеницы (массовое развитие пиренофороза достоверно зарегистрировано в 11 районах Курганской области)
Коренное преобразование лесостепных ландшафтов Курганской области под влиянием антропогенного фактора повлекло за собой формирование очагов антро-пургического типа, т.е. очагов, возникших в результате хозяйственной деятельности человека. Популяция возбудителя мигрировала с дикорастущих злаков на культурные. Таким образом, в условиях расширения посевных площадей под яровой пшеницей (что было характерно для периода освоения целинных земель) происходил процесс адаптации возбудителя к агро-ценозам.
Сегодня с высокой долей вероятности можно ожидать выявление очагов пиренофороза на территории Челябинской, Свердловской и Тюменской областей, однако местные службы защиты растений детально в фитосанитарную обстановку на полях не вникают, привычно рапортуя о традиционных для зерновых культур болезнях - септориозе, мучнистой росе, гель-минтоспориозных пятнистостях, бурой ржавчине.
2.2 Биоэкология, вредоносность и
биоценотические связи возбудителя
желтой пятнистости злаков
Наблюдения показали, что в условиях Зауралья гриб зимует псевдотециями на растительных остатках пшеницы (рисунок 2) и дикорастущих злаках, ежегодно проходит сумчатую и конидиальную стадии развития. На фрагментах инфицированных растительных остатков (солома пшеницы) длиной 5 см насчитывали от 25 до 117 зрелых псевдотециев, в каждом из которых содержалось до 10 сумок с аскоспорами (по 8 спор в сумке).
При контакте всходов пшеницы с незапаханной с осени стерней аскоспоры возбудителя инфицируют листья пшеницы. В течение периода вегетации распространение гриба осуществляется конидиями (рисунок 3).
Рисунок 2 - Растительные остатки с многочисленными псевдотециями Pyrenophoratritici-repentis
а)
-пг, -•
б)
Рисунок 3 - Конидиальная стадия - Drechsleratritici-repentis (а); половая стадия - сумка с аскоспорами (б) (об. 20х, ок. 12х)
В лабораторных исследованиях выявлена высокая пластичность и адаптивность возбудителя пире-
нофороза к основным абиотическим факторам окружающей среды и питательным средам. Установлено, что патоген может расти даже при температуре +50С и ниже, но оптимальной является температура +25- 270С. Возбудитель не растет при температуре выше +350С, следовательно, патоген относится к мезофильным и даже психроактивным видам.
Для наблюдения за развитием заболевания на производственных посевах пшеницы (Кетовский район) было выделено 20 модельных растений с поражением листьев желтой пятнистостью (сорт Жигулевская).
Симптомы заболевания проявляются на обеих сторонах листа на проростках и взрослых растениях. На листьях образуются первоначально маленькие округлой или линзообразной формы желто-коричневые пятна с желтым окаймлением. В длину пятно достигает 12 мм. По мере развития повреждения пятна срастаются, листья желтеют и отмирают. В центре они имеют темно-коричневый цвет. Внешне пятна похожи на септориозные, но пикниды на них отсутствуют. Некроз часто начинает развиваться вблизи верхушки листа и распространяется к его основанию.
После цветения пшеницы (начало июля) развитие инфекции усиливается. Прежде чем начнут сливаться пятна, лист скручивается вдоль центральной жилки, а кончик листа начинает подсыхать. Размер пятен достигает 3-4 мм в длину, что определяет поражение в 5-10 баллов. Подфлаговый лист засыхает на две трети.
К концу июля флаг-лист засыхает у многих растений на две трети. Пятна формируются крупные до 1 см в длину, вытягиваются и сливаются, образуя полосы вдоль центральной жилки листа.
В фазу восковой спелости (август) выполняли измерение высоты стеблей и длины колоса модельных растений. Сильное развитие болезни заметно сказывается на продуктивности растений (таблица 1).
Высота здоровых растений обычно варьирует в пределах 80,24 ч 89,51 см, длина колоса 6,97 ч 7,86 см. У больных растений все параметры снижаются: высота составляет 65,48 ч 76,92 см, длина колоса в пределах 5,43 ч 6,43 см. Масса зерна главного колоса у больных растений снижается на 32,3% (685 мг). Доверительные интервалы для сравниваемых показателей не перекрываются, что указывает на существенное влияние возбудителя.
Особенно сильно поражаются пиренофорозом и снижают урожайность такие сорта, как Жигулевская, Терция, Тулеевская. Автору статьи довелось осматривать посевы пшеницы сорта Тулеевская в Шадрин-ском и Щучанском районах Курганской области по стерневому фону (нулевая обработка почвы) в 2013 году:
низкорослые посевы, нижние ярусы листьев желтые, флаг-лист наполовину засох, скручен, с многочисленными характерными пятнами, колосья 5-6 см в длину. Урожайность на этих полях не превышала 10-12 ц/га.
С практической точки зрения важно отметить, что нами выявлена тесная связь между уровнем поражения листьев яровой пшеницы пиренофорозом= и обилием в филлосфере растений эпифитных пенициллов, триходермы, бациллярных форм микроорганизмов (Bacillussubtilis, Bac. mesentericus, Bac. megatherium). Так, коэффициент корреляции между числом КОЕ пенициллов и уровнем поражения листьев пшеницы пиренофорозом составил r = -0,71. Уравнение регрессии Y на X имеет вид: Y = 13,29 -1,32 Х. Корреляционная зависимость средней силы (r2 = 0,50). Тесная связь между обилием интродуцированного в филлосферу Bacillussubtilis и уровнем развития желтой пятнистости злаков доказана при коэффициенте корреляции r=-0,84, уравнение регрессии имеет вид: Y = 21,3 -2,50Х.
2.3 Современные подходы к защите
пшеницы от пиренофороза
Нарастание распространенности и вредоносности болезни в условиях Зауралья объясняется следующими причинами: минимальной обработкой почвы с сохранением стерни на ее поверхности; возделыванием сортов пшеницы с недостаточным уровнем устойчивости к патогену; применением химических средств защиты, оказывающих селектирующее действие на патогенную микрофлору.
В связи с тем, что главным резерватом инфекции пиренофороза являются остатки стерни, меры борьбы с болезнью должны быть направлены на искоренение этого источника инфекции. Стерню необходимо либо сжигать, либо заделывать в почву (придется агрономам снова вспомнить об отвальной обработке), либо обрабатывать специальными биопрепаратами, ускоряющими биодеградацию соломы. Важную роль будет играть севооборот, обеззараживание семян и применение фунгицидов при появлении первых пятен на верхних листьях.
Наиболее эффективным, менее затратным и экологически безопасным способом защиты пшеницы от пиренофороза является селекционно-генетический. Однако толерантные и резистентные к возбудителю сорта пшеницы в условиях Курганской области до сих пор не известны. В связи с этим одной из задач нашей работы был поиск источников устойчивости среди районированных и перспективных сортов мягкой яровой пшеницы к возбудителю желтой пятнистости листьев. Результаты предварительной иммунологической оценки районированных сортов и селекционных
Таблица 1 - Влияние пиренофороза на элементы продуктивности яровой пшеницы сорта Жигулевская (Курган, 2005-2008 гг.)ППп
Вариант Высота стебля, Длина колоса, Масса зерна
см см с колоса, г
Здоровые растения 84,88 ± 2,24 7,42 ± 0,21 1,02 ± 0,06
71,20 ± 2,66 5,93 ± 0,23 0,68 ± 0,07
Больные растения 19,9 27,1 32,3
Примечание: в знаменателе - снижение показателя по сравнению со здоровыми растениями (%).
линий яровой пшеницы позволяют отнести к относительно устойчивым такие сорта, как Экада, Боевчан-ка, Мальцевская-110, Новосибирская 15.
По данным Л.А. Михайловой [5], на территории России выявлено 22 высоко- и среднеустойчивых к пиренофорозу сорта яровой пшеницы. Значительная часть устойчивых сортов создана в СибНИИСХозе (г. Омск), среди них Омская 24, Омская 28, Омская 33, Росинка. Имеются также сорта, выведенные в Челябинском НИИСХ (Казахстанская ранняя, Эритрос-пермум 560, Нива 2, Дуэт).
Заслуживает внимания вопрос использования биопрепаратов для снижения развития заболевания, хотя технологии их эффективного применения пока еще не отработаны.
ВЫВОДЫ
1 Возбудитель пиренофороза злаков в условиях Курганской области имеет сложный цикл развития, представленный такими стадиями, как псевдотеции с аскоспорами (половая стадия), конидиеносцами с конидиями (бесполая стадия), мицелием. Зимует возбудитель псевдотециями на инфицированных растительных остатках и имеет широкий спектр растений-хозяев (пшеница и дикорастущие злаки).
2 В настоящее время на территории Южного Зауралья возбудитель желтой пятнистости листьев имеет ранг хозяйственно и экономически опасного вида. Заболевание может привести к значительным потерям в урожае зерна. На сильно пораженных посевах снижение урожая зерна пшеницы достигает 50% и выше.
3 Биоценотические связи патогена в местных природно-климатических условиях можно контролировать, используя антагонистический потенциал сапротрофной микрофлоры. Доказана связь между уровнем поражения листьев яровой пшеницы пиренофорозом и обилием в филлосфере растений эпифитных пенициллов, триходермы, бациллярных форм микроорганизмов. Коэффициент корреляции между обилием в филлосфереBacillussubtilis и уровнем развития пиренофороза r = -0,84.
4 Экологически безопасный способ борьбы с желтой пятнистостью - внедрение в производство устойчивых к поражению сортов. Среди районированных на территории Зауралья сортов яровой пшеницы рекомендуем к внедрению в производство такие, как Мальцевская-110, Новосибирская-15, сорта селекции СибНИИСХоза.
Список литературы
1 Рудаков О.Л. Пиренофороз озимой пшеницы // Защита
растений. 1985. № 10. С. 28-29.
2 Михайлова Л.А., Коваленко Н.М. Характеристика видов
Triticum и Aegilops по устойчивости к желтой пятнистости, вызываемой Pyrenophoratritici-repentis // Микология и фитопатологи. 2006. Т. 40. Вып. 3. С. 255-263.
3 Евсеев В.В. Желтая пятнистость листьев пшеницы в
Курганской области // Защита и карантин растений.
2006. № 6. С. 20-21.
4 Хасанов Б.А. Желтая пятнистость листьев злаков,
вызываемая Pyrenophoratritici-repentis (Died.) Drechs. //
Микология и фитопатология. 1987. Т. 22. Вып. 1. С. 78-83.
5 Михайлова Л.А., Мироненко Н.В., Коваленко Н.М. Желтая
пятнистость пшеницы: методические указания по изучению популяций возбудителя желтой пятнистости Pyrenophoratritici-repentis и устойчивости сортов. СПб.: ВИЗР, 2012. 64 с.
УДК 579.6 : 631.461
А.М. Плотников1, В.В. Евсеев2 1 Курганская государственная сельскохозяйственная академия имени Т.С. Мальцева
2Курганский государственный университет
МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ ЧЕРНОЗЕМНЫХ ПОЧВ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ КУРГАНСКОЙ ОБЛАСТИ
Аннотация. В статье представлены итоги оценки влияния различных уровней антропогенной нагрузки на численность основных групп почвенных микроорганизмов и напряженность биологической трансформации углерод- и азотсодержащих соединений выщелоченного чернозема центральной лесостепной зоны Курганской области.
Ключевые слова: чернозем, почвенная микрофлора, уровень культуры земледелия, индекс минерализации.
A.M. Plotnikov1, V.V. Evseev2
1T.S. Maltsev Kurgan State Agricultural Academy
2Kurgan State University
MICROBIOLOGICAL ACTIVITY OF CHERNOZEM SOILS OF THE CENTRAL FOREST-STEPPE ZONE IN KURGAN REGION
Abstract. The article shows the results of influence assessment of various anthropogenic loading levels on the number of basic groups of soil microorganisms and intensity of biological transformation of chernozem carbo-and nitrogen-based compounds of the central forest-steppe zone in the Kurgan region.
Index terms: chernozem, soil microflora, farming standards level, mineralization index.
Введение
Сельскохозяйственное использование почв Зауралья коренным образом меняет их ключевые свойства, в том числе уровень биологической активности. Характер и направленность этих изменений остаются до сих пор слабо изученными. Между тем уже в 5060-х гг. прошлого века в почвах Курганской области широкое распространение получили процессы дегра-
