Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Защита яровой пшеницы от болезней: состояние и перспективы 12
1.1. Роль количества инфекционных структур возбудителя в развитии болезней 13
1.2. Вредоносность болезней на яровой пшенице 18
1.3. Влияние сортовых особенностей и агроприемов на развитие болезней 23
1.4. Состояние и перспективы защиты растений 34
Глава 2. Объекты, условия проведения и методы исследований 48
2.1. Объекты исследований 48
2.1.1. Яровая пшеница 48
2.1.2. Обыкновенная корневая гниль 53
2.1.3. Мучнистая роса 63
2.1.4. Бурая ржавчина 67
2.1.5. Септориоз 72
2.2. Природные условия региона исследований 79
2.3. Методика исследований 83
2.3.1. Вегетационно-полевые опыты по изучению развития и вредоносности обыкновенной корневой гнили при разной заселённости почвы Bipolaris sorokiniana Shoem . 85
2.3.2. Оценка эффективности протравителей и биопрепаратов против корневой гнили яровой пшеницы 86
2.3.3. Оценка эффективности фунгицидов против аэрогенных инфекций на яровой пшенице 87
2.3.4. Изучение влияния основной обработки почвы на развитие корневой гнили 88
2.3.5. Полевой эксперимент по изучению срока посева как фактора оптимизации фитосанитарного состояния агроценоза яровой пшеницы 89
2.3.6. Полевой эксперимент по изучению влияния основных технологических приёмов возделывания на болезни яровой пшеницы 90
Глава 3. Защита яровой пшеницы от корневой гнили 92
3.1. Роль заселённости почвы конидиями В. sorokiniana в интенсивности развития болезни 93
3.2. Вредоносность обыкновенной корневой гнили на яровой пшенице 99
3.3. Влияние различных звеньев агрокомплекса на развитие корневой гнили 106
3.3.1. Роль сортовых особенностей яровой пшеницы в поражении её обыкновенной корневой гнилью 107
3.3.2. Влияние предшественника на развитие корневой гнили 111
3.3.3. Влияние основной обработки почвы на развитие корневой гнили 117
3.3.4. Значение срока посева яровой пшеницы в развитии обыкновенной корневой гнили 122
3.3.5. Роль минеральных удобрений в развитии обыкновенной корневой гнили 125
3.4. Эффективность биопрепаратов в снижении развития обыкновенной корневой гнили яровой пшеницы 132
3.5. Эффективность фунгицидов в снижении развития обыкновенной корневой гнили яровой пшеницы 137
3.6. Оптимизация и экологизация защиты яровой пшеницы от обыкновенной корневой гнили 146
Глава 4. Защита яровой пшеницы от аэрогенных инфекций 151
4.1. Развитие и распространение аэрогенных инфекций в агроценозе яровой пшеницы 152
4.2. Влияние сортовых особенностей пшеницы и агроприёмов ее возделывания на развитие аэрогенных инфекций 160
4.2.1. Роль сорта в ограничении развития аэрогенных инфекций 161
4.2.2. Влияние срока посева яровой пшеницы на развитие аэрогенных инфекций 165
4.2.3. Влияние минеральных удобрений на интенсивность развития аэрогенных инфекций 172
4.2.4. Значение предшественника в развитии аэрогенных инфекций на яровой пшенице 177
4.2.5. Влияние способа основной обработки почвы на развитие аэрогенных инфекций 178
4.3. Роль фунгицидов и биопрепаратов в защите яровой пшеницы от аэрогенных инфекций 181
Глава 5. Агроэкологические аспекты оптимизации фитосанитарного состояния посевов яровой пшеницы относительно болезней 192
Выводы 212
Предложения производству 216
Список литературы
- Вредоносность болезней на яровой пшенице
- Вегетационно-полевые опыты по изучению развития и вредоносности обыкновенной корневой гнили при разной заселённости почвы Bipolaris sorokiniana Shoem
- Вредоносность обыкновенной корневой гнили на яровой пшенице
- Роль сорта в ограничении развития аэрогенных инфекций
Введение к работе
Актуальность проблемы. В связи с упрощением структуры агробиоце-нозов, а, следовательно, уменьшением их стабильности и способности к саморегуляции, борьба с болезнями растений приобретает качественно новый смысл. Высокая вирулентность патогенов и восприимчивость растений, наблюдаемые при эпифитотиях, являются следствием искусственного нарушения природного баланса. Специализация и концентрация посевов создаёт необычайно благоприятные условия для резервации патогенов в экстремальных условиях окружающей среды и их широкого расселения в оптимальные периоды. При этом разрушение сбалансированности и стабильности агробиоце-нозов оказывается, в конечном счёте «выгодным» прежде всего многим видам патогенов. Чем интенсивнее ведётся сельскохозяйственное производство, тем неизбежнее приходится ориентироваться на активно регулируемые экосистемы посевов (Поляков, 1976).
Тот факт, что многократное увеличение объёмов применения пестицидов за последнее время не привело к существенному сокращению потерь урожая от вредных видов, указывает на проблематичность попыток компенсировать нарушение адаптивности агроэкосистем за счёт использования всё возрастающего количества «искусственной» энергии (Жученко, 1980). Применение всё большего количества пестицидов для поддержания экологического равновесия в агроценозах обычно позволяет добиться лишь кратковременного успеха. Стратегия на уничтожение вредных видов с помощью пестицидов бесперспективна и приводит к повышенным темпам формирования генетической изменчивости у патогенов. В то же время односторонняя селекция растений на максимальное повышение урожая обычно приводит к снижению их толерантности, как к вредным видам, так и к погодным флуктуациям (Жученко, 1990).
Совершенствование дальнейшего направления в защите растений должно основываться на принципиально новой теоретической базе, которая рассматривает полевое растительное сообщество как сложную систему взаимодействующих биокомпонентов. В настоящее время стратегия борьбы с вредными организмами основывается на «регулировании их численности», а не на «борьбе» (Бисплингхофф, Брукс, 1977; Фадеев, Новожилов, 1985; Захаренко, 1999). Борьба с болезнями рассматривается как часть управления всей агро-экосистемой, специфичной для каждой почвенно-климатической зоны. При этом устойчивость посевов сельскохозяйственных культур обеспечивается с учётом особенностей конкретных экологических условий. В основе новой стратегии борьбы с болезнями лежит интегрированная защита растений, основными составляющими компонентами которой наряду с химическими, биологическими методами борьбы выступают широкое использование устойчивых сортов, комплекс агротехнических, технологических и ряд других мероприятий. В системе защиты растений от болезней всё большее значение приобретает прогнозирование, основанное на использовании методов математического моделирования и программирования. Такой подход позволяет на основе данных о численности популяции патогена, об экологической ситуации и других показателей обеспечить прогноз распространения патогенов в зависимости от фактически складывающихся погодных условий и наметить комплексные меры борьбы с учётом экономического порога вредоносности. В таком случае химическая защита проводится лишь при достижении патогеном хозяйственно опасного порога вредоносности, когда она является единственным способом быстрого подавления популяции вредного организма.
В связи с этим встаёт вопрос о разработке надёжной системы защиты растений от болезней. Система защиты должна быть экологически адаптированной, то есть учитывать особенности развития культуры и патогена в конкретных агроэкологических условиях, реакцию растений на лимитирующие урожайность факторы и использовать, по возможности, экологически безо- пасные приёмы снижения их вредоносности. Она должна строиться на основе обоснованной стратегии, на умении воздействовать на агроценоз методами, безопасными для человека и окружающей среды, при рациональном использовании энергетических и материальных ресурсов. Разработка систем такого рода для яровой пшеницы, возделываемой в лесостепи Западной Сибири, является весьма актуальной задачей. Связано это, прежде всего, с тем, что данная культура занимает ведущее место среди зерновых в регионе. Причем, в современных экономических условиях, осуществление фитосанитарного благополучия средствами защиты растений целесообразно вести не через внедрение самостоятельных систем интегрированной защиты растений, а путем включения фитосанитарных мер защиты в технологию выращивания культуры с учетом местных условий при обязательной количественной оценке роли вредного вида.
Цель работы. Обосновать принципы формирования интегрированной защиты яровой пшеницы от болезней, адаптированной к агроэкологаческим фитосанитарным и хазяйственно-экономическим условиям ее выращивания в ^ лесостепной зоне Западной Сибири, обеспечивающей получение высокого урожая при снижении уровня пестицидной нагрузки.
Задачи исследований: - выявить роль степени заселённости почвы основным возбудителем обыкно венной корневой гнили Bipolaris sorokiniana Shoem. в развитии и вредоносно сти болезни; обосновать допустимый уровень заселённости почвы конидиями В. sorokiniana; дать оценку влияния различных звеньев агрокомплекса на развитие болезней яровой пшеницы; определить наиболее рациональные параметры применения фунгицидов для оптимизации фитосанитарного состояния относительно болезней в агроцено- зе яровой пшеницы, оказывающих минимальное отрицательное воздействие на окружающую среду; - обосновать основные направления экологизации защиты яровой пшеницы от болезней в условиях лесостепи Западной Сибири.
Научная новизна. Разная степень заселённости почвы В. sorokiniana определяет динамику развития и вредоносность обыкновенной корневой гнили яровой пшеницы. Впервые установлена пороговая численность патогена, при которой целесообразно проведение мер борьбы с болезнью в лесостепи Западной Сибири. Разработаны основные принципы оптимизации и экологизации защиты яровой пшеницы от корневой гнили.
На основании изучения закономерностей развития и вредоносности аэрогенных инфекций в лесостепи Западной Сибири дано обоснование сроков и кратности применения фунгицидов в агроценозе яровой пшеницы с целью возможности снижения фунгицидной нагрузки на агроэкосистему.
Выявлен адаптивный потенциал сортов яровой пшеницы по отношению к болезням, позволяющий экономически эффективно применять фунгициды.
Разработаны основы системы оптимизации фитосанитарного состояния посевов относительно болезней в агроценозе яровой пшеницы при разных уровнях интенсификации возделывания культуры, позволяющие снизить потери урожая от инфекций и минимизировать негативное влияние фунгицидов на агроэкосистему.
На защиту выносятся следующие положения: уровень заселённости почвы В. sorokiniana - экологический фактор, определяющий интенсивность инфекционного и эпифитотического процессов обыкновенной корневой гнили яровой пшеницы и её вредоносность в лесостепи Западной Сибири; подходы прогнозирования развития и вредоносности корневой гнили, организация рациональных мер борьбы с ней на основе фитопатологического картирования; система приёмов рационального использования фунгицидов для оптимизации фитосанитарной обстановки в агроценозе яровой пшеницы относительно болезней; г?,. < ] концепция построения стратегии и тактики защитных, обеспечивающих экономически рациональную защиту яровой пшеницы от болезней и снижение фунгицидной нагрузки на агроценоз.
Практическая ценность и реализация результатов исследований.
Разработан метод определения уровня заселённости почвы возбудителем обыкновенной корневой гнили при массовом фитопатологическом обследовании полей, утверждённый на НТС производственного управления сельского хозяйства Новосибирского облисполкома (протокол № 37 от 1 сентября 1981 г.). Разработана и рекомендована к применению методика составления фитопатологических почвенных картограмм по заселённости В. sorokiniana с целью прогнозирования вредоносности обыкновенной корневой гнили и рациональной организации мер борьбы с ней, которая была апробирована в хозяйствах Новосибирской, Кемеровской, Омской областей и Алтайского края. Оценка эффективности сроков и кратности применения фунгицидов и их баковых смесей позволила дать рекомендации по рациональной защите яровой пшеницы от аэрогенных инфекций, снижающей пестицидную нагрузку на агроценоз. Разработана и апробирована система оптимизации фитосанитарного состояния посевов яровой пшеницы для разных уровней интенсификации земледелия.
Результаты работы явились основой для рекомендаций «Составление фитопатологических почвенных картограмм в Кемеровской области» (1985), «Составление и применение фитопатологических почвенных картограмм [ФПК] по заселённости почв возбудителем гельминтоспориозной корневой гнили зерновых культур» (1987), «Баковые смеси фунгицидов против листо-стеблевых инфекций яровой пшеницы» (1990), «Сроки применения фунгицидов против листостеблевых инфекций при интенсивной технологии возделы- вания яровой пшеницы» (1990), «Система оптимизации фитосанитарного состояния посевов яровой пшеницы» (1994).
Основные положения диссертации отражены в журналах «Доклады РАСХН», «Агрохимия», «Защита растений», «Защита и карантин растений», «Сибирский вестник сельскохозяйственной науки», трудах СибНИИЗХим.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научной конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов Новосибирского сельскохозяйственного института, г. Новосибирск (1975 г.); на совещании фитопатологов Сибири и Дальнего Востока, г. Новосибирск (1977 г.); на симпозиуме «Исследование агротехнического метода в защите полевых культур от вредителей, болезней и сорняков», г. Воронеж (1979 г.); на научной конференции молодых учёных СО ВАСХНИЛ, г. Новосибирск (1980г.); на Всесоюзном совещании «Экологические (эпифитотиологические) основы защиты растений от болезней», г. Новосибирск (1990 г.); на Всероссийском съезде по защите растений «Защита растений в условиях реформирования агропромышленного комплекса: экономика, эффективность, эколо-гичность», г. Санкт-Петербург (1995 г.); на юбилейной региональной научно-практической конференции «Проблемы АПК в условиях рыночной экономики», г. Новосибирск (1996 г.); на научно-практической конференции «Проблемы сельскохозяйственной экологии», г. Новосибирск (1999 г.); учёных советах СибНИИЗХим, а также на ежегодных областных и районных совещаниях с демонстрацией полевых опытов.
Выражаю глубокую благодарность научному консультанту доктору биологических наук, профессору Н.Г. Власенко, директору ГНУ СибНИИЗХим академику РАСХН А.Н. Власенко, всем сотрудникам лаборатории интегрированной защиты зерновых культур и картофеля за помощь и поддержку при выполнении данной работы. Особую признательность выражаю доктору сельскохозяйственных наук, профессору, Заслуженному деятелю науки
РФ В.А. Чулкинои, под руководством которой в период с 1974 г. по 1991 г. проводились научные исследования.
Вредоносность болезней на яровой пшенице
Между степенью заболевания растений обыкновенной корневой гнилью и их продуктивностью как в увлажнённых, так и в засушливых условиях отмечена обратная связь (Козырева, 1959; Коршунова, Чумаков, Щекочихина, 1976). Потери урожая в зависимости от условий возделывания колеблются от 5 до 30 % (Козырева, 1959; Цимбал, Моршацкий, 1969; Михайлина, 1970; До-брецов, 1973; Котова, 1977; Фадеев, Бенкен, 1984; Whittle, Richardson, 1978 и др.). В отдельные годы при интенсивном развитии болезни потери урожая могут достигать 70 - 75 % (Шевченко, 1970; Алиновский, 1970; Макаренко, 1974). Вредоносность обыкновенной гнили в основных зерносеющих зонах Западной Сибири настолько велика, что нередко является главным лимитирующим фактором в получении высокого урожая. Особенно велик недобор урожая в лесостепи и степи, где размещены основные площади товарных посевов яровой пшеницы (Чулкина и др., 1981).
У больных обыкновенной корневой гнилью растений происходят различные морфофизиологические изменения. Внедрение патогена в ткань растения-хозяина вызывает нарушение функциональной деятельности митохондрий в клетках (Аксёнова, Брынза, 1976), изменяется проницаемость клеточных мембран под воздействием фитотоксина гриба (White, Taniguchi, 1972). В корнях пшеницы, поражённых обыкновенной корневой гнилью, содержание общего азота и свободных аминокислот выше, чем у здоровых (Hrushovetz, 1954). В ходе онтогенеза коэффициент отношения РНК/ДНК в клетках листьев больных растений постепенно снижается и становится ниже, чем у здоровых. Снижение функциональной активности ядер клеток свидетельствует об ослаблении заболевших растений (Шакирова, Трошина, Ямалеев, 1989). У больных растений увеличивается интенсивность транспирации, уменьшается площадь листовой поверхности и содержание хлорофилла в листьях, снижается водоудерживающая способность тканей (Рогинский, Башмаков, 1974; Синегуб, 1977; Sallans, 1959). С увеличением развития болезни уменьшается длина стебля, нарушаются процессы формирования и налива колоса, снижается сухая масса и урожайность растений (Бедина, 1974; Буга, 1984; Verma, Morrall, Tinline, 1976). Из литературы известно, что обыкновенная корневая гниль снижает качество зерна: энергию прорастания и всхожесть (Котова, 1977); количество белка, крахмала, дисахаров (Джимбаев, 1971); ухудшаются технологические качества (Голощапов, 1969; Шевченко, 1970; Третьякова, Мелешко, 1972; Светов, Ермаков, 1989).
Вредоносность обыкновенной корневой гнили изучается с применением ряда методов. Основной метод, который наиболее часто используется для оценки потерь и изменения элементов структуры урожая пшеницы у нас в стране и за рубежом, заключается в сравнении урожайности здоровых и пораженных болезнью растений, взятых из одной и той же популяции, и называется методом модельных растений (Маликова, 1969; Добрецов, 1973; Жукова, 1973; Коршунова и др., 1974; Погорелова, Корнилова, 1974; Коршунова, Чумаков, Щекочихина, 1976; Котова, 1976; Machacek, 1943; Ledingham, 1966; Ledingham et all, 1973; Tinline, Ledingham, Sallans, 1975; Verma, Morrall, 1976). Этот метод, с одной стороны, не учитывает снижение урожайности за счёт скрытой инфекции и токсического воздействия патогена на растения через почву, а с другой стороны, вследствие естественной вариабельности популяции растений и поражения возбудителем ослабленных растений, может давать завышенные результаты по вредоносности. При использовании метода модельных растений вредоносность болезни оценивают только в конце вегетации, а проследить её вредоносное воздействие в динамике не представляется возможным.
В.В. Котовой (1976; 1977) проводилась оценка вредоносности обыкновенной корневой гнили с учётом процента развития болезни. При оценке вредоносности, исходя из процента развития болезни, не учитывается выносливость сорта, поэтому этот показатель не всегда коррелирует с потерями урожая (Попов, Кумачева, Козловская, 1978; Щекочихина, 1978).
Вегетационно-полевые опыты по изучению развития и вредоносности обыкновенной корневой гнили при разной заселённости почвы Bipolaris sorokiniana Shoem
Очень вредоносное заболевание яровой пшеницы. Болезнь распространена во всех районах производства зерна. Возбудитель болезни - двудомный гриб Puccinia reconduct Rob. ex Desm. f. sp. tritici Eriks (синоним Puccinia reconduct Eriks). Патоген принадлежит классу Базидиомицетов, подкласса Те-лиомицетов, порядка Ржавчинные (Uredinales), семейства Pucciniaceae, рода Puccinia. Облигатный паразит, характеризующийся узкой филогенетической специализацией и приуроченностью не только к определённой культуре, но и к определённому сорту (Шкаликов и др., 2001).
Болезнь проявляется главным образом на листьях, реже на листовых влагалищах. Сначала преимущественно на верхней стороне листьев появляются рассеянно ржаво-бурые округлые или овальные урединии длиной 1 - 2 и шириной 0,5 мм. Они прикрыты эпидермисом, который вскоре разрывается, обнажая большое количество урединиоспор. Урединиоспоры шаровидные или элипсоидальные, размером 17 - 29 х 16-24 мкм, с жёлто-оранжевым содержимым. Оболочка урединиоспор жёлто-бурая, густо покрытая маленькими шипиками с узкими проростковыми порами. При сильном поражении растений урединиями покрывается почти вся листовая пластинка, и тогда листья скручиваются и быстро усыхают. На растениях сортов с повышенной чувствительностью к патогену вокруг урединий образуются хлоротичные и некротические участки ткани. Начальные этапы заражения устойчивых сортов пшеницы грибом не отличается от таковых у восприимчивых. Однако с момента начала образования в клетках растения-хозяина гаусториев гистологическая картина развития патогена в устойчивых и восприимчивых сортах становится различной (Лесовой, Зражевская, 1973; Лесовой, Пантелеев, 1980).
Процесс заражения растений восприимчивого сорта происходит довольно быстро. Уже через одни сутки после инокуляции образуются первые инфекционные гифы, и даже гаустории. На 4 - 5 е сутки после заражения появляются репродукционные гифы гриба, на которых образуются урединиос-поры. На 6 - 7 е сутки под давлением урединиоспор эпидермис разрывается, и споры рассеиваются. Процесс образования урединиоспор в одной и той же пустуле может продолжаться до двух недель. У устойчивого растения-хозяина первые клетки, в которые проникли гаустории, в отличие от клеток восприимчивого хозяина, часто теряют тургор, сжимаются и отмирают. Вместе с гибелью клетки отмирает и находящийся в ней гаусторий (Лесовой, Зражевская, 1973). Внешне этот этап развития взаимоотношений в системе хозяин - патоген выражается в появлении на листьях в местах внедрения возбудителя хлоротичных пятен, которые хорошо заметны в проходящем свете (Лесовой, Пантелеев, 1980). На устойчивых сортах пустулы не образуются или образуются очень мелкие, окаймлённые отмершей тканью (Чулкина, 1991).
Через 10-15 дней после появления урединий преимущественно на нижней стороне листовой пластинки образуются слегка удлинённые чёрные телии с телиоспорами, прикрытые эпидермисом. Телиоспоры двуклеточные, тёмно-коричневые, в массе чёрные, булавовидные, размером 32 - 49 14 - 22 мкм, на вершине их оболочка более тёмная (Болезни сельскохозяйственных..., 1989). Структура популяции возбудителя бурой ржавчины определяется растениями пшеницы, на которых она паразитирует (Михайлова, Метревели, 1986). Гриб имеет две формы: обычную, или европейскую, и сибирскую. Обычная форма распространена в европейской части России. В природных условиях она почти не даёт эциального спороношения, поэтому инфекция бурой ржавчины происходит преимущественно урединиоспорами, так как здесь гриб зимует в урединиостадии (чаще в виде урединиогрибницы) на озимой пшенице. Сибирская форма гриба довольно часто образует эциальное споро-ношение на лещице дымянковидной (Isopyrum fumarioides L.). В Сибири гриб зимует в виде телиоспор на пожнивных остатках, а весной основным источником заражения яровой пшеницы являются эциоспоры, образующиеся на лещице дымянковидной. Что касается других промежуточных растений-хозяев, то их роль в жизненном цикле возбудителя бурой ржавчины в Сибири остаётся неясной. В то же время, исследования в европейской части России показывают, что дикие злаки семейства Роасеа могут являться резерваторами возбудителя бурой ржавчины (P. recondita) пшеницы (Лебедев и др., 1988).
Массовое размножение возбудителя в лесостепи Западной Сибири происходит на яровой пшенице. При наличии благоприятных гидротермических условий (относительная влажность воздуха 60 - 70 % и температура +18...+22С) патоген образует несколько генераций урединий с урединиоспорами. Вокруг источника возбудителя инфекции сравнительно быстро формируется инфекционный очаг, из которого споры распространяются по территории воздушными течениями. Урединиоспоры отчленяются от поражённых листьев при скорости ветра 0,5 - 0,8 м/с. По мере увеличения скорости ветра возрастает и интенсивность отчленения спор (Степанов, 1962).
Вредоносность обыкновенной корневой гнили на яровой пшенице
Определение связи между потенциалом возбудителя и вредоносностью инфекционных болезней представляет одну из важных задач защиты растений. Однако работы такого плана встречаются крайне редко. Относительно обыкновенной корневой гнили исследования, в основном, посвящены определению её вредоносности в зависимости от степени пораженности растений или развития болезни.
В результате проведенных нами исследований в 1974 - 1979 гг. было выяснено, что степень заселённости почвы В. sorokiniana оказывает влияние на полевую всхожесть семян яровой пшеницы и выживаемость растений (Тепляков, Чулкина, 1979). Увеличение степени заселённости почвы возбудителем болезни приводило к изреживанию посевов, особенно в неблагоприятных погодных условиях.
Рассматривая динамику накопления сухого вещества растениями относительно контрольного варианта, содержащего 5-15 конидий гриба в 1 г почвы, мы обнаружили, что на первых этапах органогенеза инфекционный фон оказывал стимулирующее действие на накопление растениями биомассы, которое вскоре сменялось депрессией ростовых процессов (рис. 11).
Эффект стимуляции развития растений на первых этапах органогенеза был тем сильнее, чем больше заселённость почвы В. sorokiniana. К фазе кущения (III - IV этапы органогенеза) наблюдалось снижение накопления биомассы растениями, и разница между массой сухого вещества растений на фонах с более высоким содержанием конидий гриба в почве и контролем сокращалась, а с пятого этапа органогенеза (фаза выхода в трубку) этот показатель был выше в контрольном варианте.
Различия в накоплении сухого вещества растениями яровой пшеницы при разной степени заселенности почвы патогеном проявлялись более заметно в фазе цветения и налива зерна (72 и 69% от контроля). На последних этапах органогенеза у растений на инфекционном фоне отмечалось увеличение интенсивности накопления биомассы. Это выражалось в уменьшении разницы между вариантами и контролем по массе сухого вещества растений, но компенсаторный механизм был выражен тем слабее, чем выше была заселенность почвы патогеном. В конце вегетации разница по массе сухого вещества между контролем и другими вариантами составляла 6 и 30%, то есть была тем больше, чем выше степень заселенности почвы В. sorokiniana.
В литературе эффект стимуляции роста и развития растений был отмечен в случае создания слабых инфекционных фонов (Щекочихина, 1978; Ludwig, Clark, Julien, Robinson, 1956), при выращивании проростков пшеницы на разведённом фильтрате гриба В. sorokiniana (Щекочихина, 1975), при слабом поражении растений яровой пшеницы фузариозной корневой гнилью (Танский и др., 2000). Однако объяснения этому явлению не было дано. По данным Т. Гаспар (Gaspar, 1968), вьщеляемый В. sorokiniana гельминтоспорол оказывает стимулирующее действие на рост растений подобно гибберелли-нам. Возможно, что наблюдаемый нами эффект стимуляции развития растений на первых этапах органогенеза являлся проявлением действия слабой концентрации этого метаболита гриба. При накоплении метаболитов гриба и увеличении их концентрации в растении, процесс стимуляции роста сменяется его депрессией. Чем выше была заселённость почвы В. sorokiniana, тем сильнее проявлялись эффекты, как стимуляции, так и депрессии ростовых процессов.
Рост конуса нарастания у яровой пшеницы, выращиваемой на почве с разной степенью заселённости В, sorokiniana, проходил аналогично динамике накопления сухого вещества растениями (Тепляков, Чулкина, 1979). В фазе всходов (I этап органогенеза) наименьшая длина конуса нарастания была зафиксирована в контрольном варианте. В фазе роста стебля (VII этап органогенеза) длина конуса нарастания в контроле уже была наибольшей и убывала с увеличением инфекционного потенциала возбудителя в почве. То же самое наблюдалось в конце вегетации растений. В конечном итоге, увеличение степени заселённости почвы В. sorokiniana оказывало угнетающее действие на рост конуса нарастания яровой пшеницы, что не могло не отразиться на зерновой продуктивности растений.
Исследования элементов структуры урожая яровой пшеницы Мильту-рум 553 показало (табл. 2), что с увеличением инфекционного потенциала возбудителя обыкновенной корневой гнили в почве снижается высота растений (на 5,8 и 11,4 %) и продуктивная кустистость (на 9,4 и 10,1 %). Общее количество колосков в колосе практически не изменялось по вариантам, но при увеличении заселённости почвы патогеном число редуцированных колосков возрастало в 1,56 и 1,74 раза. Число цветков в колосе снижалось на 15,3 и 17,2 %, но оплодотворяемость развитых цветков была одинаковой во всех вариантах опыта, так как фертильность пыльцы практически не зависела от степени заселённости почвы патогеном.
Роль сорта в ограничении развития аэрогенных инфекций
За период от посева до молочно-восковой спелости в среднем за 3 года под сортом Новосибирская 22 заселенность почвы конидиями В. sorokiniana увеличилась в 1,9, тогда как под сортом Новосибирская 29 - только в 1,4 раза. В результате, чем слабее сорт яровой пшеницы или культура поражается обыкновенной корневой гнилью, тем меньше конидий патогена накапливается в почве. Таким образом, для контроля фитосанитарной ситуации в посевах яровой пшеницы большое значение имеет предшественник. Доля влияния этого фактора составляет от 31 до 75 % (Система оптимизации..., 1994). Для снижения запаса инфекции в почве и развития обыкновенной корневой гнили необходимо введение в севообороты благоприятных в фитосанитарном отношении культур. Однако необходимо учитывать, что формирование и накопление почвенной гельминтоспориозной инфекции в поле зависит не только от предшественника, но и от культур, возделываемых в предыдущие 2-3 года. В случае слабого или умеренного инфекционного фона возбудителя обыкновенной корневой гнили достаточно однолетнего выращивания фитосанитарной культуры для эффективного снижения его численности в почве. При высокой заселенности почвы патогеном необходим, как минимум, двухгодичный посев фитосанитарных предшественников (Фадеев, Бенкен, 1984; Чулки-на, 1984). Засоренность посевов фитосанитарных культур щетинником, жабреем, куриным просом и другими мятликовыми сорняками обесценивают их роль в биологической дезинфекции почвы, а иногда приводит и к повышению инфекционного потенциала возбудителя обыкновенной корневой гнили.
Наши исследования показали, что в системе зернопарового севооборота (пар - пшеница - пшеница - овёс - пшеница) в условиях северной лесостепи переход от вспашки к почвозащитным обработкам не ухудшал фитосанитар-ную ситуацию в отношении обыкновенной корневой гнили. Почвозащитные обработки не приводили к увеличению инфекционного потенциала возбудителя в пахотном слое почвы (табл. 10).
Перед посевом яровой пшеницы содержание конидий В. sorokiniana в почве в среднем по культуре было практически одинаковым на всех вариантах основной обработки почвы. При нулевой обработке содержание конидий патогена в почве на первой пшенице после пара было значительно ниже, а на второй пшенице после пара - выше, чем на вспашке. Степень влияния предшественника на уровень заселённости почвы конидиями В. sorokiniana составила 66,4 %, а способ основной обработки почвы не оказывал заметного влияния на этот показатель. В конце вегетации растений яровой пшеницы заселённость почвы патогеном в среднем по культуре возросла в 1,8 раза, в то время как по способам основной обработки почвы этот показатель составил 2,1; 1,9; 1,6 и 1,5 раза соответственно вспашке, глубокому рыхлению, плоскорезной и нулевой обработкам.
Наиболее сильное повышение заселённости почвы патогеном от начала к концу вегетации наблюдалось на первой пшенице после пара (от 2,5 на плоскорезной до 4,4 раз на нулевой обработке). В итоге, в конце вегетации растений содержание конидий гриба в почве на вспашке было самым высоким вне зависимости от удаления культуры от парового предшественника. В среднем заселённость почвы патогеном на вспашке значительно превышала таковую на остальных вариантах обработки почвы, которые, однако, не различались между собой по этому показателю. Степень влияния способов основной обработки почвы на уровень заселённости почвы конидиями гриба в конце вегетации составила 4,9 %, в то время как фактора предшественник -93,5 %. Таким образом, предшественник играет куда более существенную роль в изменении заселённости почвы патогеном, чем способ основной обработки почвы.
Почвозащитные обработки почвы не усиливали развитие обыкновенной корневой гнили на растениях яровой пшеницы вне зависимости от предшественника (табл. 11).
Похожие диссертации на Агроэкологические аспекты защиты яровой пшеницы от болезней на чернозёмах лесостепи Западной Сибири
