Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние проблемы защиты подсолнечника (обзор литературы) 13
1.1. Защита от болезней 13
1.2. Защита от вредителей 32
2. Распространение и развитие вредных объектов на посевах подсолнечника в зависимости от особеннотеи почвенно-климатичесьсих условий региона 38
3. Место, условия и методика проведения исследований 44
4. Распространение и видовой состав основных болезней подсолнечника 48
4.1. Видовой состав возбудителей, их вредоносность и некоторые аспекты биологии . 49
4.2. Белая гниль - Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Вагу 56
4.3. Серая гниль - Botrytis cinerea Pers 74
4.4. Пепельная гниль - Sclerotiorum bataticola Taub 87
4.5. Ложная мучнистая роса Plasmopara helianthi Novot 93
4.6. Эмбеллизия - Embellisia helianthi (Hanst.) 95
4.7. Фомопсис - Phomopsis helianthi Munt 105
5. Вредоносность основных вредителей подсолнечника 129
5.1. Щелкуны - Elateridae 129
5.2. Растительноядные клопы - Hemiptera 140
5.2.1. Динамика численности клопов на подсолнечнике 140
5.2.2. Разработка методики определения повреждения клопами семян без нарушения их целостности 145
5.2.3. Вредоносность растительноядных клопов и их влияние на посевные и товарные качества 150
5.2.4. Механизм устойчивости подсолнечника к растительноядным клопам 157
5.2.5. Метод очистки семенного материала подсолнечника от семян, поврежденных клопами, на пневматическом сортировочном столе 161
Развитие возбудителей болезней и изменение плотности проволочников под влиянием технологии возделывания подсолнечника 164
6.1. Роль предшествующих культур 165
6.2. Обработка почвы 170
6.3. Удобрения 179
6.4. Качество семян 180
6.5. Сроки сева 188
Химические приемы защиты подсолнечника от болезней и почвообитающих вредителей 203
7.1. Усовершенствованный метод искусственного заражения подсолнечника для скрининга препаратов 206
7.2. Предпосевное обеззараживание семенного материала подсолнечника 212
7.3. Изменение состава микофлоры семян подсолнечника в зависимости от периода уборки, хранения и инкрустирования 249
7.4. Влияние инкрустирования семян подсолнечника фунгицидами против фомопсиса 255
7.5. Эффективность фунгицидов против гнилей на корзинках подсолнечника 262
7.6. Авиационная технология защиты подсолненика от белой и серой гнилей 270
7.7 Сроки уборки подсолненчика 276
7.8. Влияние десикации на развитие болезней 280
7.9. Производственная проверка защитных мероприятий и внедрение рекомендуемых приемов 285
7.10. Экономическая эффективность применения защитных мероприятий против болезней и вредителей на подсолнечнике 289
Выводы 294
Предложения производству 298
Список используемой литературы 300
Приложения 338
- Ложная мучнистая роса Plasmopara helianthi Novot
- Разработка методики определения повреждения клопами семян без нарушения их целостности
- Изменение состава микофлоры семян подсолнечника в зависимости от периода уборки, хранения и инкрустирования
- Экономическая эффективность применения защитных мероприятий против болезней и вредителей на подсолнечнике
Введение к работе
Каждой географической зоне свойствен характерный для нее состав вредной и полезной биоты. Северный Кавказ относится к региону с повышенной активностью вредных объектов при большом разнообразии видов (более 130). Разнообразие этого состава обусловлено не только многочисленностью видов диких растений, но и значительным различием почвенных условий на небольшой территории каждого хозяства. Мягкая и непродолжительная зима, широкая сеть лесозащитных насаждений, природных лесов, способствуют удовлетворительной сохранности вредителей и возбудителей болезней.
Большое негативное воздействие на агробиоценозы оказала необоснованно узкая специализация растениеводческих хозяйств, отказ от севооборотов, широкое возделывание генетически однородных сортов и гибридов сельскохозяйственных растений, что делает посевы фитосанитарно более уязвимыми. В структуре посевных площадей региона очень высока доля масличных культур, с преобладанием подсолнечника. Такая концентрация посевов предрасполагает к частым вспышкам популяций вредных насекомых и эпифи-тотийному развитию болезней.
В первые годы освоения интенсивных технологий возделывания сортов и гибридов подсолнечника в результате резко возросших объемов использования средств химизации произошли существенные изменения в зональном комплексе вредных объектов. Повысилась активность видов, ранее не имевших хозяйственного значения, - проволочники, песчаный медляк, луговой мотылек, гелихрисовая тля, растительноядные клопы, склеротиниоз, серая и пепельная гнили, ризопус, ложная мучнистая роса, фомопсис, фузариоз, эмбеллизия.
Особенно весомые потери урожая семян подсолнечника наносят эпифи-тотии фомопсиса, фузариоза, пепельной, белой и серой гнилей. Так, в эпифито-тийном 1976 году, от белой и серой гнилей в Краснодарском крае было потеряно 15% валового сбора семян подсолнечника. Повышенное развитие белой и серой гнилей в Краснодарском и Ставропольском краях отмечалось в 1976, 1978, 1980, 1982 гг. (Распространение вредителей и болезней сельскохозяйственных культур в Краснодарском крае, 1970-1990 гг.).
Обобщение региональных данных за 27 лет дало основание включить основные районы Краснодарского края, высевающие подсолнечник в зону наиболее часто повторяющихся (через 4 года) эпифитотий белой и серой гнилей, а большинство районов Ставропольского края и Ростовской области - в зоны с частотой повторных эпифитотий фомопсиса 1-2 раза в 5 лет (1992-1997 гг.). Наблюдается массовое нарастание фомопсиса на всей территории Северного Кавказа. Количество пораженных растений достигает 75-100%, что создает прямую угрозу эпифитотийного развития болезни в последующие годы.
В свете изложенного необходимость дальнейшего совершенствования системы защиты посевов подсолнечника от вредных объектов вполне закономерна. В настоящее время все чаще встречается поражение посевов комплексом возбудителей, требующее адекватного подхода к решению проблемы.
Исследования отечественных и зарубежных ученых показывают возможность снижения поражения подсолнечника болезнями за счет создания толле-рантных сортов и гибридов, правильной системы семеноводства, выбора способов обработки почвы, внесения удобрений, химических и биологических средств защиты растений, действия различных физических приемов, влияющих на запас инфекционного начала в семенах и т.д. (Е.И.Любимова, 1952; М.Ю.Степанова, 1954; Н.Б.Коновалова, 1955; К.А.Сапогова, 1960; М.Д.Вронских, 1981; В.НЛлатонов, 1987; Б.К.Погорлецкий, 1987; В.Т.Пивень, А.В.Головин, 1988; В.Т.Пивень, Н.М.Михайлюченко, 1999 и др.). В связи с этим нам представляется актуальным обоснование возможности регулирования численности вредителей и динамики развития болезней за счет направленного воздействия агрофакторов.
Далеко не исчерпаны возможности минимизации пестицидной нагрузки, создания совершенных препаративных форм, биологически активных композиционных составов на основе нескольких препаратов разнонаправленного действия на патогены и почвообитающих вредителей, совершенствования способов их применения, поиска средств иммуностимулирующего действия.
В значительной мере продвинулись исследования в области использования биологических средств защиты подсолнечника от вредителей и болезней (О.И.Тихонов, В.Т.Пивень, Л.В.Маслиенко, 1985). Это направление дает осно-
7 вание надеяться на то, что оно может быть использовано в качестве составного элемента интегрированной системы защиты подсолнечника от вредителей и болезней.
Актуальность работы. Высокий спрос на мировом рынке и недостаточная обеспеченность России в семенах подсолнечника для производства масла (при норме потребления 13,2 кг на душу населения в настоящее время не превышает 9,5 кг) в новых условиях рыночной экономики привели к скачкообразному увеличению площадей культуры в стране с 2444 тыс. га в 1986-1999 гг. до 5582 тыс. га в 1999 г., в Краснодарском крае соответственно с 280 до 950 тыс. га. Это привело к нарушению структуры севооборотов хозяйств, производящих подсолнечник, к превышению оптимального насыщения севооборотов (до 15 % подсолнечника). Неуправляемость потоками рынка семян подсолнечника приводит к беспрепятственному распространению возбудителей болезней (склеро-тиниоза, серой гнили, ложной мучнистой росы, фузариоза, фомопсиса). При недостаточном обеспечении средствами защиты растений это ведет к резкому снижению культуры земледелия, ухудшению фитосанитарной ситуации на посевах, к снижению урожайности в стране в среднем в 1996-1999 гг. до 0,74 т/га, на Северном Кавказе до 0,9 т/га против соответственно 1,27 и 1,67 т/га ежегодно в 1986-1990 гг. Разработанная система защиты растений для земледелия со строгим чередованием подсолнечника в специализированных севооборотах при интенсивной технологии производства и интенсивном использовании пестицидов не может реализовываться в настоящее время в соответствии с требованиями ее экономичности и экологичности.
Возникает необходимость научной разработки системы защиты подсолнечника для новых условий земледелия, дифференцированной для зон основного производства подсолнечника, в частности для Северного Кавказа, где сосредоточено свыше 40 % площадей этой культуры.
Учитывая недостаток материальных ресурсов у сельских товаропроизводителей для приобретения пестицидов, их экологическую опасность, программой исследований предусматривалось обоснование комплекса защитных
8 мероприятий, ориентированных на интеграцию агротехнических и химических методов (интегрированная система защиты растений) и прежде всего обеспечивающих упреждение развития вредных организмов в первый период вегетации путем использования полифункциональных протравителей, получения качественных семян подсолнечника путем ускорения предуборочного высушивания растений на основе их десикации, умеренного применения с учетом складывающейся фитосанитарной ситуации средств защиты в период вегетации растений.
Цель и задачи исследований. Основная цель исследований - это теоретическое обоснование системы интегрированной защиты подсолнечника от вредных организмов. Система базируется на сочетании профилактических мероприятий (использование относительно экологичных и многоцелевых препаративных форм - полифункциональных протравителей с пленкообразовате-лями), на получении здорового семенного материала (с использованием десикации), на умеренном применении (в период вегетации) химических и биологических средств защиты растений, реализуемом с учетом должного фи-тосанитарного мониторинга. Для осуществления этой цели были определены следующие задачи: выявить видовой состав, распространение вредных объектов, особенности биологии и характер воздействия основных из них на растения в онтогенезе; изучить влияние экологических ресурсов и агротехнических приемов на развитие и вредоносность болезней и вредителей подсолнечника; установить характер воздействия полифункциональных, системно-иммунизирующих, пленкообразующих протравителей, микроэлементов и стимуляторов роста на обеззараживание семян, их полевую всхожесть, количество сохранившихся к уборке растений и урожайность;
9 определить влияние новых пленкооборазователей, фунгицидных и инсектофунгицидных композиций и оценить их эффективность в отношении возбудителей болезней и жуков-щелкунов; определить экономическую эффективность рекомендованных для применения фунгицидных и инсекто-фунгицидных композиций. Научная новизна. Выявлены закономерности изменения видового состава, ареала наиболее вредоносных болезней и вредителей подсолнечника по основным агроклиматическим зонам Северного Кавказа (белая, серая, пепельная гнили, ложная мучнистая роса, эмбеллизия, фомопсис, проволочники, растительноядные клопы).
Применительно к условиям земледелия Северного Кавказа изучены биологические особенности основных возбудителей болезней и их зависимость от природно-климатических условий. На этой основе усовершенствованы методы диагностики и прогноза распространения вредителей и болезней в регионе.
Научно обоснованы основные агротехнические приемы в системе защиты подсолнечника от болезней и вредителей в условиях высокого насыщения севооборотов этой культурой. Для сдерживания развития вредных организмов, обитающих на семенах и в почве в первый период вегетации, изучен комплекс препаратов - протравителей семян подсолнечника и разработан способ обработки семян методом их инкрустирования.
Для оперативного проведения обработок посевов подсолнечника десикантами в эпифитотийно опасной ситуации (с целью получения здорового семенного материала) разработана технология авиационного применения препаратов, эффективно подавляющих развитие белой и серой гнилей подсолнечника в период вегетации.
Дана комплексная оценка и обоснованы основные параметры высокорентабельной системы защиты подсолнечника от болезней и вредителей, позволяющие снизить их вредоносность до хозяйственно неощутимых размеров. Определена эффективность интегрированной системы защиты подсолнечника в зоне Северного Кавказа и дано ее экономическое обоснование.
10 Научная новизна работ и оригинальность исследований подтверждены одним авторским свидетельством и пятью патентами на изобретение. Основные положения диссертации, выносимые на защиту: система защиты посевов подсолнечника от болезней и вредителей, обеспечивающая получение высококачественного семенного материала; видовой состав актуальных вредных организмов, закономерности их распространения и сукцессии; комплексная вредоносность вредителей и болезней в условиях высокой насыщенности агроэкосистемы агроценозами подсолнечника; агротехнические приемы управления развитием болезней и инвазиями; научные принципы формирования ассортимента эффективных экологически малоопасных протравителей, пленкообразователей и их смесей для предпосевного обеззараживания семян от возбудителей болезней подсолнечника и их применение в производственных условиях; эффективность десикации, с целью получения высококачественных семян, обеспечивающей снижение вредоносности гнилей подсолнечника. Практическая значимость работы. Изучение видового состава и усовершенствование методов диагностики, распространения вредоносности важнейших возбудителей болезней и вредителей подсолнечника, влияние на них зональных агротехнических приемов возделывания, природных и погодных условий позволяет определить основу для планирования и проведения профилактических и истребительных мероприятий против них. В результате комплексных, разносторонних исследований воздействия большого количества химических препаратов на вредные организмы и растения, показана целесообразность и перспективность применения полифункциональных композиций, содержащих в своем составе инсектицид, фунгицид, стимулятор роста, микроэлемент и пленкообразователь.
Разработана технология авиационного применения препаратов и десикантов для защиты подсолнечника от белой и серой гнилей в период вегетации при эпифитотийной опасности развития болезней.
Предложен метод, быстрого и массового получения аскоспор из мицелия серой гнили. Для массовой оценки фунгицидов в теплицах и полевых условиях разработан метод искусственной инокуляции на семенах подсолнечника и овса. Разработан рентгенографический метод определения поврежденных семян клопами без нарушения целостности плодовой оболочки. Этот метод используется селекционерами в научных исследованиях. Выполненная работа способствует научно обоснованному применению пестицидов и, тем самым, дальнейшему совершенствованию системы защиты подсолнечника от болезней и вредителей, ориентирует специалистов на правильное решение вопросов взаимодействия защиты растений с окружающей средой. Разработанные методы нашли широкое применение во ВНИИ масличных культур и других научно-исследовательских учреждениях.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены более чем на 30 научных конференциях, симпозиумах, совещаниях, в том числе: на 7-й международной конференции по подсолнечнику (Краснодар, 1976), всесоюзных и республиканских совещаниях по проблемам интегрированной защиты (Краснодар, 1977, 1983, 1988, 1990, 1992; Москва, 1980, 1981, 1985; Уфа, 1982; Воронеж, 1984; Владимир, 1988; Джубга, 1991, 1993), на всероссийских конференциях по агро- и биометоду (Краснодар, 1994), на заседаниях пленума Гос-химкомиссии (1980, 1986), на научно-технических советах ВАСХНИЛ, МСХ СССР и РСФСР (1985, 1991), секции "Технические культуры" департамента сельского хозяйства и продовольствия Краснодарского края (1983, 1985, 1988, 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1997, 1998), на 3-й Международной конференции по регуляторам роста и развития растений (Москва, 1995), на Международной конференции "Экология и охрана окружающей среды" (Пермь, 1995), на Всероссийском съезде по защите растений (Санкт-Петербург, 1995), на симпозиумах, проводимых инофирмами с целью совершенствования зонального ассортимента пестицидов (Краснодар, 1986-1996; Ставрополь, 1990; Ростов-на-Дону, 1992), научно-практической конференции "Научное обеспечение уве-
12 личения производства высококачественных маслосемян подсолнечника" (Вей-делевка, Белгородская область, 1998), краевом семинаре "Состояние и перспективы производства, технологии возделывания подсолнечника и других масличных культур в Ставропольском крае" (Ставрополь, 1998), а также на ученых советах ВНИИ масличных культур (1975-1999).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 59 работ, в том числе глава в книге: "Биология, селекция и возделывание подсолнечника", 1991г., рекомендации и методические указания, одно авторское свидетельство и 5 патентов на изобретения.
Объем и структура работы. Основная часть работы изложена на 299 страницах машинописного текста и содержит 49 рисунков, 147 таблиц. Диссертация состоит из введения, 7 глав, основных выводов и предложений производству, списка использованной литературы, включающего 436 наименований, 21 приложение.
Ложная мучнистая роса Plasmopara helianthi Novot
Исследования проводили во Всероссийском научно-исследовательском институте масличных культур (ВНИИМК) в 1971-1999 гг., а также в производственных условиях агроклиматических зон Северного Кавказа по общесоюзной научно-технической программе, номер госрегистрации 01.8.80.015.407. Тема исследований:"Усовершенствовать систему мероприятий по борьбе с болезнями и вредителями, выявить новые эффективные химические средства и биологические агенты, установить дозы и сроки их применения для защиты всходов и корзинок подсолнечника от поражения гнилями и вредителями, дать рекомендации".
Многоплановая направленность работы не позволяет описать в данном разделе все методы и методические подходы, примененные нами для решения частных задач исследований. Поэтому схемы и места проведения краткосрочных опытов приводятся в отдельных главах при изложении результатов исследований. Общие же методические подходы изложены ниже.
Для выполнения программы были проведены эксперименты и исследования с использованием лабораторных, вегетационных, полевых деляночных и производственных опытов.
В зависимости от конкретных задач исследований были использованы общепринятые методы постановки полевых опытов и искусственного заражения растений (Доспехов, 1979;Шкляр, 1953). Фитоэкспертизу семян осуществляли по методике Н.А. Наумовой (1960), учитывая требования ГОСТ 12044-66. Производственные опыты по испытанию фунгицидов против фузариоза, фомопсиса, белой, серой, пепельной гнилей, ложной мучнистой росы, эмбел-лизии на растениях и корзинках подсолнечника в различные годы проводили совместно с Краснодарским филиалом Государственного института гражданской авиации (КФ ГосНИИГА), ВИЗР, Воронежской опытной станцией ВИЗР и Крымским филиалом Всесоюзного научно-исследовательского института химических средств защиты растений (КФ ВНИИХСЗР). Выделение патогена, получение чистой культуры, ее пересев на питательные среды проводили по методике Н.А. Наумова (1937), А.Е. Чумакова, И.И. Минкевич, И.И. Власова, 1973). Вопросы, связанные с изучением биологических особенностей патогена и условий прорастания конидий, решали лабораторным методом. Для создания необходимых режимов использовали камеру искусственного климата польского производства SK-P-2 и политермостат с постоянным поддержанием в нем необходимой температуры. Подсчет конидий грибов изучали под микроскопом в 10-кратной повторности, для чего на предметное стекло помещали две капли суспензии конидий и проводили подсчет в пяти полях зрения микроскопа, располагаемых по четырем углам и центре покровного стекла. Опыты по получению апотециев серой гнили проводили в теплице и камерах искусственного климата (модель ПЖВ-36). Освещенность в них была 27,5 тыс. люкс. Заданная температура в камерах поддерживалась автоматически. Лабораторные опыты и первичное испытание фунгицидов против фо-мопсиса, фузариоза, серой, белой, пепельной гнилей и ложной мучнистой росы на подсолнечнике проводили в теплицах фитотрона ВНИИМК. Вегетационные опыты проводили в сосудах и ящиках в 3-х кратной повторности. В каждой повторности было 5 сосудов или 3 ящика. В каждом сосуде выращивали по 2 растения (всего 10 растений в повторности), а в ящике -по 100 растений (в повторности - 300). Соответственно в вариантах с сосудами было по 30, а в ящиках - по 900 растений. В полевых опытах подсолнечник высевали из расчета 40 тыс. растений на 1 га ручными сажалками в 4-х кратной повторности. Опыты в полевых условиях закладывали последовательным (с двухъярусным распределением вариантов) и парным методом. Размер опытной делянки (повторности) составлял 50м2. Инкрустирование семян при испытании фунгицидов проводили за две недели до посева. Норма расхода воды - 10 л на 1 т семян. Уборку урожая проводили ручным обмолотом корзинок. Учитывали урожай отдельно с каждой делянки. После взвешивания урожая из него отбирали один образец для определения влажности семян, другой (около 1 кг) - для проверки посевных и товарных качеств. Урожай приводили к 100% чистоте и к стандартной влажности (12%). Авиахимическое испытание фунгицидов и закладку опытов проводили на производственных посевах подсолнечника по методике ВНИИПАНХ ГА (1983). Опрыскивали посевы самолетом Ан-2, оборудованным серийным опрыскивателем с эжекторным отсосом и щелевым распылителем 2x5 мм. Размер опытных делянок составлял 5-9 га. В период проведения опытов вели наблюдение за фитотоксичностью и побочным влиянием фунгицидов на растения. Контроль за качеством опрыскивания осуществляли микроскопическим анализом капель, осевших на стеклянные пластинки, а также визуальным просмотром специальных бумажных пластинок фирмы "Сиба-Гейги". По характеру распределения капель на бумажных пластинках делали заключение о равномерности и плотности их осаждения и ширине рабочего захвата. Норму рабочей жидкости регулировали по секундному выпуску в пробных полетах, с использованием воды в качестве имитатора, согласно Указаниям по технологии авиационно-химических работ в сельском и лесном хозяйстве СССР (1982). Проявление болезней определяли при маршрутных обследованиях производственных посевов подсолнечника, а биологическую эффективность по методике ВИЗР (А.Е.Чумаков, 1974).
Разработка методики определения повреждения клопами семян без нарушения их целостности
Наряду с товарными качествами, под влиянием токсинов грибов резко снижаются посевные свойства семян и, в частности, полевая всхожесть. Полученные материалы показывают, что при слабом поражении семян их всхожесть снижалась в среднем за 3 года до 65,9%, а при сильном поражении - почти полностью терялась и составляла 13,8%.
Серая гниль не имеет широкого распространения в Краснодарском крае, но в отдельные годы со значительными осадками и пониженными температурами в сентябре наносит значительный вред. Поражение подсолнечника по годам невелико и не превышает 10,1-12,7% (табл. 20).
В таблице 20 обращает на себя внимание тот факт, что растений, больных серой гнилью, было значительно больше к уборке - до 12,7%. Как видно, на ранних этапах развития растений погодные условия не оказали влияния на развитие патогена. Однако, в период созревания подсолнечника, когда наступает естественное старение тканей корзинки и они становятся более уязвимыми к атакам возбудителя заболевания, возникает тесная связь между погодными условиями и развитием болезни. Массовое проявление болезни наблюдалось в 1997 году в период созревания подсолнечника, чему способствовали постоянные пониженные температуры. В этой связи использование гидротермического коэффициента, определяющего баланс температуры и влаги в период созревания подсолнечника (август-сентябрь), позволяет прогнози ровать проявление вспышек серой гнили. Знание сроков начала поражения, скорости развития болезни и расчетных сроков созревания подсолнечника позволяет спланировать проведение ранних сроков уборки, а при наличии сушильного хозяйства или использования предуборочной десикации, что резко снизит ущерб наносимый болезнью. В годы сильного проявления эпифитотий серой гнили задержка с уборкой подсолнечника недопустима.
Среди исследователей существуют разные мнения по вопросу формирования сумчатой стадии возбудителя серой гнили.
В 1884 году впервые апотеции серой гнили получил и описал De Вагу (цит. по Коченко, 1975). Автор установил генетическую связь между кониди-альной и сумчатой стадиями гриба, считая, что некоторые грибы могут лишь при исключительных условиях давать сумчатую форму плодоношения, а в большинстве случаев размножаются конидиями.
Другие авторы (Stevens, Hall, 1911; Г.К.Бургвиц, А.М.Еремеева, 1924; С.Ванев, 1966; А.И.Парфенюк, 1984) считали, что гриб Botrytis cinerea является самостоятельным видом, не имеющим сумчатой формы Sclerotinia fockeliana (=Botrytinia fockeliana (DB) Whet.). Следует отметить, что в дальнейшем С. Ва-неву (1966) удалось получить апотеции серой гнили.
В то же время исследователи М.А.Кублицкая и Н.А.Рябцева (1970, 1972) и О.И.Тихонов, В.Т.Пивень, А.В.Головин (1984) получили апотеции серой гнили. Авторы указывают, что существует генетическая связь между Botrytis cinerea и Botrytinia fockeliana (DB) Whet. (=Sclerotinia fockeliana (DB)).
Известно, что источником аскоспор являются апотеции гриба, непременным условием для получения апотециев является проращивание склероциев в течение 54 дней при температуре 2-4С и затем на протяжении 43-45 дней при температуре 11-13С. Такой режим приводил к образованию сумчатого плодоношения у 14-20% склероциев (З.И.Коченко, 1972).
По данным М.А. Кублицкой, Н.А. Рябцевой (1970) и Т.П. Пантелемонова (1981) склероции годичного и старшего возраста, пролежавшие 11-12 месяцев в лаборатории в условиях комнатной температуры и влажности, прорастая во влажной камере при постоянных температурах, в очень редких случаях давали конидиальное спороношение или выросты - зачатки апотециев. При переменной температуре они прорастали и давали исключительно сумчатое плодоношение, образуя хорошо сформировавшиеся апотеции.
Вышеупомянутые авторы отмечают, что для получения апотециев требуется высокая влажность и длительное воздействие переменных температур. Несмотря на соблюдение необходимых требований в некоторых случаях не все склероции способны образовывать апотеции, что отрицательно сказывается на их количественном выходе. Требуется длительное время с момента закладки до получения апотециев (97-99 дней).
Для стабильного и быстрого получения апотециев требовался новый способ их выращивания. Нами в работе был использован метод, предложенный для получения апотециев белой гнили (О.И. Тихонов, В.Ф. Зайчук, А.В. Головин, 1981). Определялась возможность получения апотециев серой гнили непосредственно из мицелиальной формы гриба. Исследования проводили в климатических камерах фитотрона ВНИИ масличных культур в 1982-1983 гг.
Для культивирования патогена готовили питательный субстрат, состоящий из семянок подсолнечника (1 часть) и воды (0,5 части). Смоченные водой семянки помещали в термостойкую колбу и стерилизовали в автоклаве в течение 1 ч. под давлением 1,2 атм. После этого в колбу в стерильных условиях вносили чистую культуру возбудителя серой гнили. Патоген выращивали на вышеуказанном субстрате при температуре 20-22С в термостате.
Изучали способность культуры гриба различных возрастов образовывать апотеции. Для эксперимента использовали 15, 25, 35 и 45-дневную чистую культуру гриба. На первом этапе опыта пластмассовые растильни заполняли почвой (3/4 растильни) и на нее помещали чистую культуру вышеперечисленных возрастов, выращенную на семянках подсолнечника. Сверху присыпали слоем почвы 1-1,5 см. Затем увлажняли почву в растильнях водой и помещали их в камеры искусственного климата, где поддерживалась температура в пределах +16 +18С. Освещенность составляла около 20 тыс. люкс, а продолжительность освещения - 16 ч. в сутки. Почва в растильнях постоянно увлажнялась водой до 70-75% от полной влагоемкости. Это является необходимым условием для образования апотециев серой гнили.
В процессе исследований мы проводили наблюдение за появлением и дальнейшим развитием апотециев при использовании культуры гриба различного возраста. Результаты наблюдений отражены в табл. 21
Изменение состава микофлоры семян подсолнечника в зависимости от периода уборки, хранения и инкрустирования
Исследования изолятов гриба рода Phomopsis различного географического происхождения предусматривало оценку морфолого-культуральных особенностей возбудителя, выделенного из пораженных стеблей подсолнечника, собранных в Югославии, Франции, Болгарии, Румынии, Украине, России (Ставропольский и Краснодарский края). Изучали характер взаимодействия между возбудителями, интенсивность роста и форму мицелия, формирование плодовых тел - пикнид, при двух температурных режимах.
При температуре 20-22 С развитие мицелия гриба протекало более медленно, отмечено формирование единичных плодовых тел. В диапазоне температур 24-25 С для всех изолятов характерный интенсивный рост мицелия и максимальное (до 5000 штук) количество пикнид. Они появлялись на 7-8-й день однокамерные или многокамерные, небольшие или крупные. При созревании выделяли молочно-белую или янтарную жидкость, содержащую Р-конидии. Изоляты из Болгарии, Украины, Краснодарского и Ставропольского краев имели белый, компактный, порошистый полупогруженный в субстрат мицелий, иногда слизистой консистенции. Со временем мицелий уплотнялся и склеивался в тяжи. В центре колонии и под пикнидами образовалась темная пигментация субстрата. При обильном количестве пикнид нижняя сторона чашки Петри становилась полностью черной. Изолят из Франции формировал слабый белый воздушный мицелий. Среди других культур он выделялся многочисленными крупными высокими пикнидами на фоне темного субстрата (рис. 29). Белый обильный воздушный войлочный мицелий характерен для югославских и румынских изолятов. При формировании и созревании пикнид сохранялась первоначальная окраска субстрата. В процессе исследований, методом встречных культур, определяли антагонистическую активность возбудителей фомопсиса из различных регионов. Исследуемые изоляты в смежных культурах характеризовались равномерным ростом мицелия и полным отсутствием антагонизма.
Таким образом, проведенные исследования не выявили каких-либо принципиальных различий между изолятами гриба, что дает основание считать, что возбудитель фомопсиса в Краснодарском и Ставропольском краях принадлежат к виду Phomopsis helianthi Munt.-Cvet. Mihal., Pet.
Рассмотрение причин эпифитотии фомопсиса подсолнечника, охватившей за последние два десятилетия ряд стран Европы, заставляет обратить серьезное внимание на источники болезни, обуславливающие ее продвижение в новые районы. Вопрос об источниках и резерватах инфекции фомопсиса является одним из неиболее важных в общей проблеме борьбы с болезнью. Всеми признается, что сорные растения являются главными резерватами инфекции фомопсиса подсолнечника. Однако прямые доказательства в литературе отсутствуют. Большей частью это мнение обосновывается наблюдениями, а не экспериментами.
Нами на территории Краснодарского края были обнаружены растения дурнишника обыкновенного (Xanthium strumarium L.), циклахены дурнишни-колисной (Cyclachaena xanthifolia Natt. Freser), осота колючего (Sonchus asper (L.) Vill.), канатника Теофраста (Abutilon Theophrasti Med.), тысячелистника обыкновенного (Achillea millefolium L.), цикория обыкновенного (Cichorium inybus L.) и лопуха малого -(Lappa minor Hill.) с симптомами поражения визуально напоминающими поражения подсолнечника грибом Phomopsis helianthi. Отмечены многочисленные обширные некрозы на стеблях диаметром 15-20 см, размягчение тканей, усыхание листьев, гибель растений в ранней фазе (рис. 30, 31). Распространение болезни на растениях циклахены, канатника составляло 20-30 %, на растениях дурнишника 80-100 %. На всех пораженных стеблях растений, через 45 дней во влажной камере были обнаружены перитеции с аскоспорами.
Образование пикнид наблюдали в чистых культурах. Возбудители фомопсиса тысячелистника, цикория, осота формировали в пикнидах а-конидии, и были отнесены нами к виду Phomopsis (Diaporthe) species. У отдельных изо-лятов дурнишника, циклохены в пикнидах имели место два типа конидий: а и (3. В большинстве случаев преобладали (3 конидии, среднее соотношение 46:54%. Наличие в пикнидах двух типов конидий характерно для вида Phomopsis (Diaporthe) arctii Lash. Остальные изоляты канатника, дурнишника, цикло-хены, лопуха, осота по основным признакам (особенности мицелия, совершенной и пикнидиальной стадий спороношения) идентифицированы как Phomopsis helianthi.
В настоящем исследовании представлялось необходимым выяснить возможность заражения растений подсолнечника возбудителями фомопсиса, паразитирующими на сорных растениях, и соответственно возможность заражения этих видов растений грибом Phomopsis helianthi, изолированного из подсолнечника. В результате перекрестного заражения растений, у возбудителей фомопсиса, поразивших сорные растения, патологический процесс на подсолнечнике протекал более интенсивно, гриб быстро распространялся внутри стеблей, в паренхиме корзинок, вызывая поражения семян и через 20-30 дней гибель растений. Размеры некрозов Phomopsis helianthi, на стеблях подсолнечника составляли 5-8 см, в то время как возбудителей фомопсиса из сорной растительности 8-15см (рис.32)., что в 2 раза больше. Возбудитель Phomopsis helianthi при инфицировании сорных растений развивался значительно слабее. Подобные результаты можно объяснить тем, что подсолнечник является наиболее благоприятным по биохимическому составу субстратом.
Для полного анализа патогенов проведена реизоляция гриба из пораженных стеблей, корзинок, семян в чистую культуру. Получены изоляты, идентичные изолятам из естественно зараженных растений. Дальнейшие исследования, предусматривали оценку морфолого-культуральных особенностей гриба Phomopsis helianthi, возбудителя фомопсиса сорной растительности. У изолятов дурнишника, циклохены, канатника, лопуха, осота, подсолнечника отмечены различия в форме и скорости роста мицелия. Изоляты из подсолнечника и дурнишника имели идентичный мицелий - белый, порошистый, компактный, полупогруженный в субстрат. (рис. 33). У изолятов из канатника, циклахены, лопуха, осота мицелий белый, с рыхло располагающимися гифами, более интенсивным линейным ростом (рис. 34). Со временем изоляты из лопуха и осота приобретали зеленоватый или оливково-серый оттенок субстрата.
Экономическая эффективность применения защитных мероприятий против болезней и вредителей на подсолнечнике
Познание динамики численности популяций вредителя имеет большое практическое значение для прогнозирования их массовых появлений и своевременного принятия мер борьбы с ними.
Плотность различных видов клопов определяли в местах и на растениях наиболее излюбленных для их питания. В условиях центральной зоны Краснодарского края ранней весной травостой представлен звездчаткой, ясноткой пурпуровой и яруткой, в конце весны - начале лета преобладает мышей, щирица, осот. В таблице 48 приведены материалы по накоплению в травостое сорных растений наиболее вредоносных видов клопов после выхода их из зимовки и до переселения на посевы подсолнечника.
Нарастание численности клопов в разные годы проходило неодинаково, что объясняется погодными условиями сезона. Имеет значение не только температура, но и осадки, т.к. интенсивные хотя и кратковременные дожди смывают личинок с растений и особенно губительно действуют на личинок младших возрастов.
Во второй декаде апреля 1971, 1973 гг. численность ягодного, и полевого клопов была меньшей, чем в 1972 году. Отрицательное воздействие на их количество оказала пониженная температура, которая задержала выход клопов из мест зимовки. Если в 1972 году среднесуточная температура воздуха была 16,5С, то в 1971 и 1973 годах она составила соответственно 8,8 и 10,2 С. Температурные условия третьей декады апреля 1971 и 1972 гг. были более благоприятными для расселения вредителя. В этот период среднесуточная температура составляла 14,5 С. Несколько ниже (11,3 С) наблюдалась температура в 1973 году.
Нарастание численности ягодного и полевого клопов на сорных растениях шло до третьей декады мая, а затем начало постепенно снижаться. Это объясняется массовой естественной гибелью перезимовавших клопов обоих видов.
Во второй декаде мая начиналось накопление личинок старших возрастов люцернового клопа. Для всех указанных видов клопов наиболее благоприятным периодом их развития была весна 1972 года, так как, начиная со второй декады апреля и кончая второй декадой июня, среднесуточная температура воздуха постоянно нарастала. В 1973 году такого нарастания температур не наблюдалось.
Известно, что развитие и размножение насекомых, их жизнедеятельность, миграция обусловливаются не только абиотическими факторами, но и рядом других причин, среди которых особое значение занимают пищевые связи. Они зачастую являются основной причиной перемещения насекомых на малые или большие расстояния. Это в полной мере относится и к растительноядным клопам. В июне, особенно во второй его половине, многие виды сорных растений (яснотка, звездчатка и др.) заканчивают вегетацию, их листья стареют и подсыхают. Следовательно, степень полноценности этой пищи резко падает и поэтому клопы начинают мигрировать на другие растения, в том числе и на сельскохозяйственные культуры. На посевах подсолнечника их можно встретить от всходов до созревания семян, но в массовом количестве ягодный, полевой и люцерновый клопы заселяют эту культуру в фазу цветения корзинки (табл. 49).
Заселение корзинок подсолнечника клопами вначале (с третьей декады июня) идет медленно, но в период массового цветения и налива семян наблюдается резкое увеличение численности вредителей. Это объясняется высокой питательной ценностью семян подсолнечника, ценностью аминокислот, входящих в состав белка и легкой доступностью пищи, благодаря тонкой и нежной лузге семян в этот период. В дальнейшем, через 35-40 дней после массового цветения, когда семена уже полностью созревают и лузга становится грубой, наблюдается миграция клопов на другие культуры.
Немаловажными факторами, способствующими скорости заселения подсолнечника клопами и повышенной плотности их популяций, являются прилегающие посевы других культур, привлекающие насекомых, с которых в последствии они переходят на цветущий подсолнечник. Резерватами накопления и размножения растительноядных клопов являются также многие виды сорных растений.
В целях выяснения зависимости численности клопов на подсолнечнике от засоренности посевов на полях учхоза "Краснодарский" и центральной экспериментальной базы ВНИИМК проведены учеты плотности растительноядных клопов на засоренных и чистых от сорняков участках.
Наблюдения и учеты проводились за 5 дней до цветения и через каждые 10 дней от начала массового цветения подсолнечника и до уборки урожая (Рис.44). в зависимости от засоренности полей (ВНИИМК, 1973-1975 гг.) Как видно из приведенных данных, заселение корзинок подсолнечника растительноядными клопами на засоренных полях в 2-3 раза выше, чем на полях с высокой культурой земледелия.
Изучение динамики численности клопов позволило уточнить влияние отдельных факторов среды на плотность популяций, определить периоды миграции клопов на подсолнечник и их массовое накопление на этой культуре в зависимости от спелости семян. Резкое различие в плотности заселения клопами корзинок подсолнечника, обусловленное степенью засорения полей, дает основание считать, что сорные растения являются одним из главных резерватов по накоплению клопов. Поэтому ликвидация сорняков представляет собой важный агротехнический прием, способствующий значительному снижению вредоносности растительноядных клопов.
Как известно, клопы обладают внекишечным типом пищеварения. Они прокалывают ткани хоботком, выделяют слюну с ферментами, которые расщепляют сложные нерастворимые вещества до более простых, растворимых, усваиваемых вредителями веществ.
Как правило, место уколов определить трудно и для диагностики повреждения семян подсолнечника проводится их облущивание, с последующим просмотром ядра. Снятие плодовой оболочки позволяет с довольно высокой точностью судить о процентном соотношении здоровых и поврежденных семян и степени их поврежденности. Однако механическое снятие лузги с образцов от товарных партий является очень трудоемким процессом и занимает много времени. В случае изучения вредоносности клопов, при облущивании семян не представляется возможным дальнейшее использование их в целях определения влияния поврежденности семян на их посевные и урожайные качества. Поэтому, прежде чем правильно и всесторонне определить вредоносность клопов на подсолнечнике необходимо было изыскать методы оценки повреждения семян без нарушения целостности семенной оболочки.
