Содержание к диссертации
Введение
1 Видовой состав и биологические особенности возбудителей болезней томата в условиях Курганской области 8
1.1 Состояние изученности вопроса 8
1.2 Методика исследований 16
1.3 Результаты исследований 18
2 Поражаемость томата болезнями при разных сроках высадки рассады в открытый грунт 30
2.1 Состояние изученности вопроса 30
2.2 Методика исследований 35
2.3 Результаты исследований 37
3 Поражаемость болезнями различных сортов томата 48
3.1 Состояние изученности вопроса 48
3.2 Методика исследований 54
3.3 Результаты исследований 55
4 Влияния минеральных удобрений на поражаемость томата болезнями ...65
4.1 Состояние изученности вопроса 65
4.2 Методика исследований 72
4.3. Результаты исследований 73
5 Эффективность фунгицидов в борьбе с болезнями томата 88
5.1 Состояние изученности вопроса 88
5.2 Методика исследований 93
5.3 Результаты исследований 95
6 Экономическая эффективность методов защиты томата от болезнен 112
Выводы 116
Предложения производству 118
Список литературных источников 119
Приложения 136
Введение к работе
Актуальность работы. В связи с необходимостью расширения продовольственной базы все большее значение приобретает развитие овощеводства в Зауралье. Получение высоких и устойчивых урожаев томата в условиях открытого грунта ограничивается рядом определенных абиотических и биотических факторов среды, в частности, развитием комплекса вредоносных заболеваний, суммарные потери плодов от поражения которыми в отдельные годы достигают 36% и более. Исходя из вышеизложенного, защита томата от фитопатогенов является обязательным звеном в технологии возделывания культуры, которая должна включать в себя научно обоснованные приемы, способствующие подавлению возбудителей болезней или ограничению их развития.
В настоящее время основными приемами защиты томата от болезней признаны возделывание устойчивых сортов, оптимальные сроки высадки рассады в открытый грунт, использование минеральных удобрений и применение химических средств защиты растений. Однако, необходимо учитывать и тот факт, что плоды томата используются в пищу не только в переработанном, но и в свежем виде. Основное внимание здесь должно быть уделено агротехническим методам.
В условиях Зауралья течение многих инфекционных болезней имеет свои особенности. Состав патогенных комплексов, уровень вреда, причиняемого томатам в условиях открытого грунта, неодинаковы даже в пределах одного агроэкологического района. Успех защитных мероприятий в значительной степени зависит от знания видового состава и биологических особенностей возбудителей болезней, факторов внешней среды, оказывающих влияние на их развитие. В связи с этим особое внимание заслуживает и конкретизация уже существующих, общепринятых приемов защиты томата, адаптированных к условиям нашей зоны.
Исследования проводились в 2001-2005 годах в соответствии с планом научных работ Курганской государственной сельскохозяйственной академии им. Т.С. Мальцева, утвержденным Ученым советом академии (протокол № 4 от 15.12.2000 г.), номер государственной регистрации 01.2.00109586.
Цель и задачи исследований. Целью исследований явилось выявление видового состава болезней томата и биологических особенностей их развития в условиях Курганской области и разработка мер борьбы с ними. В связи с этим были поставлены следующие задачи:
определить видовой состав возбудителей болезней томата в условиях Курганской области и симптомы их проявления;
изучить биологические особенности развития наиболее вредоносных болезней томата в условиях in vitro;
установить влияние сроков высадки рассады в открытый грунт на поражаемость томата болезнями;
дать оценку устойчивости к болезням сортов томата, находящихся на сортоиспытании в Курганской области;
выявить влияние минеральных удобрений на развитие болезней томата;
оценить действие ряда фунгицидов в качестве средств борьбы с болезнями томата;
дать экономическую оценку внедряемых приемов защиты томата от болезней.
На защиту выносятся следующие положения:
состав и биологические особенности возбудителей болезней томата;
поражаемость томата болезнями при различных сроках высадки рассады в открытый грунт;
вредоносность болезней на сортах томата;
влияние минеральных удобрений на поражаемость томата болезнями;
эффективность фунгицидов в борьбе с болезнями томата;
экономическая эффективность внедряемых приемов в борьбе с болезнями томата.
Научная новизна. Уточнен видовой состав возбудителей болезней томата, проявляющихся в открытом грунте в условиях Курганской области, изучена биоэкология наиболее вредоносных возбудителей болезней, установлено влияние сроков высадки рассады в открытый грунт, сортов, минеральных удобрений и фунгицидов на развитие болезней и урожайность томата.
Практическая значимость. Были получены экспериментальные данные, позволяющие с научно обоснованных позиций разработать методы борьбы с болезнями томата, используя устойчивые сорта, оптимальные сроки высадки рассады в открытый грунт, минеральные удобрения и фунгициды, с тем, чтобы снизить их вредоносность и повысить рентабельность производства томата в условиях Курганской области.
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на IV Зауральском фестивале научно-исследовательского, технического и прикладного творчества молодежи (г. Курган, 2002), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 60-летию Курганской области и 90-летию сельскохозяйственной науки Зауралья «Наука - сельскому хозяйству» (г. Курган, 2003), XLIII Международной научно-технической конференции «Достижения науки - агропромышленному производству» (г. Челябинск, 2004), Международной конференции «Научные результаты - агропромышленному производству», посвященной 60-летию Курганской государственной сельскохозяйственной академии имени Т.С. Мальцева (г. Курган, 2004), X региональной научно-методической конференции «Проблемы аграрного сектора Южного Урала и пути их решения (г. Челябинск, 2005) , Международной научно-практической конференции «Достижения науки в реализацию национального проекта развития АПК (г. Курган, 2006).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 153 страницах компьютерного набора, состоит из введения, 6 глав, выводов, предложений производству и приложений. Содержит 51 таблицу, 25 рисунков. Список использованной литературы включает 169 наименований, в том числе 17 иностранных авторов.
Методика исследований
Исследования проводились в 2001-2005 гг. на Курганском государственном овощном сортоиспытательном участке и лаборатории микробиологии кафедры экологии и защиты растений Курганской государственной сельскохозяйственной академии имени Т.С. Мальцева.
Закладку опытов осуществляли по методике опытного дела в овощеводстве и бахчеводстве (1992) и методике государственного сортоиспытания овощных культур (1985) в четырехкратной повторности с общей площадью делянки 6,3 м2, учетной - 3,5 м2. Расстояние между рядками составляло 0,7 м, между растениями в рядке - 0,5 м. Уход за растениями проводили с применением агротехнических приемов, принятых в зоне деятельности сортоучастка.
Для выявления сроков появления заболеваний наблюдения на стационарном участке осуществляли в течение всей вегетации растений. В итоге устанавливали время появления первых признаков болезни и динамику ее развития. При этом растения осматривались на корню (Поляков, Персов и др., 1984). Для определения эпифитотиологических групп болезней томата использовали эпифитотиологическую классификацию, предложенную В.А. Чулкиной, Е.Ю. Тороповой, ГЛ. Стецовым (1998).
Для выделения патогенных бактерий в чистую культуру из пораженного растительного материала, применяли метод накопительных культур. Для этого растертую массу пораженного материала помещали в колбу с МПБ и культивировали при температуре 25-28С в течение суток. После инкубации осуществляли посев суспензии на питательную среду МПА. Полученные на питательной среде в чашках Петри колонии переносили на питательную среду, разлитую в пробирки в скошенном виде (Теппер и др., 1987; Градова и др., 2004). Идентификацию бактерий вели по Краткому определителю бактерий Берги (1980).
Первичную идентификацию бактерий проводили с использованием основных методов - окраски по Граму, определение подвижности, способности к спорообразованию. Второй этап идентификации бактерий включал изучение культурально-морфологических признаков на питательной среде МПА.
Для установления видового состава фитопатогенов, присутствующих на растениях томата, пользовались стандартными методиками. Небольшие фрагменты пораженных патогенами органов на границе здоровой и больной ткани (листья, стебли, плоды) томата, тщательно промытые в проточной, затем в дистиллированной воде и стерилизованные в спирте (кроме органов пораженных бактериями), раскладывали на фильтровальную бумагу (предварительно смоченную стерильной водой), или на стерильную среду Чапека со стрептомицином в стерильные чашки Петри с картофельным агаром. Инкубировали в термостате при температуре 23-27С. Идентификацию грибов проводили в чашках Петри после 4-5 суток культивирования (Билай, 1977; Кириленко, 1977; Методы ..., 1980). Выросшие колонии микроскопировали на 7 сутки по методике М.К. Хохрякова (1974). Для выявления наиболее подходящей питательной среды для культивирования возбудителей болезней томата изучали рост колоний фитопатогенов на питательных средах: грибов - картофельном (КА) и картофельно-глюкозном (КГА) агарах, агаре Чапека (АЧ) и овсяном агаре (ОА); бактерий - МПА. Измерение диаметра колоний осуществляли в двух взаимноперпендикулярных направлениях.
Изучение морфологических признаков выделенных фитопатогенов, проводили на картофельных средах. При этом описывали вид, рост, края, структуру и цвет колоний, цвет конидий, спорообразование, диаметр трехдневной культуры.
Результаты, полученные в ходе наблюдений, подвергались вычислению доверительного интервала по алгоритмам предложенным Б.А. Доспеховым (1985). Обработка проводилась на ЭВМ типа ШМ PS в среде Microsoft Office 2002 в программе Excel.
Состояние изученности вопроса
Одним из наиболее обоснованных положений в защите растений является утверждение о значительном влиянии агротехнических приемов на фитосанитарное состояние агроэкосистем. Агротехнический метод наиболее рационально совмещает вопросы защиты растений от сообществ вредных организмов в общей технологии возделывания сельскохозяйственных культур и охраны окружающей среды.
К одним из несомненных достоинств агротехнического метода можно отнести доступность и дешевизну, способность не вызывать резистентности вредных организмов, которая затрудняет развитие оперативных методов борьбы, в частности химического.
Оптимальные сроки посева являются чрезвычайно важным приемом, ограничивающим развитие всех экологических групп вредных организмов. При этом оптимизация фитосанитарного состояния посевов достигается, если при выборе оптимального срока посева создаются условия для реализации двух механизмов: во-первых, формирование физиологически устойчивых, выносливых и конкурентноспособных к вредным организмам посевов, во-вторых, нарушение синхронности развития фаз растений-хозяев и вредных организмов. Объясняется это тем, что чем шире совпадает период восприимчивости растений-хозяев с развитием вредного организма, тем интенсивнее размножение последнего и выше вероятность возникновения эпифитотии, и наоборот, чем уже этот период, тем значительней депрессия эпифитотического процесса.
Оба механизма нередко действуют вместе, обусловливая как снижение численности вредных организмов, так и повышение компенсаторных реакций растений на повреждения. Это обеспечивает устойчивость урожая или снижение его в незначительной степени. При выборе оптимальных сроков посева следует учитывать следующие основные критерии, значение которых изменяется по зонам: общую длину вегетационного периода культуры и совмещение ее с продолжительностью периода вегетации в зоне; требования сельскохозяйственных культур к температуре почвы в период прорастания и формирования всходов; требования сельскохозяйственных культур к потреблению влаги для формирования сельскохозяйственной продукции; засоренность посевов (Чулкина и др., 2000). Томат обыкновенный - Lycopersicon esculentum Mill, относится к семейству Пасленовые (Solanacea), роду Lycopersicon Tourn (Алпатьев, 1981, Брежнев, 1964, Гавриш, Галкина, 1990, Мир культурных растений..., 1994). Это одна из самых распространенных овощных культур. Он происходит из тропических районов южной и центральной Америки. В Европу он завезен в конце XVI в., в Россию - в конце XVIII в., в Сибирь - в XIX в (Чулкина и др., 2003).
Томат растение однолетнее, но в безморозных условиях может произрастать до двух лет (Алпатьев, 1981, Брежнев, 1964). Однако, из-за длительного вегетационного периода, во многих районах выращивания применяется рассадная культура. Нарушение режима выращивания в рассадный период, задержка с высадкой рассады, приводит к потере качества рассады и урожая (Ногайцев, Тараканов, 1998).
Выращивание рассады является очень ответственным делом в системе всех мероприятий, направленных на повышение урожайности томата. Получение ранних и высоких урожаев в значительной мере зависит от качества подготовленной рассады, которое определяется ее возрастом и условиями выращивания (Брежнев, 1964).
Томат является теплолюбивой культурой. А.В. Алпатьев (1980), Ш.Г. Бексеев (1989), Д.Д. Брежнев (1964), С.Ф. Гавриш (1992), В.И. Эдельштейн (1962), А.П. Голощапов, Ю.И. Мамонтов, Г.С. Голощапова (1993) и многие другие авторы сходятся на том, что оптимальная температура для роста и развития томата составляет 20...25С, минимальная критическая температура для роста 12...14С, максимальная - 30С и выше, при температуре 0...1С растения погибают. В разные периоды роста и развития растений требуются различные температурные условия. По данным А.В. Алпатьева (1980) семена начинают прорастать при наличии воды и воздуха при температуре 10С, по мнению А.П. Голощапова и др. (1993) - 12...15С, Д.Д. Брежнева (1964) -15...18С, но дружнее и быстрее они прорастают при температуре 25С (Алпатьев, 1980; Гавриш, Галкина, 1990). Появившимся всходам нужно дать свет, а температуру воздуха снизить до 13...16С в дневное и П...13С в ночное время, что необходимо для предупреждения вытягивания сеянцев и ускоренного развития их корневой системы. При таких температурах рост стебля задерживается, развитие корней улучшается, растение формируется гармонично, с правильным соотношением надземных и подземных органов (Гавриш, Галкина, 1990; Ногайцев, 2000).
В период после образования семядольных листьев томат также очень чувствителен к изменению температуры. Понижение в это время температуры до Ю...13С снижает высоту закладки первого соцветия и способствует увеличению числа цветков в первом и втором соцветиях (Брежнев, 1964, Тараканов, 1968, Ногайцев, 2000).
Исходя из всего вышеизложенного, следует, что высокие урожаи томата, как и других культур, можно получать, если растения своевременно обеспечены необходимыми условиями для роста и развития. Основными из них являются свет, тепло, влажность почвы и воздуха, состав и количество питательных веществ, включая и оптимальное содержание углекислоты в воздухе. Оптимальный режим перечисленных факторов можно успешно создавать в защищенном грунте. В условиях открытого грунта все это урегулировать удается лишь частично (Алпатьев, 1976). Кроме того, производство рассады позволяет получить преимущество в развитии растений, экономить земельную площадь, на ранних этапах развития растений, управлять процессами роста и развития (Ногайцев, 2000). По мнению Э.А. Косогоровой (2002) для овощных культур в Сибири оптимальным и наиболее эффективным также считается рассадный способ выращивания томата и других культур, так как он дает преимущество во времени, урожайности, в борьбе с болезнями.
Одним из приёмов, направленных на обеспечение растений томата оптимальными условиями, является срок высадки рассады в открытый грунт, от которого в значительной мере зависит получение высокого и раннего урожая (Косогорова, 2002; Паластрова, 2002, 2004).
Высадка рассады в открытый грунт — важное и ответственное мероприятие. Его проводят весьма тщательно, с соблюдением всех агротехнических указаний. От технологических приемов выращивания, в частности от сроков высадки рассады в открытый грунт, зависит также и изменение численности фитопатогенов. Сроки высадки рассады могут иметь значение как фактор, снижающий или повышающий интенсивность развития многих заболеваний. В большинстве случаев, ранняя высадка рассады обеспечивает более высокую урожайность и меньшую поражаемость растений болезнями, так как при этом наблюдается более устойчивый водный режим в почве, растения лучше используют свет (Шкаликов и др., 2001). При выборе оптимального срока высадки рассады сокращается время возможного заражения патогенами, что позволяет получить забег в развитии растений, а также управлять процессами их роста и развития (Косогорова, 2002).
Результаты исследований
Как уже было отмечено ранее, болезни наносят существенный ущерб урожаю сельскохозяйственных, в том числе и овощных культур. В овощеводстве большая часть продукции потребляется в свежем виде, поэтому для данной отрасли использование агроприемов, направленных на снижение поражаемости болезнями, имеет первоочередное значение (Косогорова, 2002).
Инфекционный процесс есть результат взаимоотношений между растением, паразитом и внешней средой. Управлять этим процессом можно путем изменения факторов внешней среды, воздействуя как на паразита, так и на растения. Большое значение в этой связи приобретают агротехнические приемы, которые, изменяя в ущерб паразитам и на пользу их растениям-хозяевам температурные, водные или пищевые взаимосвязи паразитов и хозяев, могут способствовать подавлению болезни, предотвращая образование инокулюма (Роберте, 1981). По мнению СМ. Тупеневич, А.Н. Нестерова (1977), П.И. Сусидко (1991), В.А. Чулкиной, Е.Ю. Тороповой, Ю.И. Чулкина, Г.Я. Стецова (2000), М.И. Зазимко (2002), Е.Ю. Тороповой (2005) агротехнический метод составляет фундаментальную экологическую основу систем защиты растений. Агротехнический метод может успешно применяться против всех без исключения экологических (эпифитотиологических) групп инфекций, подавляя тактики размножения, выживания и трофических связей их жизненного цикла (Чулкина, Торопова, Чулкин и др., 2000).
Известно, что сельскохозяйственные культуры забирают питательные вещества из почвы, без их возмещения происходит истощение почвы, поэтому внесение минеральных и органических удобрений, общепринято и необходимо для получения высоких урожаев. Удобрения могут изменять реакцию растений на болезни - они способны или повышать или ослаблять толерантность культур к заболеваниям (Тютерев, 2003).
Наиболее сильным фактором повышения устойчивости растений к болезням является регулирование условий их питания. Питание растений -один из важнейших факторов, обусловливающий обмен веществ в растении. Введение в питание различных форм и соотношений удобрений способствует появлению новых качеств, в том числе и качества болезнеустойчивости (Степановских, 1990). Это объясняется тем, что взаимоотношения между хозяином и патогеном складываются на основе приспособленности патогена к физиологическим функциям растительного организма. Путем изменения их в сторону, неблагоприятную для развития патогена, в частности при внесении удобрений, повышают устойчивость растений. Например, с одной стороны, калийные удобрения увеличивают вязкость цитоплазмы (и, следовательно, осмотическое давление), активизируют деятельность дыхательных ферментов и других процессов, задерживающих распад органических веществ в тканях, обусловливающих защитные реакции растений. С другой стороны, внесение больших доз органических и азотных удобрений стимулирует их рост, способствуя развитию некоторых видов ржавчины и мучнистой росы. В отношении головневых грибов наблюдается обратная связь. Более быстрый рост сокращает сроки той фазы развития растений, когда они восприимчивы к патогену. Значительный эффект достигается при использовании внекорневых подкормок удобрениями. Установлено, что фосфорно-калийная подкормка повышает устойчивость пшеницы к пыльной и твердой головне, ячменя - к гельминтоспориозу, дыни - к фузариозу (Помазков, 1990).
Удобрения, попадая в растения, могут действовать двояко: создавать там благоприятную среду для развития паразитов или изменять течение онтогенеза растений и тем самым способствовать повышению или понижению их устойчивости. Зная, в какой среде растения более устойчивы и как влияют те или иные удобрения на ход развития растений, можно повышать их устойчивость к действию патогенов путем соответствующей комбинации удобрений (Горленко, 1966).
Минеральные удобрения влияют на развитие не только грибных, но и бактериальных болезней. Многие возбудители бактериозов являются более или менее резко выраженными паразитами растений способными жить только лишь на растительных остатках. В таких случаях, с помощью агроприемов, чаще всего не удается препятствовать возникновению болезни, но можно ослабить ее развитие или уменьшить вредоносность. Для правильной организации мер борьбы в отношении таких паразитов необходимо знать характер их развития в природных условиях. Дело в том, что возбудители каждого заболевания растений в природных условиях имеют своеобразные, зачастую очень сложные особенности развития. Представление об этих особенностях развития складывается из данных, полученных в результате изучения биологических свойств фитопатогенов в их связи с окружающей средой (Горленко, 1966).
