Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 13
1.1. Нетрадиционные и малораспространенные овощные культуры: технологическое и биологическое обоснование их возделывания 13
1.2. Аккумулирование овощными культурами химических элементов и получение экологически безопасной сельскохозяйственной продукции 43
1.3. Болезни овощных культур и видовой состав их возбудителей 47
1.4. Биологическая защита овощных культур от патогенных организмов; 61
1.5. Особенности культивирования грибов шампиньона двуспорового (Agaricus bisporus (Lange) Imbach) и вешенки обыкновенной (Pleurotus ostreatus (Fr.) Kumm). 71
2. Объекты, материалы и методы; Место проведения исследований 76
Результаты исследований. 100
3. Нетрадиционные овощные культуры, перспективные для выращивания в южной части нечерноземной зоны России 100
3.1. Семейство Капустные - Brassicaceae Burnett. 100
3.2: Семейство Яснотковые - Lamiaceae Lindl — 120
3:3. Семейство Сельдерейные -Apiaceae Lindl. ..132
3.4: Семейство Астровые - Asteraceae Dumort 138
3:5. Семейство Бурачниковые - Boraginaceae Juss 141
3.6. Семейство Портулаковые - Portulacaceae Juss 141
3.7. Семейство Маревые - Chenopodiaceae Vent. 144
3.8. Семейство Пасленовые - Solanaceae Juss 144
4. Аккумулирование овощными культурами химическихэлементов и получение экологически безопасной сельскохозяйственной продукции 148
5. Болезни овощных культур и видовой состав их возбудителей 170
5.1 Роль семян в возникновении болезней растений 170
5.2 Болезни овощных культур во время вегетации и видовой состав их возбудителей 190
5.3 Фузариозное увядание овощных культур и реализация экологически безопасных подходов борьбы с ним 208
6. Биологическая защита овощных культур от патогенных организмов 222
6.1 Биологическая защита овощных культур от болезней в открытом грунте 222
6.2 Биологический контроль патогенных организмов в защищенном грунте 240
7. Особенности культивирования грибов Agaricus bisporus и Pleurotus ostreatus, определение возбудителей болезней и биологическое регулирование популяций патогенов 254
Заключение 276
Выводы 279
Практические рекомендации 281
Список литературы 283
Приложения 342
- Аккумулирование овощными культурами химических элементов и получение экологически безопасной сельскохозяйственной продукции
- Особенности культивирования грибов шампиньона двуспорового (Agaricus bisporus (Lange) Imbach) и вешенки обыкновенной (Pleurotus ostreatus (Fr.) Kumm).
- Аккумулирование овощными культурами химическихэлементов и получение экологически безопасной сельскохозяйственной продукции
- Фузариозное увядание овощных культур и реализация экологически безопасных подходов борьбы с ним
Введение к работе
Основной задачей развития современного сельского хозяйства является интенсификация его отраслей, в том числе и растениеводства. Проблема увеличения биологического разнообразия овощной продукции во многом зависит от интродукции нетрадиционных растений, для которых необходимо разрабатывать технологии возделывания, предотвращать потери урожая от болезней во время вегетации и при хранении.
В настоящее время в мире известно около: 5000 видов употребляемых в пищу растений, из них 600 относятся. к овощным і культурам, однако ш ирокое распространение получили только 10-15 видов.. Климатические условия земледельческих районов России весьма разнообразны, но выращивают постоянно не. более 30 овощных культур. В Нечерноземной зоне;нашей страны овощная продукция представлена на 46-61% белокочанной капустой и на.23-26% - столовыми корнеплодами, а доля зеленных овощных растений составляет около 1 % (Пивоваров и др., 1995).
Потребление овощей жителями России на протяжении последних двух лет удерживается на дореформенном уровне - 84 кп на человека в год. В 2000 г. их производство и потребление было по 86 кг, что составляло 72% от нормы; рекомендуемой Институтом і питания (119 кг). В 2001 г. уровень производства овощей по отношению к норме потребления составил (%): в целом по овощам -77, капусте - 79, огурцам -77, томатам - 65, свекле -87, моркови - 136, луку -93, прочим культурам - 55. Одной из больших проблем промышленного овощеводства является интродукция новых овощных растений, т. к. в структуре овощной продукции 88 % занимают, всего 6 видов овощных культур (Литвинов, 2003).
Необходим серьезный анализ возможности использования не только возделываемых в прошлом растений, но и десятков тысяч других видов, которые ранее не привлекали внимание человека. Особенно это актуально в связи с рацио- ние числа культивируемых видов растений, сочетающих высокую потенциальную продуктивность с экологической устойчивостью, можно рассматривать. в качестве важнейшего условия роста урожайности в неблагоприятных почвенно-климатических условиях (Жученко, 1980).
Отсутствие в пищевом рационе необходимого качественного разнообразия приводит к негативным^изменениям в организме человека, происходит дисбаланс в обмене веществ, что увеличивает риск многих заболеваний.. Овощные растения помимо витаминов и микроэлементов содержат высококачественные белки, хорошо сбалансированные по аминокислотному составу, особо ценные формы углеводов и биологически-активные вещества (БАВ), способные оказывать лекарственное действие (Амелина и др:, 1997).
Одним из радикальных путей увеличения- ассортимента овощных культур является их интродукция, которая включает использование новых видов растений; или перенос их из одной эколого-климатической зоны в другую. Актуальной .также является -. работа по восстановлению популяций; растений, исторически составлявших часть пищевого рациона населения на данной территории.
Стратегическая задача селекции для промышленного овощеводства: состоит, в создании сортов и гибридов с четко выраженными адаптивными свойствами, устойчивых к стрессам, болезням и вредителям, накапливающих в мини-мальных количествах нитраты, тяжелые металлы; радионуклиды, с хорошей сохранностью питательных свойств и товарных качеств (Литвинов, 2003).
Из новых овощных растений, обладающих хорошим вкусом, полезными: пищевыми и лечебными свойствами, устойчивостью к загрязнению окружающей среды, скороспелостью и высокой продуктивностью, особое внимание заслуживают корнеплодные культуры, относящиеся к виду Raphanus sativus L., которые занимают значительные площади в Китае, Корее, на Тайване, в Евро-пе, США и других странах (Пивоваров, Коненков; 1997). В России большую известность получил дайкон. Его начали успешно интродуцировать в Среднем
Зауралье, Брянской области, Поволжье, Северном Кавказеи для центрального региона России возделывание этой овощной культуры весьма перспективно (Алексеев, 1997, 1998; Старцев, Сычев, 1997; Пивоваров и др;, 2000; Титов и др., 2003).
Другой малоизвестной овощной культурой в Нечерноземной зоне России является салатная (китайская и пекинская) капуста. Широко распространена эта культура не только в Китае, но и в США, странах Западной Европы. В России листовая капуста успешно возделывается на Дальнем Востоке, в Приморье (Артемьева, 1997, 2001). На Украине эту культуру выращивают в степной и: лесостепной зонах (Копанева, Конопля, 2003); Ряд ценных свойств л истовой капусты, а < именно, исключительная скороспелость, холодостойкость, высокая урожайность, нежный приятный вкус, способность накапливать значительные количества селена и витамина С, делают перспективной ее интродукцию и в Нечерноземной : зоне России. Внедрение китайской и пекинской капусты позволит обеспечить население на протяжении ранне-весеннего и весенне-летнего периода/свежей овощной продукцией (Гине и др., 2003;.Романова и др., 2003; Песцов и др., 2003).
В последние годы большой интерес вызывает еще одна овощная культура -стахис: В Китае и; Монголии стахис возделывают издавна. С конца! 9 века во Франции, Англии, Германии- Италии, Болгарии, Швейцарии, Австрии, США, Бразилии эта культура, стала> широко распространенной; благодаря высоким вкусовым достоинствам, диетическим? и лечебным свойствам. В клубеньках стахиса содержатся углеводы, белки; амиды, витамины, жиры, бета-каротин, и микроэлемент селен, который в комплексе с витамином ;Е улучшает работу сердцами является элементом необходимым для профилактики:онкологических заболеваний (Кононков, Данзан, 1976; Семенов, 2000; Дерканосова, Шеламова^ 2000; Дерканосова и др:, 2003).
Некоторые овощные растения содержат различные эфирные масла, пряные вещества, не только улучшающие вкус блюд, но и обладающие антибиотиче- скими свойствами, повышающими активность иммунной системы^ человека. К настоящему времени из трёх тысяч известных видов эфиромасличных и пряно-вкусовых растений апробировано в культуре менее ста, а широкое распространение получили не более 15 (Вульф, Малеева^ 1969; Машанов; 1978, 1991). К числу малораспространенных культур можно отнести монарду из семейства яс-нотковых. Монарда произрастает в дикой флоре в Северной Америке и Мексике. Введена в культуру как пряно-ароматическое растение во многих странах. В России монарда как овощная культура распространена, незначительно, но это нетрадиционное для нашего региона растение может внести существенный вклад в разнообразие пищевого рациона населения (Пивоваров, Дрягин, 1991; Дрягин, 1994; Песцов и др.,. 1998^1999; Барадачева; Лялина, 2003). Из растений этого же ботанического семейства весьма перспективны, базилик, иссоп, ло-фант, змееголовник, которые обладают многими полезными свойствами, специфическим ароматом, декоративностью и широко используются в фармакологии (Иванова и др., 2003;Горовая; Скляревский, 2003; Кухарева, 2003).
Большой интерес представляют кориандр, тмин, кервель, фенхель овощной, относящиеся к семейству Сельдерейные. Эти растения обладают нежным вкусом? и ароматом, применяются как вкусовые приправы; а также в составах различных сборов в фармакологии (Акопов, 1986; Губанов; 1996; Песцов и !др;, 2003).
Овощная хризантема хорошо известна как диетический продукт в странах Юго-Восточной Азии, США, широко используется; благодаря сбалансированному составу макро- и микроэлементов; витаминов, простых и сложных углеводов: Специфический запах листьев и цветков придают блюдам из хризантемы особый пикантный вкус (Кононков и др., 2000; Лящева, Мельникова, 2003; Павлов и др., 2003).
Перспективно возделывание неприхотливого скороспелого растения «огуречной травы» - бораго; листовой свеклы - мангольда, листья которого можно употреблять в.пищу с весны до осени (Пивоваров,и др., 1984; Песцов и др., 2003).
Для большинства из перечисленных культур родиной являются Средиземноморский и Азиатский центры происхождения культурных растений. Поэтому расширение ареала интродукции овощных культур, в частности, в южную часть Нечерноземья России, связано с исследованиями по разработке технологических приемов- возделывания, выявлению г болезней в. конкретных почвенно-климатических условиях и реализации биологически обоснованных подходов и приемов, сдерживающих развитие популяций патогенных организмов в открытом и защищенном грунте. Повышение устойчивости сельскохозяйственных растений возможно при применении экологически безопасных технологий использования гиперпаразитов, антагонистов и других продуцентов, ограничивающих распространение возбудителей болезней.
Цель и задачи исследований. Основная цель работы - обосновать возможность возделывания нетрадиционных овощных культур в эколого-климатических условиях южной части Нечерноземной зоны России, выявить болезни овощных растений и: культивируемых грибов, разработать экологически безопасные меры борьбы с ними.
В задачи исследований входило; определить перспективность выращивания нетрадиционных овощных культур и разработать элементы технологии их возделывания; определить содержание химических элементов в овощных культурах, выращенных в районах с различной степенью техногенного загрязнения; определить видовой состав м икромицетов на семенах овощных культур, влияющих на их посевные качества; выявить болезни овощных растений в период вегетаци и и определить видовой состав их возбудителей; -дать фитопатологическое обоснование схеме селекционного процесса томата на устойчивость к фузариозному увяданию с учетом расового состава воз- будителя болезни; разработать экологически безопасные меры борьбы с болезнями овощных культур в открытом и защищенном фунте; изучить видовой состав возбудителей болезней шампиньона двуспорово-го (Agaricus bisporus (Lange) Imbach.); и разработать биологически обоснованные методы контроля развития популяций патогенов; разработать элементы технологии интенсивного культивирования гриба вешенки обыкновенной (Pleurotus ostreatus (Jacq.: Fr.) Kummj).
Научная новизна. Показана перспективность выращивания нетрадиционных растений (восточные формы редьки, китайская капуста, пекинская капуста, листовая горчица; стахис, монарда, иссоп, лофант, змееголовник, базилик, тмин, кориандр, фенхель, кервель, овощная хризантема, салат эндивий, бораго, портулак огородный, мангольд, физалис) в' южной части Нечерноземной зоны России и разработаны элементы технологии их возделывания.
Впервые получены и і проанализированы данные по составу и распределению макро- и микроэлементов, которые накапливаются в различных тканях и органах овощных растений, выращенных в зонах, подвергшихся техногенному загрязнению.
Впервые определен видовой состав микромицетов, поселяющихся на семенах изучаемых сельскохозяйственных культур и влияющих на их посевные качества, а также видовой состав патогенов, паразитирующих, на вегетирующих растениях.
Разработаны экологически безопасные меры борьбы с возбудителями корневых гнилей и трахеомикозного увядания овощных культур в открытом;и защищенном грунте, основанные,на применении лигнино-гуминового комплекса (ЛГК) и биопрепаратов на его основе:
Определен видовой состав возбудителей болезней шампиньона двуспоро-вого. Выявлены характер и степень воздействия различных микроорганизмов на развитие мицелия грибов. Разработан комплекс, состоящий из биологиче- ских агентов, которые подавляют развитие популяций патогенов и повышают урожайность шампиньона.
Впервые разработан субстрат на основе растений амаранта для выращивания гриба вешен ки обыкновенной.
Впервые определен расовый состав гриба Fusarium oxysporum Schl. f. sp. tycopersici (Sacc.) Snyd; et Hans., вызывающего трахеомикозное увядание томата в Узбекистане, Черноземной и Нечерноземной зонах России. Разработана селекционная ; программа, позволяющая получать устойчивые сорта томата, опережая распространение вирулентных рас фитопатогена (Песцов, 2003).
Описана: новая специализированная форма гриба F. oxysporum Schl. f. sp. capsici Pestsov, вызывающая увядание у Capsicum annuumL. (Pestsov, 1993).
В Нечерноземной зоне России впервые выявлены 16 специализированных форм гриба F. oxysporum Schl., паразитирующих на овощных растениях, в том числе на 6 нетрадиционных культурах (Песцов, 2003).
Научно-практическая значимость работы. Разработано технологическое обоснование возделывания выше перечисленных овощных культур в открытом грунте южной части Нечерноземной зоны России: Установлено, что накопление в корнеплодах дайкона ионов металлов и металлоидов значительно меньше ПДК и ниже, чем в моркови, европейской редьке, свекле. В полевых условиях определены возбудители болезней овощных культур, в том числе и нетрадиционных, а также микромицеты, находящиеся на семенах при хранении; Выявлена: эффективность применения биологически активных веществ, повышающих посевные качества семян и устойчивость растений во время вегетации.
Разработана технология производства и применения экологически безопасного органического удобрения биогумуса (патент№ 667; ТУ 3988985-92), которое можно использовать в борьбе, с почвенными патогенами в открытом и защищенном фунте. Разработана технология > производства и применения лиг-нино-гуминового комплекса (ЛГК), обогащенного биологическими агентами для сдерживания развития популяций почвенных патогенов в теплицах и культивационных сооружениях:
Модифицированы методы искусственного заражения растений и дана оценка устойчивости к фузариозному увяданию селекционным линиям томатов в Узбекистане, имеющим соответствующие доминантные гены, получены,перспективные по этому признаку гибриды.
Апробация работы: Материалы диссертационной работыг докладывались на выездном» заседании секции? по науке и; новой технике ЦПМТОСХ - «Состояние и пути развития биотехнологии в овощеводстве» (г. Тирасполь, 1988), Всесоюзной конференции «Онтогенетика; высших растений» (г. Кишинев, 1989), совещании С АО В АСХНИЛ «Состояние заболеваемости средне- и тонковолокнистого хлопчатника фузариозным вилтом и- пути, его снижения» (г. Ташкент, 1989), 8-й конференции по споровым растениям. Сред ней Азии и-Казахстана (г. Ташкент, 1989), 11-м Национальном конгрессе турецкого биохимического общества (г. Анталия, 1992),. Республиканской научно-практической конференции «Биотехнология утилизации органических отходов промышленности и сельского хозяйства» (г. Ташкент, 1993), 6-м Международном конгрессе по патологии растений (г. Монреаль, 1993), Всероссийском совещании; «Экологизация сельскохозяйственного производства; Северо- Кавказского региона» (г. Анапа, 1995), Всероссийском съезде по защите растений «Защита растений; в условиях реформирования; Агропромышленного комплекса» (г. Санкт Петербург, 1995), научно-производственной конференции«посвященной 25-летию БелНИИЗР (г. Прилуки, 1996), межрегиональной научно- практической конференции, посвященной!260-летию со дня рождения А.Т. Болотова (г. Санкт Петербург, 1999), 8-й Международной научно- практической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии» (г. Тула, 2000), 1-м Международном конгрессе. федерации микробиологов Европы (г. Любляна, 2003), Международной научной конференции «Управление и контроль вредных микроорганизмов» (г. Манчестер,. 2003); начиная ? с 1997 г., на
Международных симпозиумах и конференциях по перспективам использования новых и нетрадиционных растений (г, Пущино 1997, 2001, 2003), Международной научно- практической конференции «Интродукция нетрадиционных и редких сельскохозяйственных растений» (г. Пенза, 1998, 2000), а также научных конференциях профессорско-преподавательского состава ТГПУ им. Л.Н. Толстого (1997-2004 гг.).
Место проведения работы. Данную научную работу проводили в рамках программы ВАСХНИЛ по селекции, семеноводству и технологии возделывания овощных культур с 1982 г. в УзНИИ овоще-бахчевых культур и картофеля (УзНИИОБКиК, Ташкентская область), во Всероссийском институте защиты растений (ВИЗР, г. Санкт Петербург), Среднеазиатском территориальном отделе ВНИИ карантина растений (САТО ВНИИКР, Ташкентская область), Институте ядерной физики АН РУз (ИЯФ, Ташкентская область), Всероссийском НИИ защиты растений (ВНИИЗР, Воронежская область), Геологическом институте РАН (г. Москва), Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ) (г. Дубна). С 1996 по 2003 год исследования по интродукции нетрадиционных растений проводили в научной лаборатории кафедры ботаники, на Биоэкологической опытной станции (БЭОС) Тульского государственного педагогического : университета им. Л. Н: Толстого (ТГПУ) и во ВНИИ селекции и семеноводства овощных культур РАСХН (ВНИИССОК, Московская область) согласно договорам о научном сотрудничестве.
Аккумулирование овощными культурами химических элементов и получение экологически безопасной сельскохозяйственной продукции
Согласно учению В.И; Вернадского (1967), одной из важнейших функций живого вещества биосферы является способность накапливать в себе различные химические. элементы в концентрациях, значительно более высоких, чем они содержатся в -окружающей среде. Общеизвестным фактом, является,то, что у представителей различных групп организмов vэта способность выражена в разной степени; В то же время І рассматриваемая проблема изучена еще недостаточно. О биогеохимических циклах большинства; микроэлементов известно очень немного, несмотряна то, что это одна из важнейших экологических проблем современности, которая усугубляется возрастающей техногенной нагрузкой на окружающую среду. Загрязнение почв тяжелым и металлами,. радионуклидами и другими соединениями нарушает сложившийся в течение миллионов лет обмен-атомами между живым и неживым веществом планеты. В итоге это отражается на состоянии экосистем и здоровье людей. Природная среда многих регионов России, к числу которых относится и Тульская область, подвергается воздействию многих антропогенных, техногенных, сельскохозяйственных загрязнителей, а также остаточных проявлений радиоактивных выбросов в связи с аварией на ЧАЭС. Токсичные компоненты в составе; промышленных загрязнителей поступают не только с выбросами в атмосферу, гидросферу, но и накапливаются на поверхности земли с твердыми отходами (свалки, терриконы, накопители шламов, шлаков) и служат источниками! эмиссии в атмосферу» гидросферу, рассеянию по поверхности почвенного покрова (Куварин, 1995; Самарцев, Куренко, 1995; Соколов, Мелехова, 2000; Состояние почвенно-земельных ресурсов..., 2002). Поэтому актуально выращивание овощных культур для получения экологически чистой і продукции. Например, корнеплоды дайкона даже на загрязненных почвах накапливают тяжелые металлы в значительно меньших количествах, чем морковь и свекла (Коненков, Гине, Вендило, 1996; Горелова и др., 2003). Так как процессы роста и развития растений і находятся под влиянием всего комплекса-экологических факторов, составляющих среду обитания организмов, то каждый организм испытывает на себе воздействие других видов растений, животных и человека.
В связи с бурным развитием промышленности влияние антропогенного фактора резко возросло. К важным составляющим, способным вызвать повреждения растительных организмов, следует: отнести загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами (ТМ); К ТМ относят химические элементы с атомноШ массой свыше 50, обладающие свойствами металлов или металлоидов. Существует два источника поступления ТМ в окружающую среду: природный; и техногенный. Из природных наибольшее; значение имеют выветривание торных пород и минералов, эрозия почв, вулканическая деятельность, высокие естественные уровни содержания TMS (Глазовская, 1989). Наиболее мощный поток попадания ТМ в среду обеспечивает антропогенный фактор:: развитие металлургических, угледобывающих и энергетических предприятий, продукты сжигания топлива; (Lagerwerff, Specht, 1970; Hutchinson, Whitby, 1974; Берзиня, 1980; Добровольский- 1980, 1983; Никифорова, 1981; Алексеев, 1997; Nriagu, Pacyna, 1988; Зимаков, Захарова,; 1990; Ягодин; 1990; Ильин, 1991; Барахтенова, 1993; Самарцев, Куренко, 1995), формирование и использование сточных вод (Bingham et al., 1975; Гармаш и др., 1989; Okamota et; al 1, 1990; Chang et al., 1990), а также систематическое; при менение больших доз удобрений и, пестицидов в сельском; хозяйстве (Минеев и др., 1981; Басманов, Кузнецов, 1990; Ягодин я др., 1988). Загрязнение от промышленных предприятий часто носит локальный; характер, а выбросы, возникающие при сжигании топлива, распространяются на многие километры. До 95% ТМ; ассоциированы: в атмосфере с высоко дисперсионными аэрозолями. Интенсивность т вовлечения f в биохимический круговорот соединений ТМ из техногенных источников в среднем в 100 раз. выше, чем из природных (Peterson, 1975). Высшие растения благодаря различным морфологическим и физиологическим свойствам; способны адаптироваться к неблагоприятным факторам: Они являются саморегулирующимися организмами и выполняют функцию активного компонента в системе почва - растение (Жученко, 1988). Проблема устойчивости растений г к загрязнению ТМ и их. аккумулированию имеет как теоретическое, так и практическое значение. Очень важно получение сельскохозяйственной: продукции, сочетающей в себе биологическую ценность и экологическую чистоту И безопасность. Второе является, на?наш взгляд, более существенным с позиции сохранения чистоты пищевых цепей и, в; конечном результате, сохранения здоровья людей; Для: человека, как потребителя растениеводческой продукции, представляют интерес сорта растений, способные дать незагрязненную вредны м и (ток-сичными) соединениями товарную продукцию.
Особенности культивирования грибов шампиньона двуспорового (Agaricus bisporus (Lange) Imbach) и вешенки обыкновенной (Pleurotus ostreatus (Fr.) Kumm).
С незапамятных времен культура съедобных грибов, вызывает у людей-большой интерес, однако промышленное значение приобрело выращивание лишь немногих видов. Разведением грибов издавна занимаются в странах Европы, и Азии. Большинство наиболее ценных культивируемых видов грибов относятся к классу Basidiomycetes, порядку Agaricales. Широкое распространение в промышленной культуре среди съедобных грибов получили виды - A garicus bisporus (Lange) Imbach (шампиньон двуспоровый), относящийся к группе почвенных сапрофитов и Pleurotus ostreatus (Fr.) Kumm; (вешенка обыкновенная), которая является сапротрофом; и растет нафазнообразных растительных отходах, содержащих, углерод содержащие соединения, включающие целлюлозу и; лигнин (Гарибова, 1970, 1987; Дудка и др., 1978;Бисько, Дудка, 1987;.Билай, 1989). Эти грибы- стали настоящими сельскохозяйственными культурами во многих странах мира. Например, культура шампиньона насчитывает около 400 лет (Гарибова, 1982). Все способы культивирования съедобных грибов можно разделить на экстенсивные, когда производство ограничено выращиванием их в естественных условиях, и интенсивные, осуществляющиеся в і искусственных условиях в специально построенных помещениях: В России шампиньоны начали выращивать всередине 18" века. Первая публикация принадлежит А. Т. Болотову ("Нечто о шампиньонах", 1780). Первоначально в качестве посадочного материала использовали дикорастущую грибницу, которую собирали в естественных местах обитания шампиньона и: высаживали в специально подготовленный грунт, но такая грибница быстро «вырождалась», т. е. начинала давать низкие урожаи (Гарибова, 1971, 1976). Именно поэтому исследователи стали усиленно разрабатывать методы проращивания спор и выращивания мицелия, создавали компоста и покровные смеси определенного состава; подбирали условия культивирования, удовлетворяющие рост w развитие плодовых тел шампиньона в промышленных масштабах (Pmkerton, 1954; Николаева; 1955; Atkins, 1955, 1974; Панов, 1956; Столлер, 1956; Huhnke, Sengbusch, I960; Громов, 1960; Fritsche, 1964, 1966; Гарибова, 1969; Гарибова и-др:, 1970; 1971, 1974; Девочкин, 1975, 1989; Дудка и др., 1978; Гунте, 1979; Ранчева, 1990).
В современных условиях, когда сбор дикорастущих съедобных грибов со-кращаетсяв связи с неблагоприятными изменениями условий для их произрастания І и -увеличивающимся загрязнением окружающей среды, культивирование съедобных:. грибов г в искусственных условиях приобретает все большее значение. Грибы, обладая высоким содержанием полноценных белков, комплексом: витаминов и минеральных веществ; а также превосходными вкусовыми качествами; представляют ценный продукт питания для людей.
Современная технология выращивания высших съедобных базидиомицетов должна основываться на знании генетических механизмов плодоношения объектов культивированиями учитывать факторы, влияющие на этот процесс (Esser. et al., 1977; Leslie, Leonard; 1984; Verrinder, Lu, 1984). У них существуют две основные фазы формирования плодовых тел: инициация и морфогенез. Инициация - образование примордиев І как проявление изменений в генетическом и-морфологическом состоянии; мицелия, в значительной степени зависит от внешних условий. Морфогенез- развитие примордиев в дифференцированные репродуктивные структуры, также зависит как от генетических факторов, так и от условий окружающей среды (Reijnders, 1963). С точки зрения промышленного культивирования грибов необходимо контролировать развитие обеих, фаз. Для- многих видов базидиомицетов фазе инициации обязательно должна предшествовать плазмогамия двух гаплоидных генетически совместимых гиф мицелия (Kuhner, 1977).
Культура шампиньона получила широкое распространение благодаря ряду положительных хозяйственных качеств. Будучи сапрофитом шампиньон успешно растет на субстратах, для приготовления которых используются отходы сельскохозяйственного производства (солома злаковых культур, навоз животных, птичий помет и др.), а также перерабатывающей промышленности. Эти грибы, кроме того, способны расти и давать урожаи в течение всего года (цикл развития 80-90 суток), в различных по конструкции культивационных помещениях (Дудка и др., 1978; Девочкин; 1989; Ранчева, 1990).
Постоянное повышение спроса на грибы на мировом рынке, способствовало глубокому изучению их биологии и разработке методов выращивания. Современное производство Agaricus bisporus представляет собой сложный технологический процесс, в который входит приготовление компоста, прошедшего определенные циклы микробиологической ферментации и пастеризации, создание покровной смеси, в которой происходит формирование плодовых тел;грибов.и контроль за большим; количеством видов микроорганизмов, насекомых, нематод, которые так или иначе влияют на развитие культуры шампиньона. Технология производства Л. bisporus значительно отличается от выращивания овощных культур в защищенном грунте,, а микроклимат, который создается вкуль-тивационных сооружениях, является благоприятными для развития большинства организмов, в том- числе и патогенных, которые наносят ущерб культуре грибов непосредственно или являются переносчиками возбудителей; болезней (Гарибова,, 1968; Atkins.P.; Atkins: F., 1971; Рыбкина, 1971; Ранчева, 1972а,. 19726, 1990; Дудка и др;, 1978; Тунге, 1979; Hesling, 1979; Olthof et al:, 1979; Джуров, Песцов, 1985, 1987; Шалашова, Бубнова, 1987; Флетчер, 1987; Fletcher, 1987; Девочкин, 1989; Pestsov, 2003).
Аккумулирование овощными культурами химическихэлементов и получение экологически безопасной сельскохозяйственной продукции
Почва является сложной многокомпонентной средой. В промышленных регионах в нее попадает огромное количество продуктов многогранной деятельности человека,. Претерпевая загрязнение, почва в свою очередь является источником поступления многих веществ: и элементов (в том числе тяжелых металлов) в продукты питания. Перед растениеводством, в частности перед овощеводством, стоит проблема подбора кул ьтур и сортов и создан ия генофонда растений, способных в наименьшей степени концентрировать в хозяйственно ценной части элементы, отрицательно воздействующие на функционирование ор-ганизма и здоровье человека. В качестве объекта исследований были выбраны традиционные для области корнеплодные культуры — редька европейская (Raphanus sativus L.),. морковь (Daucus carota L.), свекла {Beta vulgaris L.) и нетрадиционная для; Тульской области перспективная овощная культура — дайкон [Raphanus sativus L. var. longipinnatus Bailey.). Выбор данного объекта был обусловлен предыдущими исследованиями, показавшими, что содержание Zn, Pb, СсГв корнеплодах дай кона значительно ниже ПДК и составляет соответственно 0,88 - 1,79 мг/кг, 0,19 мг/кг и -0,003 -0,020 і мг/кг сырой массы даже, при выращивании на почвах с внесением этих элементов в количествах, значительно превышающих ПДК (Шестакова, 1995; Коненков, Гине, Вендило, 1996; Кравчук и др., 1997). В условиях Брянской области содержание радиоактивного цезия в корнеплодах дайкона составляло 0,59 Бк/кг, в то время как в: редьке Зимняя круглая черная оно составляло 10,17 Бк/кг; в моркови - 5,76 Бк/кг, в свекле Бордо 1;70 Бк/кг (Сычев, 1996), То есть дайкон накапливает радионуклидов в 10 раз меньше, чем морковь, в 20 раз меньше, чем редька и в 3 раза меньше, чем свекла. Что особенно актуально в условиях Тульской области, подвергшейся загрязнению в результате аварии на ЧАЭС. Основными источниками загрязнения в Туле являются два предприятия металлургического комплекса — ОАО СП АК «Тулачермет», ОАО «Ванадий-Тулачермет» и ОАО «Косогорскии металлургический завод», основными компонентами промышленных выбросов которых являются (Состояние почвенно-земельныхресурсов..., 2002): 1) компоненты, способствующие при попадании в почву ее подкислению — сернистый газ, сероводород, растворимые сульфаты, водород мышьяковистый, водород хлористый, водород цианистый, органические вещества; 2) окислы металлов — железа, аллюминия, ванадия; марганца, никеля, цинка, меди и др. 3) органические загрязнители;— толуол, ксилол, фенол, ( пирокатехин, пропаналь, парафин, формальдегид акролеин ацетон, бутилацетат, бутиловый спирт, этилацетат, этилцеллозоль, этиловый спирт, керосин и др. вещества. Предприятия химической промышленности: ЗАО Резиново—Технических Изделий (РТИ), предприятия машиностроительной и оборонной промышленности: ОАО «Туламашзавод»; ОАО «Тульский, оружейный завод», загрязняющие окружающую среду оксидами1 никеля, аллюминия и соединениями марганца («Слобода» №34, 2002). А также при определенном направлении ветров - АО «Щекиноазот», АООТ «Химволокно». Пробоотбор производился вблизи города в поселке Пирово, где непосредственно за участками расположен шламонакопитель Косогорского металлургического завода. Смешиваясь с водой, шлам поступает в растениеводческую продукцию, а при L сжигании шлака происходит загрязнение атмосферного воздуха из Щекинского района (д. Тележенки), из Киреевского района (пос. Шварц), где загрязнителями являлись химкомбинат и очистные сооружения, из Плавского района, подвергшегося загрязненшо после аварии па Чернобыльской АЭС. Для сравнения; брали! образцы на; Биоэкологической; опытной станции ТТПУ им. Л;Н: Толстого; где более благоприятная экологическая обстановка. Содержание макро- и микроэлементов в почвах Тульской области: Взаимоотношения в системе почва - растение с позиций поступления тяжелых; металлов (ТМ) в растительный орган изм представляют собой сложную проблему и являются flHCKyccHOHHbiMH;(Smeyers-Verbeke etal,, 1978; Ягодин, и др., 1988 Глазовская, 1989; Ernst et all, 1992, 1998). Между содержанием подвижных соединений никеля и кадмияыпочве и; их концентрацией в тканях растений: не наблюдается-прямой зависимости (Pucketti Burton, 1981; Farago; Cole, 1988 Ko-нонкови др., 1996; Gorbunov et all, 2003); что существенно осложняет экологическую экспертизу. Реакция; биологических свойств почвьи на; ТМ не всегда, совпадает с их накоплением в растениях, поэтому использовать показатели биологических свойств- почв как диагностический признак на получение безопасной продукции?можно только при использовании данных, полученных в системе: почва - ТМв почве -ТМв растениях (Тяжелые металлы;.. ,1994): По полученным нами данным (табл: 4:1), почвы различных районов Тульской области; отличаются по степени загрязнения, но в основном валовое содержание токсикантов первой и второй групп;лежит в пределах ПДК. Эти; данные согласуются,с: полученными ранее по марганцу и цинку (Соколов; Ga-марцевшдр., 2000). Однако установлено превышение нижней?границы ПДК по мышьяку (2,8 — 5,8мг/кг)во всех образцах почв; никелю (27,7 мг/кг) І и цинку (139 мг/кг) в-точке; непосредственно вблизи городаі (деревня Пирово): С помощью метода НАА впервые получены, данные по содержанию в почвахТульской области таких, элементов, как Ті І И .-V, а также: редкоземельных элементов Nd, W,. Eu;. Sm; ТЬ, Hf, Та, Th; U, Данные по содержанию в - почвах V представляются особенно ценными; так как на территории города-расположено предприятие по: его: производству.
Фузариозное увядание овощных культур и реализация экологически безопасных подходов борьбы с ним
Анализ исследований микофлорьь семян и видового состава фитопатоген-ных организмов вегетирующих растений показал; что одними из самых распространенных и вредоносных возбудителей болезней;овощных культур являются грибы рода Fusarium Lk.: Fr. По характеру взаимоотношений с высшими растениями виды poaaFusarium относятся к факультативным паразитам с различной степенью патогенносте и специализации Они способны поражать многие виды растений в;различных эколого-климатических зонах. Борьба с заболеванием затруднена, т. к. возбудитель, находится в почве или растительных остатках и обладает большим адаптационным потенциалом, а при выращивании монокультуры может причинять значительный экономический ущерб. В частности, фузариозное увядание томата имеет широкое раслространение и очень вредоносно во многих странах мира. Взаимоотношения между этим фитопато-геном и растением-хозяином изучаются уже длительное время, однако радикальные меры борьбы с, болезнью не были разработаны, но созданы селекционно-генетические подходы, позволяющие получать устойчивые к заболеванию линии и сорта томата: Изучение степени развития фузариозного увядания на сортах томата показало, что она может значительно варьировать. Это во многом зависит от генотипа конкретного сорта. Способность поражать определенный набор сортов-дифференциаторов положена в; основу разделения? популяции , патогена на физиологические расы. На томате описано несколько рас F.oxysporum f. sp. \у-copersici (Вандер Планк, 1972; Gabe, 1975; Beckman, 1987).
Изучая историю создания устойчивых к фузариозному увяданию сортов томатов можно констатировать, что устойчивость к известным расам обеспечивается разными генами, а донорами этих генов являются лини и; L. pimpinelli-foliumi. На появление и распространение новой расы фитопатогена уходит 10-15 лет. Поэтому необходимо организовывать селекционный процесс, направленный на получение устойчивых к фузариозному увяданию линии и, сортов томатов, которы й опережал бы; появление новых вирулентных рас F. oxyspomm f.sp. lycopersici, Для реализации этой концепции очень важно детально изучить, состав- конкретной природной: популяции патогена; что в значительной мере определит правильный выбор наиболее перспективных доноров устойчивости.
Проведённые в 1985-1988 годах обследования производственных посадок: том ата, перца сладкого и баклажана в ; Ташкентско й; Сам аркандс кой, Бухарской; Андижанской и І Хорезмской областях Узбекистана . показали, что все: изучаемые овощные культуры поражаются фузариозным І увяданием. За этот период была определена:распространенность, динамика развития;и вредоносность заболевания, которое принимало массовый характер в период плодоношения. Фитопатологический анализ пораженных растений позволил. выявить видовой состав патогенов. Возбудителями; фузариозного увядания в Узбекистане являются : на баклажане - Fusarium . oxyspomm Schl; f. sp. melongenae Matuo et Ishi-gami; на перце сладком - F. oxyspomm Schl. f. sp. caps is І Pestsov; на томате - F. oxyspomm Schl. f. sp. lycopersici (Sacc.) Snyd; et Hans., F. solani (Mart.) App.et Wr., F. moniliforme Sheld. и F. gibhosum App, et Wr. emend! Bilai (Песцов; 1990).
Результаты многочисленных исследований по изучению степени специализации форм вида Fusarium oxysporumi весьма противоречивы, учитывая этот факт, мы провели перекрёстное заражение растений; томата, перцаї сладкого, баклажанов; картофеля; капусты, дыни и арбуза специализированны ми формами Fusarium oxyspomm: F. oxyspomm Schl;. f. sp: lycopersici (Sacc.) Snyd; et Hans.; F. oxyspomm;Schl f. sp. melongenae Matuo et Ishigami; F. oxyspomm Schl. f. sp; niveum (E. F. Smith) Snyd: et Hans.; F. oxyspomm Schl. f. sp. /яе/о/ш-Snyd.-.et Hans.; F. oxyspomm Schli С sp. conglutinans (Wollen;) Snyd. et Hans.; F. oxyspomm Schl: f. sp. capsisi Pestsov; F. oxyspomm Schl. f. sp. tuberosiSnyd. et Hans,, выделенными нами из перечисленных выше растений. Для; искусственного заражения применяли два метода: в первом инокулировали растения, погружая корневую систему в суспензию спор патогена; в качестве субстрата использовали свободную от инфекции почву; во втором - растение заражали методом полива субстрата, которым служила «минеральная вата», суспензией спор патогена (титр - 5x106 спор/мл); Развитие болезни отмечали на 15 и 30 сутки после инокуляции. Результаты сравнительного изучения этих двух методов заражения томатов представлены в таблице 5.3.1. Развитие болезни определяли по общепринятой формуле, использую шкалу ВНИИ растениеводства (Алпать-ев и др., 1986).
