Содержание к диссертации
Введение
Глава I Состояние и перспективы защиты озимой и яровой пшеницы от болезней в степной зоне Южного Урала
1.1 Состояние производства зерна пшеницы 9
1.2 Фитосанитарное состояние агроценозов пшеницы 37
Глава II Условия, объекты, и методы исследований 62
2.1. Объекты и условия исследований 62
2.2 Средства защиты и способы их применения 68
2.3 Методология учета и выделения основных возбудителей болезней пшеницы
2.4. Комплекс методик, применяемых для учета динамики состояния растений и семян
Глава III Мониторинг болезней разной этиологии яровой и озимой пшеницы в степной зоне Южного Урала
3.1. Вирусные составляющие патологического комплекса
3.1.1 Распространенность вирусных заболеваний
3.1.2 Идентификация видового состава возбудителей 85
3.1.3 Переносчики вирусов 89
3.2 Бактериальные составляющие патологического комплекса
3.2.1 Распространенность бактериальных заболеваний
3.2.2 Определение видового состава патогенных бактерий 99
3.3. Грибные составляющие патологического комплекса
3.3.1 Распространенность грибных заболеваний
3.3.2. Определение наличия генов устойчивости к бурой ржавчине
Глава IV Совершенствование методов выделения и идентификации возбудителей болезней пшеницы
4.1. Вирусы 120
4.1.1. Полевые исследования и методологические предложения по установлению вирусной этиологии
4.1.2. Совершенствование молекулярно-генетического метода выявления вирусной инфекции
4.2. Совершенствование методики выделения и идентификации бактериозов пшеницы
4.3. Грибные возбудители болезней 142
4.4. Совершенствование методики маршрутных обследований
Глава V Реализация элементов систем защиты пшеницы от болезней
5.1. Использование устойчивых к болезням сортов пшеницы
5.1.1. Лабораторная и полевая оценка устойчивости сортов для защиты яровой пшеницы от болезней
5.1.2. Системный статистический анализ ресурсного потенциала сортообразцов озимой пшеницы
5.1.3 Устойчивость сортов пшеницы к вирусным и бактериальным патогенам
5.1.4. Моделирование и прогноз эффективного производства зерна пшеницы в условиях степной зоны Южного Урала
5.2. Оптимизация схем применения инсектицидов 186
5.3. Способы снижения патогенного прессинга на пшеницу
5.3.1. Сокращение активного периода распространения вирусов
5.3.2. Средства снижения распространенности бактериоза (X. translucens)
5.4. Эффективность протравителей семян и фунгицидов в защите от болезней пшеницы в зональных и ландшафтных условиях степной зоны Южного Урала
5.4.1 Применение препаратов от болезней яровой пшеницы
5.4.2 Эффективность защиты яровой пшеницы и повышения бактериальной активности почвы
5.4.3. Эффективность применения фунгицидов в зональных условиях степной зоны Южного Урала
5.4.4. Эффективность защиты яровой и озимой пшеницы в раз-ноландшафтных условиях степной зоны Южного Урала
5.5. Экономическая эффективность систем защиты яровой и озимой пшеницы
Выводы 241
Рекомендации производству 245
Библиографический список 246
Приложения 288
- Фитосанитарное состояние агроценозов пшеницы
- Идентификация видового состава возбудителей
- Грибные возбудители болезней
- Оптимизация схем применения инсектицидов
Введение к работе
Актуальность проблемы. Зерновое производство является стратегическим в резко континентальных условиях Южного Урала. В обеспечении качественным зерном Оренбургская область занимает ведущее место, поскольку в удельном весе закупок зерна в РФ 10% и более приходится на ее долю, а, например, твердой пшеницы область производит до 80% от всей экспортируемой из РФ в отдельные годы (Насыбулин, 2006; Крючков, 2008). При этом среднемноголетняя урожайность зерновых составляет 14,0 ц/га, а выход зерна за последние годы - 5,3 ц/га (Росстат, 2012). Низкая реализация потенциальной продуктивности растений является следствием нестабильного фитосанитарного состояния посевов, только вирусы могут снижать урожайность на 70% и более (Жученко, 2000; Захаренко, 2002, 2007; Шпаар и др., 2006; Долженко, Захаренко, 2011). Поэтому актуально проведение изысканий повышения сборов зерна и рентабельности его производства.
Современные концепции защиты растений от вредных организмов, включая возбудителей болезней, предусматривают управление фитосанитарным состоянием агроэкосистем, научно обоснованными интегрированными системами защиты, основанными на достоверной их идентификации и мониторинге (Танский и др., 2002; Бурт и др., 2006; Павлюшин, Танский, 2006; Вострецова, Брагина, 2009, Соколов, 2010).
В развитие комплексной защиты агроценозов пшеницы на черноземах южных Южного Урала существенный вклад внесли Л.Г. Погорелова (1965-1974), В.П. Лухменев (1970-2013), В.А. Немков (1985-1987), Н.С. Чугунова (1998-2001), на черноземах обыкновенных - А.А. Соловых (2006-2013). Однако, детального, всестороннего анализа причин неудовлетворительного фитосанитарного состояния посевов пшеницы в условиях агроландшафтов степной зоны Южного Урала не проводили. Требуется разноплановое совершенствование методов, средств и систем защиты пшеницы в патосистемах с учетом новых и доминирующих возбудителей, а также особенностей агроландшафтов региона.
Цель: научное обоснование и разработка систем защиты озимой и яровой пшеницы от болезней в степной зоне Южного Урала, обеспечивающих стабилизацию фитосанитарного состояния агроценозов.
Задачи исследований:
1. По проблеме оценки фитосанитарного состояния агроценозов и семенного материала:
- уточнить видовой состав, распространенность и вредоносность возбудителей болезней в посевах пшеницы и семенном материале;
- совершенствовать элементы мониторинга, диагностики и идентификации возбудителей болезней разной этиологии.
2. По проблеме использования устойчивых сортов и здорового семенного материала:
- провести скрининг перспективных и коллекционных сортов яровой и озимой пшеницы на зараженность вирусными, грибными, бактериальными составляющими патогенного комплекса;
- выявить устойчивые к доминирующим патогенам сорта, перспективные для производства в регионе, а также для селекционной работы;
- оценить влияние зараженности семян на урожайность пшеницы.
3. По проблемам разработки эффективных систем защиты пшеницы от фитопатогенного комплекса:
- усовершенствовать системы защиты, обеспечивающие эффективность производства пшеницы с учетом устойчивости сортов, исходного качества семян, сроков посева, оптимизированных схем применения пестицидов, почвенных и климатических условий;
- оптимизировать химический метод защиты за счет создания и внедрения новых средств и совершенствования применения комбинаций и способов внесения пестицидов;
- провести системный статистический и экономический анализ предложенных для степной зоны Южного Урала элементов систем защиты яровой и озимой пшеницы.
Основные положения, выносимые на защиту. 1. Современный патокомплекс в семенных фондах и агроценозах озимой и яровой пшеницы, распространенность и вредоносность новых и доминирующих видов в мезоформах агроландшафтов степной зоны Южного Урала.
2. Усовершенствованная методология мониторинга патосистем пшеницы и идентификации возбудителей.
3. Использование системного статистического анализа для оценки ресурсного потенциала сортообразцов пшеницы под влиянием фитопатогенного комплекса.
4. Особенности условий агроландшафтов, устойчивость сортов, усовершенствованный мониторинг фитосанитарного состояния семян и посевов, новые средства и оптимизированные схемы применения пестицидов и агрохимикатов - как основа систем интегрированной защиты пшеницы в степной зоне Южного Урала.
Научная новизна. Впервые в различных агроландшафтах степной зоны Южного Урала уточнен состав патокомплекса озимой и яровой пшеницы, его динамика и вредоносность. В вирусной составляющей патокомплекса впервые идентифицированы вирус полосатой мозаики пшеницы (Wheat streak mosaic virus, WSMV) и почвообитающий вирус мозаики пшеницы (Soil-borne wheat mosaic virus, SbWMV), последний является новым для региона. Приоритетно сделано нозологическое описание бактериоза пшеницы (Xanthomonas translucens pv. translucens (Jones et al. Dye.) в регионе; усовершенствован способ выявления возбудителя.
Разработан программный модуль прогнозирования развития бактериоза и корневых гнилей для агроценозов пшеницы (свидетельства государственной регистрации №2011618840, №2011618841).
Оптимизирована методология определения зараженности семян патогенным комплексом микроорганизмов с учетом модификации шкал, режимов температуры и кислотности.
Дано агробиологическое и экономическое обоснование систем интегрированной защиты пшеницы от болезней в степной зоне Южного Урала и усовершенствованы их элементы, включающие контроль фитосанитарного состояния семян и агроценоза, выявленные устойчивые к доминирующим патогенам сортообразцы, оптимизацию сроков сева, схем применения пестицидов с учетом ландшафтных условий.
Разработан, зарегистрирован и внедрен новый протравитель на основе тирама и комплекса антистрессовых, адаптационных и иммуномодулирующих веществ - ТМТД-плюс, КС (400 г в 1 л) для защиты яровой пшеницы и других культур от болезней (патент на изобретение №2454057).
Выполнен системный статистический анализ ресурсного потенциала 154 сортообразцов озимой пшеницы при воздействии патогенного комплекса, выявлено из них 10 перспективных для производства и селекции (на 4 получено подтверждение в полевых опытах).
Практическая ценность и реализация результатов исследований. Установлена вредоносность доминирующих грибных, бактериальных и вирусных составляющих фитопатогенного комплекса пшеницы по агроландшафтам региона. Разработаны программы на языке Visual Basic Script + DHTML прогноза бактериоза и корневой гнили яровой пшеницы, созданы 4 прогностические модели продуктивности пшеницы и качества ее зерна.
Выявлены перспективные сортообразцы яровой и озимой пшеницы, высокопродуктивные и устойчивые к комплексу болезней.
Производство разработанного препарата ТМТД-плюс, КС в 2012 г. превысило 140 т.
На площади более 1,0 тыс. га внедрены усовершенствованные для мезоформ агроландшафтов степной зоны системы интегрированной защиты пшеницы на основе оптимизированных схем мониторинга патосистем, средств и способов химической защиты, выделенных устойчивых сортов. Дополнительная прибыль от их внедрения составила более 10 млн. руб. (подтверждено 7 актами внедрения).
В обучающих и научно-производственных процессах ОГАУ, ОГПУ, ОГУ, ВНИИМС используются результаты исследований по усовершенствованию методологии фитоэкспертизы семян, мониторинга патогенных комплексов и разработанных систем защиты в агроценозах яровой и озимой пшеницы.
Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены на 14 международных научно-практических конференциях (Оренбург, 2007, 2011; Троицк, 2006; Чебоксары, 2006, 2009; Саратов, 2007, 2008, 2009; Москва, 2007, 2008, 2009; Орел, 2008; Гродно, 2010; Минск, 2010); всероссийских и международной выставках, получены 1 золотая и 2 серебряные медали («Золотая осень» и «Chicken King»).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 64 работы, из них 24 статьи в журналах рекомендованных ВАК, монография, рекомендации; получены патент, 2 свидетельства о государственной регистрации программ ЭВМ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 336 страницах, состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, рекомендаций производству, включает 57 таблиц, 64 рисунка, 34 приложения. Список литературы состоит из 413 наименований, в т.ч. 71 иностранных.
Фитосанитарное состояние агроценозов пшеницы
Начиная с 1990 г., в большинстве регионов РФ наблюдается обострение фитосанитарной обстановки, сопровождающееся значительными потерями урожая: на зерновых - до 36%, на подсолнечнике – до 62, на картофеле – до 54% (Захаренко, 2007). Резкое падение годовых объемов защитных мероприятий с 75 млн. га до 10-15 млн. га в 1995-2000 гг. способствовало интенсивному накоплению фитопатогенов, сорных растений и фитофагов с максимальным размахом внутривидовой изменчивости (Масловский и др., 1991; Чулкина и др., 2000; Андросова, Садковский, 2000; Кислов, Каракулев, 2006; Колинко, 2007;Баздырев и др., 2010).
В условиях Оренбургской области в конце 90-х гг. произошло снижение объема защитных мероприятий от вредных организмов в 4-е раза в сравнении с 1990-1991 гг. Устрашающая динамика отслеживается после падения уровня защитных мероприятий по всем видам вредителей, что привело к наращиванию их количества, превышающего разные виды пороговой, экологической, экономической и др. численности. Эти проблемы приходилось решать применением инсектицидов, и в сравнении с 1990-1991 гг. количество обрабатываемых площадей возросло в 2,0 и более раз (Глинушкин, 2009). Выявлена за 4 года динамика, показывающая снижение защитных мероприятий против вредителей, на основании чего было высказано предположение о последующей их вспышке. Можно отметить, что эти прогнозы оправдались. Прогнозы Россельхозцентра по Оренбургской области были подобными, но не брали в расчет бактериальные и вирусные патокомплексы.
Производственниками выдвигались разные причины, оправдывающие снижение защитных мероприятий после 1990 г.: от низких закупочных цен на произведенную продукцию, до кризисной ситуации после распада СССР и последующих преобразований, которые не могли не отразиться на сельскохозяйственном производстве. Исследователи отмечают дополнительно еще несколько причин: ограниченность фактического ассортимента средств защиты растений; отход от систем интегрированной защиты профильных сельскохозяйственных культур, что в конечном итоге привело к появлению 54 резистентных популяций фитофагов, фитопатогенов и сорняков. Сюда же многие исследователи относят и «сортовой дефицит» (Сухоруков и др., 2007; Теняева, 2007; Тимошен-кова, Самуилов, 2010, 2012).
Эффективность применения пестицидов и БАВ нередко зависит от прогноза и реального проявления вредных организмов по годам, т.е. играет роль своевременная ориентация на возможное проявление вредителей выше пороговых значений (Титов, 2001; Белкина, Савченко, 2009; Титков и др., 2009; Тихонов, 2009). Специалисты станции защиты растений Оренбургской области, переименованной сейчас в Россельхозцентр, практически ежегодно отмечают увеличение проводимых защитных мероприятий от вредителей, по сравнению с планируемыми. Но и этих обработок недостаточно, что приведет, скорее всего, к массовому распространению и размножению вредителей.
В условиях Оренбургской области за последние 8 лет защитные мероприятия с применением инсектицидов направлены, в основном, против клопа вредная черепашка и хлебного жука, что ориентировано в первую очередь на защиту качества урожая пшеницы, т.к. пораженное ими зерно не может дать муку, из которой можно испечь хлеб. В 2008 и 2011 гг. против этих жуков проведены самые массовые обработки; в 2012 году объем защитных мероприятий с применением инсектицидов сократился более чем в 2 раза по сравнению с 2004 годом.
Налицо перенасыщение агроценозов вредоносными объектами с высоким уровенем комплексной вредоносности. И здесь уместно говорить о необходимости фитосанитарного оздоровления агроэкосистем, которое должно быть системным, многосторонним и многолетним с одновременным решением природоохранных проблем. Фитосанитарная дестабилизация в Оренбургской области, как и в целом по России, имеет системный характер, возможно, связанный с теми негативными процессами, которые наблюдаются в изменении систем земледелия (снижении объемов защитных мероприятий, удобрений, агротехнических приемов, сортов и т.д.) (Кислов, 2006; Орлова, 2006; Баздырев, 2007; Дауле-тов и др., 2009; Гурский, Коптева, 2009; Кузнецов и др., 2009).
Отсутствие научно обоснованных севооборотов, их грубые нарушения сыграли важную роль в ухудшении фитосанитарного состояния пшеницы, привели к накоплению высокой численности патогенов и их большему видовому разнообразию (Кислов, Каракулев, 2006; Баздырев, 2007).
Актуальной задачей является разработка и внедрение современных фи-тосанитарных технологий, которые стабилизируют ситуацию по защите растений. Необходим дифференцированный подход в разработке систем защиты основных культур (зерновых, картофеля, подсолнечника, садов) применительно к разным группам сельскохозяйственных предприятий, имея в виду разные системы землепользования (адаптивно-ландшафтная, интенсивная, экстенсивная). А минимализация защитных технологий оборачивается фито-санитарной проблемой (Ален, 1985; Вьюгина и др., 2007; Гаврилов и др., 2007; Кирюшин, Иванов, 2007; Арланцева, 2008; Джубатырова и др., 2009).
Большая часть хозяйств в стране в силу экономического кризиса и других причин использует экстенсивные системы землепользования. В РФ и в частности в Оренбургской области снижение применения инсектицидов, нарушение севооборотов, минерального питания, на зерновых культурах означает невыполнение обязательных технологических мероприятий. В этих условиях, по мнению В.А. Павлюшина (2006), актуально разрабатывать малозатратные системы защитных мероприятий на главнейших сельскохозяйственных культурах.
Современное состояние сельскохозяйственного производства характеризуется неустойчивым развитием растениеводства. К числу основных причин этого явления академик А.А.Жученко (2000) относит уменьшение биологического разнообразия и рост генетической уязвимости экосистем, а так же эффекты «пестицидного бумеранга» и «эволюционного танца» в системе хозяин - паразит. То есть, неблагополучное фитосанитарное состояние посевов сельскохозяйственных культур является в данном случае одним из важнейших факторов снижения урожая, его качества и, в конечном счете, экономической эффективности производства.
Подтверждением тому является множество фактов, как за рубежом, так и в нашей стране (Шпаар и др., 2008). Так, в 1953-1954 гг. в Северной Америке раса 15В стеблевой ржавчины привела к уничтожению около 70% посевов яровой пшеницы, в результате общие потери валового сбора зерна составили 25%. Подобное произошло в США в 1968 г. с посевами сорго из-за массового повреждения их злаковой тлей, а также в 1970 г. - с посевами кукурузы, урожайность которой в результате поражения гельминтоспориозом была снижена на 50%, в отдельных штатах потери стремились к 100%, а ущерб составил 1 млрд. долларов (Ullstrup, 1972).
В России, начиная с 1993 г., ежегодно собирается от 48 до 99 млн. т зерна, из них теряется только от болезней - 15-25%. Потенциальные же потери урожая, на примере Орловской области, при средних значениях интенсивности развития болезней, численности вредителей и засоренности посевов зерновых колосовых культур достигают 1,2-1,4 т/га или в пересчете на всю площадь посевов (789,1 тыс. га) - около 1,0 млн. т. В денежном выражении это превышает 1,5 млрд. руб., а с учетом недобора качества зерна достигает 2,0 млрд. руб. (Санин, 2006).
В масштабах России установлена закономерность, что в годы с высоким валовым сбором зерна наблюдаются и наибольшие его потери от вредителей и болезней. За 19-20 последних лет максимальные урожаи зерна в России (99,1 млн. т; 88,0 и 86,5 млн. т) были соответственно получены в 1993, 1997 и 2002 гг., когда были отмечены и наибольшие его потери (24,3 млн. т; 20,6; 14,7 млн. т). Наоборот, в годы (1995, 1998, 1999) с низким сбором урожая зерна (63,5 млн. т; 47,9; 54,7 млн. т, соответственно), ущерб был минимальным (12,2 млн. т; 8,5; 10,1 млн. т) (Санин, 2006).
Наиболее опасными и распространенными болезнями зерновых, как известно, являются разные виды ржавчины, корневые гнили, септориозы, головневые, снежная плесень, мучнистая роса. На их долю приходится до 75% потерь урожая. Эти болезни в той или иной степени представлены во всех регионах России. Потери урожая от них в 2002 г. составили в Краснодарском крае около 200 тыс. т, Ростове-на-Дону и Ставрополе - около 300 тыс. т.
Идентификация видового состава возбудителей
Визуальная иммунологическая оценка сортообразцов часто некорректна из-за схожести вирусных симптомов с другими поражениями и из-за латентного характера инфекции, поэтому, несомненно, нужна в дополнение более точная диагностика вирусов и их штаммов (Жола, 1970; Маркелова и др., 2012).
Изучение и идентификацию вирусов проводят разными методами - аг-роэкологического мониторинга, индикаторного анализа, световой и электронной микроскопии, иммунофлуоресценции, иммуноферментного анализа (ИФА), диск-электрофореза, обратной полимеразной цепной реакции (ПЦР), атомно-абсорбционной спектроскопии, индукции флуоресценции, электропроводности и полной лазерной мюллер-поляриметрии (Поливанова, 1985; Бойко, 1990 б; Власов и др., 1992; Ерохина, 1995; Амбросова и др. 1996; Бе-лошапкина и др., 2001; Mishchenko, 2003; Василивецкая и др., 2007; Матвеева и др., 2006, 2008; Волков и др., 2011). Из них наиболее часто используют для идентификации и массовой диагностики вирусных возбудителей молекулярный (ПЦР) и серологический (ИФА) методы (Чирков, 2009; Можаева, 2011).
Как уже было отмечено в главе 1, по степной зоне Южного Урала подробные и полные сведения о распространенности вирусных болезней начали появляться только в последнем десятилетии (Лухменев и др., 2008, 2009; Глинушкин, 2009). А первые данные о вирозах в условиях региона представлены Г.М. Развязкиной в 1965 г. по вирусу штриховатой мозаики ячменя (Самарская область). Впоследствии Т.С. Маркеловой с соавторами (2009, 2012) в Саратовской области проведены были учеты распространенности мозаики костреца безостого, красной полосатости сорго, русской мозаики озимой пшеницы, карликовости пшеницы, закукливания овса, полосатой мозаики пшеницы, желтой карликовости ячменя. В.В. Глуховцевым (2011) в Самарской области визуально выявлена желтая карликовость ячменя.
В 2008 году В.П. Лухменевым с соавторами (2008; 2009) методом молекулярной диагностики (ОТ-ПЦР) было подтверждено присутствие на растениях озимой пшеницы, ржи и ячменя с опытного поля ОГАУ, ЗАО «Маяк» Соль-Илецкого района и КФХ «Старцева» Сакмарского района вируса желтой карликовости ячменя (Barley Yellow Dwarf Virus). Выявлены штаммы BYDV-RPV, BYDV-RMV.
Мы изучали этиологию заболеваний озимой и яровой пшеницы в разных ландшафтных и технологических условиях, начиная с 2005 года, визуально выявляя растения с вирусной симптоматикой: угнетение роста, хлороз, крапчатость, штриховатость, деформация, пожелтение жилок, реже некроти-зация листьев, с учетом характера расположения растений в посеве и наличия насекомых переносчиков. Данные мониторинга представлены в Главе 5, в табл. 34 и рис. 51. Впоследствии провели подтверждение заражения растений с такой симптоматикой вирусами с помощью методов инструментальной диагностики.
Для идентификации вирусов мы применили метод ОТ-ПЦР, который достоверно подтвердил наличие двух вирусов на озимой пшенице на сортах Оренбургская 105 и Колос Оренбуржья (рис. 9). Эти специализированные исследования, нацеленные на идентификацию вирусных инфекций злаков в степной зоне Южного Урала, позволили выделить ранее не обнаруживаемые вирус полосатой мозаики пшеницы (WSMV) и почвообитающий вирус мозаики пшеницы (SBWMV).
Вирус полосатой мозаики пшеницы (WSMV) сохраняется в соке 4-8 дней при температуре 20 оС, поэтому может передаваться контактно-механическим способом (Мищенко и др., 1992; Атабеков и др., 1996; Мищенко, 2004). Его растениями-хозяевами являются практически все растения семейства мятликовых, включая пшеницу, рожь, тритикале, ячмень, овес, многолетние луговые, дикие злаки, а также кукурузу; многие культурные и сорные растения семейства маревых. Циркуляция вируса в природе осуществляется посредством клещей (Aceria tulipae и др.), имеются данные о его распространении механически соком от больных растений (Юхименко, 2000).
Хотя вирус полосатой мозаики пшеницы в южных районах России был обнаружен более 50 лет назад, до недавнего времени считалось, что для этого вируса очень мала вероятность передачи семенами, однако эти сведения частично не подтверждаются в последние годы, как у нас, так и за рубежом (Rott, Jelkman, 2001; Можаева, 2011).
В растениях сорта Оренбургская 105 (рис. 9 Б) детектирован почвооби-тающий вирус мозаики пшеницы (SBWMV), переносчиком которого является грибоподобный микроорганизм отдела Plasmodiophoromycota - Polymyxa graminis. Хотя этот переносчик широко распространен, он не является патогеном на зерновых культурах. Особенность этого микроорганизма в том, что он одновременно является и переносчиком и основным резерватором вируса. Зооспоры его, двигаясь по почвенной влаге, заселяют корни зерновых, а покоящиеся споры (цисты) сохраняющиеся в почве более 20 лет, сохраняют и вирусы. Поэтому севооборот в данном случае не даст защитного эффекта. Покоящиеся споры псевдогриба очень устойчивы как к низким температурам зимой, так и к повышенным температурам в летний период, они могут сохраняться в глубоких слоях почвы. Наличие в инфекционном цикле зооспор способствует тому, что P. graminis меньше приурочен к легким и сухим почвам, поэтому ниже опасность вирусной инфекции в засушливый период. Возможно, по этой причине в засушливый 2010 год проявление вирусных симптомов на пшенице отмечалось в меньших количествах (таблица 4).
К растениям-хозяевам вируса относятся пшеница, рожь, тритикале и большое количество растений-хозяев среди луговых и диких злаков. Для данного вируса характерно, что при низких положительных температурах его концентрация в тканях растений выше, симптомы более четкие и пораженные растения хуже перезимовывают. Это факт является причиной того, что озимые культуры сильно страдают, а яровые весной уходят от сильного поражения.
Грибные возбудители болезней
Для проверки предлагаемой методики оценки зараженности семян микозами использовали семена, подготовленные в КФХ «Галина» Ташлинского района Оренбургской области. Делали макроскопический анализ семян с удалением всей неорганической и органической примеси. Затем определяли исходную зараженность, используя семена той же пробы, отсчитывая 400 семян подряд без выбора. Дезинфицировали семена перед проращиванием в течение 5 минут 0,5% раствором KMnO4 и промывали в прокипяченной воде. Затем семена раскладывали по 100 штук в 4-х повторениях на фильтровальную бумагу, помещенную в растильни.
Через 7 дней прорастания в термостате делали оценку рода возбудителя (визуально и микроскопически) и степени пораженности семян на основании стандартной принятой в регионе 4-х балльной шкалы (Наумова, 1951) для фузариозной и обыкновенной корневой гнили, которую мы стали использовать, не только для названных двух, а всех определяемых возбудителей на семенах по следующим показателям:
Fusarium sp.: 1 балл - наличие налета грибницы фузариума на зерновке нормального проростка; 2 балла - побурение колеоптиля, корешков и наличие грибницы; 3 балла - внутреннее загнивание основания стебелька, закручивание, ненормальные проростки с побурением тканей; 4 балла - наличие налета грибницы бело-розового цвета на не проросших семенах;
B. sorokiniana: 1 балл - наличие почернения оболочки зерновки с нормальным проростком; 2 балла - наличие почернения или налета на оболочке семени или зародышевых органах (корешках, колеоптиле, эпикотиле, стебле) с общим поражением или угнетением органов до 50%; 3 балла - внутреннее загнивание основания стебля, корней, закручивание, ненормальные проростки с побурением тканей или образованием некротических пятен (язв) коричневого цвета с общим поражением или угнетением органов более 50%; 4 балла - не проросшие семена или с ненормальными проростками (длиной не более 1 см колеоптиля, стебля или корней), покрытые черным налетом;
Alternaria sp.: 1 балл - наличие опушения и изменения окраски, в основном, в светло-серый цвет на зерновке нормального проростка; 2 балла -наличие характерного цвета опушения и пятен на колеоптиле, стебле или корешках при угнетении не более 50%; 3 балла - наличие характерного цвета опушения и пятен на колеоптиле, стебле или корешках при угнетении более 50%; 4 балла - не проросшие или проросшие (длиной не более 1 см колеоптиля, стебля или корней) с характерными признаками мицелия;
Penicillium sp.: 1 балл - наличие опушения в массе зеленоватого цвета на зерновке нормального проростка; 2 балла - наличие опушения в массе зеленоватого цвета с небольшими искривлениями или угнетением колеоптиля, стебля или корешков не более 50%; 3 балла - наличие опушения в массе зеленоватого цвета с искривлениями или угнетением колеоптиля, стебля или корешков более 50%; 4 балла - не проросшие или проросшие (длиной не более 1 см колеоптиля, стебля или корней) с характерными признаками мицелия.
Оценку семян, пораженных 2-я и более возбудителями, проводили также по 4-х балльной шкале. Распространенность (зараженность) рассчитывали в процентах, деля число зараженных на общее количество семян и умножая на 100.
Для более эффективной оценки методики все партии семян в период проверки закладывали в двух термостатах с сохранением 6-х повторений по 100 семян в каждой пробе.
Методика фитоэкспертизы семян с использованием модифицированной шкалы применяли как в научных, так и в производственных целях. Например, принимали конкретное решение о выборе протравителя или композиции из нескольких химических и биологических препаратов, в других случаях делали вывод о необходимости вывода семян из семенного фонда.
Использование этой усовершенствованной методики позволило также проводить сравнительную оценку качества семян разных сортов пшеницы на устойчивость к корневым гнилям. Так, в условиях КФХ «Галина» она была использована при оценке нового сорта яровой пшеницы Белянка, наравне с другими общепринятыми показателями (рис. 42).
В результате мы смогли выявить сорт более перспективный для производства, чем другие из-за устойчивости к поражению семян патогенными грибами. На основании полученных данных в КФХ «Галина» по нашим рекомендациям осуществлена сортосмена с внедрением этого сорта. Н.П. Часовских (2007) отмечает, что в Оренбургской области возросло количество сортов возделываемых, но не включенных в Госреестр по Оренбургской области, что в большинстве случаев отрицательно сказывается на урожайности культур. Так за 2001-2006 гг. в области возделывалось только учтенных 133-167 сортов основных зерновых и зернобобовых культур, из них включенных в Госреестр по Оренбургской области только 51-55 сортов.
Оптимизация схем применения инсектицидов
Основу распространения большинства вирусов составляют насекомые-переносчики. Благодаря пологому рельефу степных районов Оренбуржья (приложение 1), повышение весенних температур способствовало выровненному заселению растений насекомыми, и соответственно, планомерному распространению вирусной инфекции (Приложение 3). Подобное распределение, в отличие от холмистых, склоновых земель дает больший вариант для планирования, прогнозирования и проведения защитных мероприятий пшеницы.
Проведенный анализ научной литературы показал перспективность разработок ученых-энтомологов (Исмухаметов, 2012; Болдырев и др., 2012), которые предлагали использование пестицидов полосным методом, через определенное расстояние чередуя полосы обработанные инсектицидами и необработанные. Более поздние практические результаты не всегда показывали высокую эффективность такого способа защиты от вредных насекомых, в. т.ч. переносчиков вирусов.
Нами ранее были предложены оптимизированные приемы применения инсектицидов способом опрыскивания посевов зерновых в один-два прохода агрегата (Глинушкин, 2009), рисунок 51, табл. 34.
Не во всех предлагаемых вариантах происходило существенное увеличение урожайности на яровой пшенице. Последующие наблюдения и практические исследования позволили скорректировать данные рекомендации. Для повышения эффективности применения инсектицидов и инсекто-акарицидов при высокой численности.
От сосущих вредителей особенно на озимой пшенице лучше применять пестициды тройным кольцом вокруг массива пшеничного посева. В случае массового отрождения (или) лета саранчовых следует применять баковые смеси инсектицидов контактно-кишечного и системного действия (например, группы синтетических пиретроидов и неоникотиноидов), одновременно увеличивать ширину всех полос краевой обработки. В случаях осеннего потепления и активизации переносчиков на озимых с осени желательно применять системные препараты (с продолжительным или расчетным периодом защитного действия). Эти схемы применения пестицидов, реализованные на производственных посевах позволи остановить переносчиков, не дав нанести косвенный и прямой ущерб основному пшеничному массиву.
Предложенное и апробированное совмещение обработанных и необработанных полос поля позволило сократить обрабатываемую площадь без потери эффективности защитного мероприятия на 77,44-88,36%.
Подобное сокращение было возможным за счет обоснованного уменьшения обрабатываемой площади путем применения разовой обработки препаратами полосы поля шириной 15 м, с последующим пропуском необработанной полосы тоже в 15 м и последующей обработкой инсектицидом еще 1 полосы (рис. 51).
Испытана эффективность трех вариантов инновационных совмещений: М - шириной 15 м, С - шириной 30 м, и Б - шириной 45 м, результаты показаны в табл.34. Было взято модельное поле размером 100 га правильной формы (квадрата) и рассчитано количество инсектицида при совмещении полосного и краевого метода применения по сравнению со сплошным. Впоследствии результаты были подтверждены на полях размером от 107 до 360 га.
Теоретические расчеты показали, что при применении краевой защиты (с шириной обработки 250 м) на поле в 100 га, реальная площадь сокращается до 75 га (25%), а предложенное инновационное совмещение позволяет сократить обрабатываемую площадь на 77,44 - 88,36%.
Большое значение имел и выбор пестицида, который влиял на величину условной дозы. Так, при взятии за эталон препарата Актеллик, условная доза при применении Актары снижалась на 70,0%, а Карате Зеон - на 97,5% (Глинушкин, 2009).
В КФХ «Галина» и ССПОЖС ПоК «Весна» Ташлинского района Оренбургской области внедрен и применяется способ краевой полосной защиты при применении инсектицида Актара, ВДГ для обработки семян. Сейчас зарегистрирован в «Списке пестицидов и …» для этих целей препарат Круйзер, КС, который и применяют хозяйства по разработанной нами схеме. Применение тиаметоксама позволяет до 40 дней с момента посева защищать растения пшеницы от потенциальных переносчиков вирусов; затем применяется двукратно Карате Зеон, КС, также в виде краевой полосной защиты (Рис. 52).
