Введение к работе
Актуальность темы. Корневые и прикорневые гнили плодовых и ягодных культур до настоящего времени в России являлись наименее исследованными болезнями, поражающими садовые культуры. Это было связано со сложностью их идентификации, отсутствием простых и надежных методов диагностики. Эти болезни наносят существенный ущерб при выращивании посадочного материала, а также могут вызывать выпады на промышленных плантациях, особенно это характерно для земляники и малины. Так выпады зеленых черенков плодовых и ягодных культур от этих патогенов, при их укоренении в теплице, могут достигать 70-80% [Метлицкий, Головин, 1989; Головин, 1994]. Выпады сеянцев плодовых культур в условиях Нечерноземной полосы в отдельные годы достигали 40-50% в условиях открытого грунта, а при выращивании в условиях теплицы – 60-80% [Головин, 1992]. Последние наиболее полные исследования в этом направлении проводились, в основном, на ягодных культурах еще в Советском Союзе [Барбатунова, 1986; Головин, 1990]. Значение этих болезней для плодовых культур в Российской Федерации серьезно не изучалось с 1970-х годов.
Широкая и не контролируемая интродукция декоративных и садовых растений из-за рубежа, имевшая место в 90-х годах XX века, создала возможность завоза новых патогенных видов и расс почвенных микромицетов, ранее не встречавшихся на территории России [Метлицкий и др., 2001]. В связи с этим, возникла необходимость всестороннего мониторинга фитосанитарной ситуации, сложившейся в отечественном садоводстве к началу XXI века. Особенно это касается таких трудно диагностируемых патогенов, как почвенные микромицеты.
Слабая изученность распространенности возбудителей корневых и прикорневых гнилей и их значения для плодовых и ягодных культур в современных условиях России, также не позволяли разработать эффективные системы защиты в борьбе с этими болезнями.
К началу наших исследований были крайне не полно разработаны методы профилактики и защиты в питомниководстве и в промышленных насаждениях плодовых и ягодных культур. Также не было определено значение отдельных возбудителей корневых и прикорневых гнилей для ряда культур, особенно для плодовых.
Цель и задачи исследований. Целью исследований стало изучение видового состава почвенных микромицетов, связанных с корневыми гнилями плодовых и ягодных культур, и научное обоснование и разработка мер борьбы с корневыми и прикорневыми гнилями основных плодовых и ягодных культур в средней полосе России.
В задачи исследований входило:
1. Уточнить видовой состав, распространенность и элементы биоэкологии микромицетов – возбудителей корневых и прикорневых гнилей основных плодовых и ягодных культур.
2. Обобщить и уточнить фитосанитарную значимость и вредоносность микромицетов – основных возбудителей корневых и прикорневых гнилей плодовых и ягодных культур.
3. Отработать применительно к местным условиям методы обнаружения микромицетов – возбудителей корневых и прикорневых гнилей основных плодовых и ягодных культур.
4. Обосновать и разработать концепцию изменения патогенеза почвенных микромицетов на плодовых и ягодных растениях в условиях агроценозов.
5. Обосновать и разработать основные элементы системы защиты плодовых и ягодных культур от корневых и прикорневых гнилей.
Новизна исследований
Впервые в России изучен комплекс почвенных микромицетов – возбудителей корневых и прикорневых гнилей плодовых и ягодных растений. Определены основные патогенные виды, поражающие эти культуры на разных стадиях их выращивания и размножения. Наиболее полно изучен видовой состав почвенных микромицетов на землянике садовой, на которой идентифицировано 52 вида, 10 из них ранее не были зарегистрированы на этой культуре, на территории РФ.
Выявлен ранее не встречавшийся в России возбудитель корневой гнили малины красной оомицет Phytophthora fragariae Hickman var. rubi Wilcox & Duncan, разработаны оригинальные методы его диагностики в растениях и почве, превосходящие по оперативности зарубежные аналоги, рассчитаны уравнения регрессионного прогноза развития фитофторозной корневой гнили. Определены факторы, препятствующие распространению этой болезни в условиях средней полосы России.
Впервые для условий России в насаждениях малины красной выявлен комплекс фитофторовых оомицетов (Phytophthora nicotianae, Ph. citricola, Ph. cactorum, Phytophthora sp.), встречающийся в том или ином видовом соотношении в насаждениях малины средней полосы России и Кабардино-Балкарии.
Установлено снижение вредоносности фитофтороза рожков земляники, связанное в основном со сменой сортимента этой культуры.
Выявлено возрастание вредоносности ризоктониозной корневой и прикорневой гнилей на землянике, а также и на плодовых культурах в первых полях питомника.
Выявлена взаимосвязь между развитием корневых гнилей в питомнике и заражением почвенно-патогенными микромицетами корнесобственных подвоев и сортов косточковых культур в теплице.
Разработаны схемы диагностики основных возбудителей корневых и прикорневых гнилей плодовых и ягодных растений. Разработан метод «модельных черенков» для диагностики зараженности почвы микромицетами – возбудителями гнилей зеленых черенков плодовых и ягодных культур при укоренении их в теплице. На основе этого метода рассчитаны регрессионные уравнения прогноза потерь зеленых черенков крыжовника и косточковых культур от микозных гнилей при укоренении их в условиях теплицы.
Разработана и обоснована концепция изменения патогенеза почвенных микромицетов на плодовых и ягодных культурах в условиях агроценозов, которая основывается на утверждении, что на патогенез почвенных микромицетов оказывают влияние три основных фактора: почвенно-климатический, биологический и антропогенный. Влияние этих факторов может выражаться, как стимулирующем, так и лимитирующем воздействие на патогенез возбудителей корневых и прикорневых гнилей плодовых и ягодных культур.
Разработан эффективный способ защиты от микозных гнилей зеленых черенков косточковых культур при их укоренении в пленочной теплице, с использованием в качестве налипателя для фунгицидов водоэмульсионной краски. Производственное испытание данного метода, примененного совместно с разработанной нами схемой защиты, показало его эффективность, проявившуюся в снижении развития гнилей и повышении укореняемости черенков вишни и сливы в 2-2,5 раза, при увеличении доли выхода стандартных саженцев в 1,5 – 3 раза.
Научно обоснованы и разработаны схемы защитных мероприятий при получении посадочного материала плодовых культур различными методами, направленные против корневых и прикорневых гнилей.
Научно обоснованы и разработаны схемы защитных мероприятий против корневых и прикорневых гнилей, при размножении и выращивании земляники и малины.
Основные положения выносимые на защиту:
-
Видовой состав почвенных микромицетов – возбудителей корневых и прикорневых гнилей плодовых и ягодных культур, их распространенность и вредоносность.
-
Биологическая и экономическая значимость на плодовых и ягодных культурах наиболее распространенных и вредоносных почвенных микромицетов.
-
Научно-обоснованная система мониторинга основных почвенных микромицетов, включающая в себя упрощенные и доступные методы диагностики и элементы прогноза.
-
Концепция изменения патогенеза почвенных микромицетов на плодовых и ягодных растениях в условиях агроценозов.
-
Научно-обоснованная система защитных мероприятий, направленная против возбудителей корневых и прикорневых гнилей в насаждениях плодовых и ягодных культур.
Практическая ценность работы. Выявлен видовой состав, распространенность и вредоносность основных почвенных микромицетов, связанных с корневыми и прикорневыми гнилями плодовых и ягодных культур. Предложена усовершенствованная система мониторинга основных почвенных микромицетов – возбудителей корневых и прикорневых гнилей.
Разработаны простые и доступные методы диагностики почвы на зараженность основными почвенными микромицетами, ассоциирующимися с корневыми и прикорневыми гнилями плодовых и ягодных культур. В том числе, разработан метод диагностики корней и прикорневой почвы малины красной на зараженность карантинным объектом оомицетом Phytophthora fragariae var. rubi, который отличается простотой и экономичностью, а также оперативностью по сравнению с аналогичной зарубежной методикой. Предложенная методика для диагностики данного патогена требует в 3 раза меньше затрат на проведение теста, а также в 4-5 раз оперативней, чем зарубежная аналогичная методика.
Предложена методика прогноза потерь от микозных гнилей зеленых черенков плодовых и ягодных культур от микозных гнилей при укоренении их в грунтовых теплицах в условиях исскуственного тумана, рассчитаны уравнения регрессионного прогноза как общие для нескольких культур, так и индивидуальные для вишни и сливы.
Предложена методика регрессионного прогноза развития фитофторозной корневой гнили малины красной с учетом суммы осадков за апрель май и июнь, точность прогноза составляет 80-88%, в зависимости от используемого уравнения.
Разработан эффективный способ защиты от микозных гнилей зеленых черенков косточковых культур при их укоренении в пленочной теплице, который снижает развитие гнилей и повышает укореняемость черенков вишни и сливы в 2-2,5 раза, при увеличении доли выхода стандартных саженцев в 1,5 – 3 раза.
Разработаны схемы защитных мероприятий в борьбе с корневыми и прикорневыми гнилями плодовых и ягодных культур на разных этапах их выращивания.
Результаты проведенных исследований использованы при составлении 4-х методических указаний (25, 26, 28, 31) по диагностике, прогнозу и борьбе с корневыми и прикорневыми гнилями плодовых и ягодных культур.
Личный вклад автора. Постановка проблемы, цель и задачи исследований и её методологии, экспериментальные работы, анализ и обобщение полученных результатов выполненных автором лично. Отдельные разделы диссертации выполнены в сотрудничестве (доля участия автора не менее 75%) с с.н.с. Т.И. Романченко (ГНУ ВСТИСП) (исследования корневых и прикорневых гнилей плодовых культур в питомниках открытого грунта в 2003-2007 гг.) и с с.н.с. А.Ю. Павловой, н.с. Н.Ю. Джурой (ГНУ ВСТИСП) (испытание средств борьбы с микозными гнилями зеленых черенков плодовых и ягодных культур при их укоренении в теплице в 1992-2008).
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на научно практических и международных конференциях: Регуляторы роста и развития растений (Москва, 1991); Актуальные проблемы развития питомниководства и научное обеспечение отрасли (Москва, 1991); Контроль фитосанитарного состояния сельскохозяйственных культур (Москва, 1994); Паразитарное загрязнение мегаполиса Москвы (Москва, 1994); Регуляторы роста и развития растений (Москва, 1995); Молодые ученые садоводству России (Москва, 1995); Всероссийский съезд по защите растений. Защита растений в условиях реформирования АПК (Санкт Петербург, 1995); Актуальные вопросы теории и практики защиты плодовых и ягодных культур от вредных организмов в условиях многоукладного сельского хозяйства (Москва, 1996); Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями (Москва, 1999); Промышленное производство оздоровленного материала плодовых, ягодных и цветочно-декоративных культур (Москва, 2001); 2-й Всероссийский Съезд по защите растений “Фитосанитарное оздоровление агроэкосистем” (Санкт-Петербург, 2005); Мониторинг и методика исследований в садоводстве в нестабильных экологических условиях (Москва, 2005); Методические аспекты создания прецизионных технологий возделывания плодовых культур и винограда (Краснодар, 2006); Инновационные направления в питомниководстве плодовых культур (Москва, 2007); Инновационные подходы к обеспечению стабильной продуктивности косточковых культур (Москва, 2008); Методы изучения продукционного процесса растений и фитоценозов (Нальчик, 2009); Инновационные направления в селекции и возделывании ягодных культур (Брянск – Кокино, 2009); Инновационные направления и проблемы в защите садовых культур от вредных организмов на современном этапе (Москва, 2010).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 47 печатных работы, из них 17 в рецензируемых научных журналах, одна монография и четыре методических указания (три в соавторстве).
Объём и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 8 глав (64 разделов), выводов и рекомендаций производству, списка использованных источников и 9 приложений.
Материалы диссертации изложены на 412 страницах машинописного текста, содержит 104 таблицы, 29 рисунков, список использованных источников включает 649 наименований, из которых 489 – зарубежная литература.
