Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 6
Глава 1. ФУЗАРИОЗ КОЛОСА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ (обзор литературы) 14
1.1. Мониторинг распространения грибов рода Fusarium - возбудителей фузариоза колоса 14
1.2. Географическое распространение Fusarium graminearum Schwabe 18
1.3. Биологические особенности Fusarium graminearum, симтомы фузариоза колоса, источники инфекции и его вредоносность 23
1.4. Состояние исследований и возможности селекции пшеницы на устойчивость к фузариозу колоса 40
1.4.1. Методы создания искусственных инфекционных фонов 40
1.4.2. Методы оценки фузариозоустойчивости 44
1.4.3. Полиморфизм пшеницы по устойчивости к фузариозу колоса 47
1.4.4. Типы устойчивости к фузариозу колоса и механизмы защиты растений 55
1.4.5. Наследование устойчивости к фузариозу колоса 63
1.4.6. Методы селекции сортов, устойчивых к фузариозу колоса 65
1.5. Агротехнические приемы, способствующие снижению развития фузариоза колоса 71
1.6. Эффективность фунгицидов в борьбе с фузариозом колоса 82
Глава 2. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ, МАТЕРИАЛ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 87
2.1. Почвенно-климатические условия проведения исследований 87
2.2. Материал и методика исследований 105
2.2.1. Материал исследований 105
2.2.2. Выделение возбудителей в чистую культуру 121
2.2.3. Идентификация грибов рода Fusarium 122
2.2.4. Изучение культурально-морфологических признаков изолятов Fusarium graminearum 123
2.2.5. Определение фитотоксичности изолятов и их паразитической активности 124
2.2.6. Наработка инфекционного материала и подготовка инокулюма 124
2.2.7. Методы инокуляции 127
2.2.8. Учет степени поражения 131
Глава 3. НЕКОТОРЫЕ БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ВОЗБУДИТЕЛЯ ФУЗАРИОЗА КОЛОСА ПШЕНИЦЫ ГРИБА FUSARIUM GRAMINEARUM SCHW ABE 135
3.1. Ретроспектива и проспектива видового состава возбудителей фузариоза колоса пшеницы в Краснодарском крае 135
3.1.1. Роль предшественников в развитии фузариоза колоса 144
3.2. Культурально-морфологические особенности изолятов Fusarium graminearum 147
3.3. Изучение патогенности изолятов Fusarium graminearum 149
3.4. Количество генераций и споропродуктивность Fusarium graminearum в течение вегетации озимой пшеницы 153
Глава 4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА УСТОЙЧИВОСТЬ К ФУЗАРИОЗУ КОЛОСА 159
4.1. Сроки и способы инокуляции 159
4.2. Формы инокулюма и инфекционные нагрузки 166
4.3. Методы оценок устойчивости и критерии отбора устойчивых генотипов 180
4.4. Оценка вредоносности фузариоза колоса пшеницы 194
4.4.1. Структура потерь урожая при поражении фузариозом колоса и реакция сортов 196
4.4.2. Снижение качества конечной продукции 204
4.4.3.Биологическая эффективность фунгицидов против фузариоза колоса 217
Глава 5. ПОИСК ДОНОРОВ И ИСТОЧНИКОВ УСТОЙЧИВОСТИ ПШЕНИЦЫ К ФУЗАРИОЗУ КОЛОСА И ВОВЛЕЧЕНИЕ ИХ В СЕЛЕКЦИОННУЮ ПРОГРАММУ 223
5.1. Хозяйственно-ценные признаки доноров устойчивости и вовлечение доноров и источников устойчивости в селекционные программы 224
5.2. Наследование устойчивости к фузариозу колоса у гибридов Fi 239
5.3. Наследование устойчивости к фузариозу колоса у гибридов F2 250
5.4. Формообразовательный процесс в гибридных популяциях F2 257
Глава 6. ИММУНОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ СЕЛЕКЦИОННОЙ МОДЕЛИ СОРТА 290
6.1. Механизмы устойчивости растений пшеницы к фузариозу колоса 290
6.2. Взаимосвязь устойчивости к фузариозу колоса с некоторыми хозяйственно ценными признаками 294
6.3. Полиморфизм сортов и линий пшеницы по устойчивости к фузариозу колоса 306
6.4. Модель фузариозоустойчивого сорта пшеницы северокавказского экотипаи ее реализация 331
Глава 7. МОЗАИКА СОРТОВ КАК МЕТОД УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЗА ФИТОПАТОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИЕЙ В АГРОЦЕНОЗАХ ПШЕНИЦЫ 341
7.1. Роль сортосмены в стабилизации фитосанитарной обстановки в условиях адаптивного сельскохозяйственного производства 341
7.2. Издержки монополии генетически однородных сортов 354
7.3. Фитопатологические запреты 363
8. РЕЗУЛЬТАТЫ СЕЛЕКЦИИ НА УСТОЙЧИВОСТЬ К БОЛЕЗНЯМ В КНИИСХ ИМ. П.П. ЛУКЬЯНЕНКО 457
8.1. Основные направления селекции на устойчивость к болезням .457
8.2. Организация искусственных инфекционных и провокационных фонов 460
8.3. Питомники-ловушки в селекции на устойчивость к болезням .468
8.4. Достижения селекции на устойчивость к комплексу болезней 470
8.5. Толерантность и адаптивность в селекции на устойчивость к болезням 482
ВЫВОДЫ 498
ПРЕДЛОЖЕНИЯ СЕЛЕКЦИИ И ПРОИЗВОДСТВУ 503
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 506
ПРИЛОЖЕНИЯ 547
Введение к работе
Зерновое хозяйство Краснодарского края обладает высокой интенсивностью, имея третью по величине посевную площадь озимой пшеницы в Северо-Кавказском регионе. Кубань - это зона максимальных урожаев на фоне самых высоких доз внесения минеральных удобрений в стране. Одновременно ее можно характеризовать как зону с наиболее обостренными агроэколо-гическими противоречиями. С ростом урожайности произошло значительное уплотнение фитоценозов, изменение их микроклимата. Глобальное изменение климата, выражающееся в потеплении и повышении влажности воздуха, деградация почв, дисбаланс минерального питания, негативные антропогенные процессы, такие, как пестицидныи прессинг, увеличение содержания в воздухе сернистого газа, озона, окислов азота, тяжелых металлов - все это ужесточает конкурентные отношения между растениями и патогенами, дестабилизирует и осложняет фитосанитарную обстановку.
На посевах озимой пшеницы в Краснодарском крае постоянную угрозу урожаю представляют листовые болезни (бурая и желтая ржавчина, септори-оз, пиренофороз, мучнистая роса). Прогрессирует развитие головни, вирусных болезней, спорыньи. В отдельные годы широкое распространение получает особо вредоносное заболевание - фузариоз колоса.
Фузариоз колоса пшеницы приводит к недобору 20 - 50% урожая (Соколов, 1992), существенно ухудшает химико-технологические свойства зерна, что отрицательно сказывается на качестве муки - она становится непригодной для хлебопечения. Проблема усугубляется тем, что зерно, пораженное фузариозом, обычно загрязнено дезоксиниваленолом (ДОН) - токсином, образующимся во время поражения патогеном эндосперма развивающегося зерна.
В Краснодарском крае в 1980-х и 1990-х гг. фузариозом колоса поражалось до 70% посевов озимой пшеницы. При этом объем зерна пшеницы, содержащего дезоксиниваленол, возрос с 62 до 100%, а количество образцов, содержащих этот токсин в концентрации, превышающей ПДК, варьировало от 25 до 80,3% (Иващенко и др., 2004). В связи с этим фузариоз колоса внесен в группу особо опасных заболеваний, создающих угрозу возникновения чрезвычайных ситуаций в стране, в отношении которых требуется система общегосударственных защитных мероприятий (Захаренко, 2000).
Создание и внедрение в производство болезнеустойчивых сортов является наиболее быстрым, дешевым и централизованным способом борьбы с заболеваниями озимой пшеницы. Кроме того, создание и возделывание устойчивых сортов исключает необходимость широкого использования пестицидов, что имеет важное значение с точки зрения охраны окружающей среды от загрязнения и разрушения (Жученко, 2001).
Селекция на устойчивость к болезням осуществляется по непрерывной программе, т.к. патогены эволюционируют вместе с хозяином. Многообразие сортов с различной генетической основой устойчивости, частая сортосмена позволяют опережать эволюцию патогена во времени, а ареалы хозяина и паразита ограничить и разделить в пространстве (Беспалова и др., 2001). Фито-санитарной оптимизации состояния посевов способствуют территориальные «маневры» генетическими факторами устойчивости, фитопатологические запреты для восприимчивых сортов, отсутствие сорта - лидера по занимаемой площади и т.д. Таким образом, исследования, направленные на повышение адаптивного потенциала культуры и стабилизацию фитосанитарной ситуации в агроэкосистемах селекционно-иммунологическими методами, являются актуальными.
