Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Экологизация защиты пшеницы от корневой гнили в условиях агроладшафтов с повышенным фоном ионизирующего излучения

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Плотников, Николай Васильевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО КОРНЕВОЙ

ГНИЛИ ПШЕНИЦЫ (Bipolaris sorokmiana Shoem.).

1.1.Защита пшеницы от корневой гнили.

1.2.Физиология и биохимия устойчивости пшеницы к корневой гнили.

Глава 2. ОБЪЕКТЫ, УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1.Яровая мягкая пшеница.

2.2.Корневая гниль пшеницы.

2.3.Условия и место проведения исследований.

2.4.Физиология и биохимия устойчивости пшеницы к корневой гнили

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. ЭКОЛОГИЗАЦИЯ

ЗАЩИТЫ ПШЕНИЦЫ ОТ КОРНЕВОЙ ГНИЛИ В УСЛОВИЯХ АГРОЛАНДШАФТОВ С ПОВЫШЕННЫМ ФОНОМ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ.

3.1. Состояние фитосанитарной ситуации в районах исследований.

3.2. Отдельные составляющие физиологии и биохимии устойчивости пшеницы к корневой гнили

3.2.1. Роль факторов в устойчивости пшеницы к корневой гнили: антоцианов. концентрации белков по видам в зерне. пигментов в стеблях надземной и подземной частей растения пшеницы.

3.2.2. Способ распределения семян в почве при использовании различных посевных агрегатов.

3.2.3. Глубина посева семян при различных сроках и способах посева пшеницы.

3.2.4. Влияние режима минерального питания на устойчивость пшеницы к корневой гнили.

3.3. Экологизированная технология выращивания яровой пшеницы в условиях агроландшафтов с повышенным фоном ионизирующего излучения.

3.3.1. Основа фитосанитарной оптимизации посевов пшеницы.

3.3.2. Принципы выявление ремонтных полей в севообороте.

3.3.3. Организация фитосанитарных заказников для выращивания экологически безопасной сельскохозяйственной продукции.

ВЫВОДЫ.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Экологизация защиты пшеницы от корневой гнили в условиях агроладшафтов с повышенным фоном ионизирующего излучения"

Одна из важнейших проблем XX-XXI веков - это проблема взаимоотношения человека и природы, которая возникла давно, но именно в наше время приняла наиболее острый характер и глобальные масштабы, поскольку довольно часто человек по отношению к природе выступает как неразумный потребитель, видя в ней объект безудержной эксплуатации.

Профессор И.Д. Шапиро отмечал, что сейчас, как никогда, необходимо новое экологическое мышление, позволяющее отойти от варварской стратегии защиты растений, отрицающей любые объективные законы природы. В основу экологизации защитных мероприятий в сельскохозяйственном производстве должен лечь ландшафтно-ресурсный принцип управления агроэко-системами, опирающийся на внедрение устойчивых сельскохозяйственных культур, безукоризненное выполнение четкой программы землепользования и многие другие моменты, являющиеся составными частями экологически безопасных технологий.

Актуальность темы. Среди инфекционных заболеваний зерновых культур, имеющих место в Курганской области, наиболее вредоносны корневые гнили. Учитывая специфичность области, проявляющуюся в наличии на ее территории достаточно обширных районов с повышенным уровнем радиации, определенный интерес представляет изучение особенностей развития корневых гнилей в агроценозах таких зон.

В основу защитных мероприятий в растениеводстве должен лечь агро-системный уровень защиты растений, предусматривающий такое антропогенное воздействие на агроэкосистемы, которое могло бы повышать устойчивость агробиоценозов и их саморегуляцию. Создание высокопродуктивных, экологически устойчивых агроландшафтов посредством внедрения научно обоснованных технологий выращивания зерновых культур будет способствовать не только увеличению производства зерна, повышению плодородия почвы, но и сокращению потерь урожая от корневой гнили.

Исследования проводились в 1993-2001 годах в соответствии с планом научных работ Курганского государственного университета, утвержденным ученым советом КГУ (протокол № 5 от 31 января 1994 г.), номер государственной регистрации РК 01.94.000.13.40.

Цель и задачи исследований. Целью исследований является изучение воздействия повышенного фона ионизирующего излучения на развитие возбудителей корневых гнилей пшеницы через синтез антоцианов, белков и пигментов в радиационно-неблагополучных зонах Курганской области и научное обоснование технологии выращивания яровой пшеницы, позволяющей снизить пестицидную нагрузку на агроэкосистему. В связи с этим были поставлены следующие задачи: исследовать фунгистатическую роль антоцианов в онтогенезе пшеницы; изучить особенности белкового баланса в здоровом и больном чернозародышевостью зерне пшеницы, выращенной в условиях повышенного ионизирующего излучения; выявить зависимость адаптивности пшеницы к корневой гнили от концентрации пигментов в растениях; разработать и научно обосновать основные направления экологизации защиты яровой пшеницы от корневой гнили в условиях исследуемых зон Курганской области.

Научная новизна. Впервые в условиях Курганской области корневая гниль изучена как в условиях естественного повышенного ионизирующего излучения, так и техногенного радионуклидного загрязнения. Выявлено влияние повышенного фона ионизирующего излучения на фенотипическую изменчивость возбудителей корневой гнили (Bipolaris sorokiniana Shoem). Исследована фунгистатическая роль антоцианов, способствующая защите пшеницы от возбудителей корневой гнили. Установлены особенности белкового баланса в зерне пшеницы, выращенной в радиационно-неблагополучных провинциях. Разработана и апробирована технология выращивания яровой пшеницы с уклоном на агроэкосистемный уровень защиты растений. Определен критерий выбора полей для выращивания экологически безопасной продукции.

Практическая ценность работы. Полученные данные позволяют значительно снизить отрицательное антропогенное воздействие на агробиоценозы изучаемых провинций. Проблема борьбы с корневой гнилью пшеницы решается на основе экосистемного подхода к защите растений, способствующей улучшению фитосанитарной ситуации и повышению рентабельности растениеводства. Разработаны рекомендации по выявлению территорий, пригодных для производства экологически безопасной зерновой продукции.

Апробация работы. Основные положения работы доложены: на международном симпозиуме "Урал атомный: наука, промышленность, жизнь" (Екатеринбург, 1995г.); международной научно-практической конференции «Стратегия социально-экономического развития территории Уральского экономического района" (Курган, 1997г.); межвузовской экологической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Т.С. Мальцева (1995г.); в Курганском областном комитете природных ресурсов (1994г.); базовом хозяйстве СПК «Восход» Притобольного района Курганской области (1996 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в изданиях Курганского центра МАНЭБ, информационных листах ЦНТИ, специальных сборниках трудов за 1993 - 1999 годы. Количество публикаций - 7.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 156 страницах печатного текста, состоит из введения, 3 глав, 9 разделов, 7 подразделов, выводов и предложений производству, 12 приложений, содержит 19 рисунков, 24 таблицы. Список использованной литературы включает 168 наименований, в том числе 8 - иностранных авторов.

Заключение Диссертация по теме "Защита растений", Плотников, Николай Васильевич

ВЫВОДЫ

1. Разработана экологизированная защита пшеницы от корневой гнили в условиях агроландшафтов с повышенным фоном ионизирующего излучения, включая сорта с повышенной устойчивостью, фракционирование семян, разбросной способ их посева с нормой высева 5-6 млн. всхожих зерен/га, оптимальную глубину посева, применение минеральных удобрений, особенно калийных.

2. Баланс и динамика накопления антоцианов определяет устойчивость пшеницы к корневой гнили. Процесс антоцианообразования в зонах с повышенным уровнем ионизирующего излучения идет значительно интенсивнее, чем в контроле.

3. Особенности белкового баланса у различных сортов яровой пшеницы выражены очень четко. При этом одни сорта больше накапливают водорастворимых белков в техногенно загрязненной зоне, другие наоборот, что связано с разной степенью гетерогенности в составе популяции нестрогого самоопылителя. По проламинам столь четкой зависимости не наблюдается. Концентрация клейковинных белков в экстрактах больных чернозародышевостью зерен выше в благоприятной, а в здоровых - в зоне загрязнения радионуклидами и естественных выбросов радона.

4. Достоверно установлено, что оптическая плотность пигментов тесно коррелирует с их концентрацией в растениях. У скороспелых сортов, более устойчивых к возбудителям корневой гнили, концентрация хлорофилла "а" выше.

5. Сочетание разбросного способа посева с применением минеральных удобрений снижает развитие корневой гнили до уровня ниже порога вредоносности (4,5%). Максимальная биологическая и экономическая эффективность установлены при использовании калийных, калийно-азотных удобрений.

6. Выяснена высокая адаптивность пшеницы к корневой гнили при мелкой (до 2,5 см) глубине посева семян. При этом развитие болезни снижается в 8,9 раза по сравнению с глубиной посева 5-7 см.

7. На основе собственных и литературных данных предложена обобщенная структура модулей и блоков агроландшафтов с повышенным фоном ионизирующего излучения, включающая сочетание блока по ограничению развития корневой гнили с блоком подавления сорняков и поддержания бездефицитного баланса гумуса в почве.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. При производстве зерновой продукции на полях радиационно - неблагополучных зон Курганской области особое внимание следует обращать на разработку экологизированной технологии выращивания культуры.

2. Для снижения отрицательного антропогенного влияния на агроэкосисте-мы, на таких полях необходимо применение экологически безопасных методов защиты растений - сортов с повышенной устойчивостью и комплекса агротехнических мероприятий (использование фракции семян выше 2,5 мм, разбросного посева с нормой высева 5-6 млн. всхожих зерен/га, оптимальную (3-4 см) глубину посева, применение калийных удобрений). Целесообразно выделение «ремонтных» полей по заселенности почв возбудителями корневой гнили с адресным применением фито-санитарных предшественников, органических удобрений и биопестицидов.

3. Производство экологически безопасной зерновой продукции следует размещать в зоне повышенного естественного ионизирующего излучения. В этих условиях отмечается активный синтез антоцианов, проявляющих фунгистатический эффект в отношении возбудителей корневой гнили, что дает возможность значительно снизить объем применяемых пестицидов.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Плотников, Николай Васильевич, Курган

1. Алиновский П.Г. Влияние агротехники на поражаемость яровой пшеницы корневой гнилью в условиях Алтайского края // Корневые гнили зерновых злаков и борьба с ними: Тез. докл. Всесоюзного совещания 24-29 августа 1967. Киев, 1967. - С. 14-15.

2. Алиновский П.Г. Влияние агротехники на поражаемость яровой пшеницы корневой гнилью в условиях Алтайского края // Корневые гнили хлебных злаков и меры борьбы с ними: Науч. тр. УСХА. М.,1970. -С.22-25.

3. Альтергот В.Ф., Мордкович С.С. Фенотипическая адаптация и устойчивость пшеницы к повышенной температуре в природе // Генетические ресурсы и селекция растений на устойчивость: IX Конгресс ЕУКАРПИА, 3 симп., 16-20 сент. 1980. С. 7.

4. Балыдин В.К. К изучению корневой гнили в условиях Харьковской области // Корневые гнили зерновых злаков и борьба с ними: Тез. докл. Всесоюзн. совещан., 24-29 авг. 1967. Киев, 1967. - С. 6.

5. Билай В.И. Фузарии. Киев, АН УССР, 1955. - 320 с.

6. Билай В.И. Фузарин. Киев, Наукова думка, 1977. - 441 с.

7. Блажей А., Шутый Л. Фенольные соединения растительного происхождения. М.: Мир, 1977. - 240 с.

8. Бриттон Г. Биохимия природных пигментов. М.: Мир, 1986. - 424 с.

9. Василенко И.И. Улучшить работы по селекции яровой пшеницы // Селекция и семеноводство. № 8. - 1969. - С. 78.

10. Васильев И.М. Лучи смерти в жизни растений. -М.: Акад. Наук СССР, 1963.-77 с.

11. Васильев И.М. Действие ионизирующих излучений на растения (радиологические исследования). М.: Акад. Наук СССР, 1962. - 223 с.

12. Гешеле Э.Э. Болезни зерновых культур в Сибири. М.: Сельхозгиз, 1956.- 128 с.

13. Гешеле Э.Э. Методическое руководство по фитопатологической оценке зерновых культур. Одесса, 1971. - 179 с.

14. Гешеле Э.Э., Бабаянц J1.T. Анатомические особенности строения стебля пшеницы, ограничивающие развитие стеблевой ржавчины // Сельскохозяйственная биология. 1970. - т.5. - № 3. - С. 373.

15. Гешеле Э.Э. Устойчивость зерновых культур к корневой гнили//Генетика и селекция болезнеустойчивых сортов культурных растений. М.: Наука, 1974.-С. 471-476.

16. Голощапов А.П. Корневые гнили в Курганской области // Защита растений. № 3. - 1967. - С. 55.

17. Голощапов А.П. Факторы, влияющие на агрессивность гельминтоспо-риозов яровой пшеницы в условиях Курганской области // Сб. науч. тр. Курганского с.-х. ин-та. Курган, 1967. - С. 398-401.

18. Голощапов А.П. Гельминтоспориозная корневая гниль яровой пшеницы и намечаемые приемы борьбы с ней в условиях Курганской области // Корневые гнили зерновых злаков и борьба с ними: Тез. докл. Всесоюзн. совещан., 24-29 авг. 1967. Киев, 1967. - С. 17.

19. Голощапов А.П. Некоторые стороны биологии гриба гельминтоспориум -возбудителя корневой гнили//Сб. науч. тр. Курганского с.-х. ин-та. -Курган, 1968. Вып. 13. - С. 55-60.

20. Голощапов А.П. Гельминтоспориозная корневая гниль яровой пшеницы Helminthosporium satium и разработка мер борьбы с ней в Курганской области: Автореф. дис. канд. биол. наук. Ереван, 1969. - 25 с.

21. Голощапов А.П. Гельминтоспориозная корневая гниль яровой пшеницы и меры борьбы с ней в Курганской области // Корневые гнили хлебных злаков и меры борьбы с ними/ Под ред. члена-корр. ВАСХНИЛ В.Ф. Пересыпкина. М.: Колос, 1970. - С. 26-29.

22. Голощапов А.П. Иммунологические параметры пшениц с различной плоидностью // Проблемы селекции сортов мягкой яровой пшеницы интенсивного типа. Новосибирск, СО ВАСХНИЛ, 1980. - С. 39.

23. Голощапов А.П. Основные направления иммуногенетики//Наука сельскому хозяйству: Тез. докл. науч. конференц. Курган, 1981. - С. 22.

24. Голощапов А.П. Морфологическая адаптация интенсивных сортов // Тез. докл. Всесоюзн. семинара по экологической генетике. Кишинев, Штиинца, 1981.-С. 45-46.

25. Голощапов А.П. Потенциал пшеничной нивы // Уральские нивы. 1981. -№3. С. 15-18.

26. Голощапов А.П. Методические указания по проведению микологической экспертизы семян на гельминтоспориозно-альтернариозную инфекцию: рекомендации для работников семенных инспекций и пунктов прогнозов СтаЗР. Курган, 1983. - 24 с.

27. Голощапов А.П. Методические указания по учету обыкновенной корневой гнили яровой пшеницы с учетом параметров адаптивности в условиях Курганской области. Курган, 1983. - 15 с.

28. Голощапов А.П. Влияние удобрений на устойчивость пшеницы к обыкновенной корневой гнили // Сиб. вестник сельскохозяйственной науки. -№2, 1984.-С. 28-33.

29. Голощапов А.П. Возможности инфекционных фонов в селекции пшеницы // Инф. мат-лы ин-та экологии растений и животных. Свердловск. -1984. -С. 41-42.

30. Голощапов А.П., Детков Ю.К. Микологическая экспертиза семян// Уральские нивы. 1984. - № 3. С. 24-25.

31. V31. Голощапов А.П. Способ диагностики заболевания растений пшеницы корневыми гнилями. //а. с. СССР№ 1323044, 1984.

32. Голощапов А.П., Голощапова Г.С., Аленькин В.И., Кузьмин А.А. Рент-геномагнитная стимуляция некоторых сельскохозяйственных культур//

33. Тез. докл. 1-й межвуз. конференц. 24-26 марта. Тюмень. - 1984.-С. 216-218.

34. Голощапов А.П., Аленькин В.И., Кузьмин А.А. Влияние рентгеновского облучения на устойчивость пшеницы к обыкновенной корневой гнили // Тез. докл. 1-й межвуз. конференц. 24-26 марта. -Тюмень.- 1984. — С. 218-219.

35. Голощапов А.П.Микологическая экспертиза семян пшеницы в интенсивной технологии выращивания.-Курган, Советское Зауралье,- 1985.- 33 с.

36. Голощапов А.П. Физические методы катализа флавонидов мощных ингибиторов корневой гнили пшеницы // Микология и фитопатология. -1985. Том 19. - Вып. 5. - С. 415-419.

37. Голощапов А.П. Способ заражения растений корневой гнилью // а. с. СССР № 1246939, 1986.

38. Голощапов А.П., Голощапова Г.С. Баланс общего азота при поражении яровой пшеницы грибом Bipolaris sorokiniana Shoem // Микология и фитопатология. 1987. - Том 21. - № 4. - С. 322-325

39. Голощапов А.П. Пути и результаты отбора скороспелых устойчивых к болезням линий из популяции пшеницы сорта Шадринская // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки, 1987. № 3. - С. 7-11.

40. Голощапов А.П., Плотников Н.В. Методика изучения глубины заделки семян // Инф. лист, Курган: ЦНТИ, № 157-93. 0,2 с.

41. Голощапов А.П., Мамонтов Ю.И., Голощапова Г.С., Мухаметзянов P.M. Экологизация защиты растений в Зауралье.-Курган, КГПИ.- 1993. 84 с.

42. Голощапов А.П., Голощапова Г.С., Плотников Н.В., ПрусоваН.Г. Способы получения и использования изолятов несовершенных грибов.

43. Курган: ЦНТИ, № 168-94. 0,2 с.

44. Голощапов А.П., Мамонтов Ю.И. О заказниках особого назначения// Охраняемые природные территории: Проблемы выявления, исследования, организация системы. Часть 1: Тез. докл. Пермь, 1994.

45. Голощапов А.П., Плотникова О.М., Васильев С.В. Метод определения целесообразности применения пестицидов на посевах яровой пшеницы. Курган.: ЦНТИ, № 75-96. - 0,2 с.

46. Голощапов А.П., Голощапова Г.С., Мамонтов Ю.И., Плотников Н.В. Роль калия в экологизации технологий выращивания пшеницы // Курганский Центр МАНЭБ, 1997. 0,5 с.

47. Голощапов А.П., Мамонтов Ю.И., Голощапова Г.С., Порсев И.Н. Беспес-тицидные технологии Рекомендации для специалистов АПК. Курган. -2000.-37 с.

48. Голощапов А.П. Методы селекции пшеницы на иммунитет. Курган, Зауралье, 2002. - 112с.

49. Голубинцева А.П. Особенности биологии Helminthosporium sativum как возбудителя корневой гнили яровой пшеницы в условиях Западной Сибири: Автореф. дис. .канд. биол. наук. Новосибирск, 1952.

50. Голубинцева А.П. Корневая гниль в условиях Западной Сибири // Корневые гнили зерновых злаков и борьба с ними: Тез. докл. Всесоюзн.совещан., 24-29 августа 1967. Киев, 1967. - С. 20.

51. Голубинцева А.П., Деревянкин А.И. Корневая гниль и септориозы озимой пшеницы в Псковской области // Корневые гнили зерновых злаков и борьба с ними: Тез. докл. Всесоюзн. совещан., 24-29 авг. 1967.-Киев, 1967. С. 53-54.

52. ГорленкоМ.В. Болезни пшеницы. -М.: Сельхозгиз, 1951. С. 135-136.

53. ГорленкоМ.В. Сельскохозяйственная фитопатология Учебное пособие для студентов с/х вузов. М.: Высшая школа, 1968. - 434 с.

54. Гущин И.В. Корневая гниль, озерненность колоса и урожай твердой пшеницы в засушливых условиях Саратовского Заволжья // Корневые гнили зерновых злаков и борьба с ними: Тез. докл. Всесоюзн. совещан., 24-29 августа 1967. Киев, 1967. С. 22-24.

55. Давыдов В.А. К вопросу о калибровке семян // Селекция и семеноводство. 1967. - № 6.

56. Джиембаев Ж.Т., Альжанов Ж.Ш. Корневые гнили пшеницы в Северном Казахстане // Корневые гнили хлебных злаков и меры борьбы с ними: Науч. тр. УСХА. М., 1970. - С. 9-13.

57. Джиембаев Ж.Т. Главнейшие болезни зерновых культур в Казахстане и научные основы борьбы с ними: Автореф. дис. .доктора с.-х. наук. Л., 1972.

58. Дорофеев В.Ф., Удачин Р.А., Семенова Л.В. Проблемы исходного материала для селекции сортов яровой пшеницы интенсивного типа// Проблемы селекции сортов мягкой пшеницы интенсивного типа / Сиб. отд-е ВАСХНИЛ, Новосибирск, 1980. - С. 5-9.

59. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1968. - 336 с.

60. Дубовикова Г .А. Влияние глубины заделки семян яровой пшеницы на ее хозяйственно-биологические качества // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 1974. - № 6. - С. 18.

61. Егоров В.П., Кривонос Л.А. Почвы Курганской области. Курган,1. Зауралье, 1995. 173 с.

62. Золотарев А.И. Снижение вредоносности снежной плесени и корневой гнили озимой пшеницы при применении азотной подкормки // Корневые гнили зерновых злаков и борьба с ними: Тез. докл. Всесоюзн. совещан., 24-29 авг. 1967. Киев, 1967. - С. 19-20.

63. Зыкин В. А., Мешков В.В. Экологическая пластичность и селекция яровой пшеницы к неблагоприятным факторам среды// Генетические ресурсы и селекция растений на устойчивость: IX конгресс ЕУКАРПИА, 3-й симп., 16-20 сент. 1980. Д., 1980. С. 18.

64. Кабалкина Н.А. Устойчивые сорта на поля страны // Защита растений, № 1.- 1990.-С. 9.

65. Калашников К.Я. О «черном зародыше» зерна // Селекция и семеноводство. 1968.-№ 1С. 58-60.

66. Калошина З.М. Пути повышения посевных качеств семян зерновых культур. Серия «Сельское хозяйство» № 1, 1973. С. 19.

67. Камелина A.M., Конечный В.М., Лысых Е.Г. Комплексная оценка сорто-образцов яровой пшеницы в условиях Дальнего Востока // Проблема селекции сортов мягкой яровой пшеницы интенсивного типа / Сиб. отд-е ВАСХНИЛ. Новосибирск, 1980. - С. 5-9.

68. Козырева Г.А. Корневые гнили яровой пшеницы в засушливых районах освоения целинных и зараженных земель и агробиологическое обоснование мероприятий в борьбе с ними //Науч. тр. ВИЗР. Л., 1958.-С.102-125.

69. Кирюшин В.И., Власенко А.Н., ЧулкинаВ.А. Яровая пшеница: интенсивные технологии. Новосибирск, 1988. - 160с.72