Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Комплекс факторов, влияющих на поражение озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 микозами на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья

ВАК РФ 06.01.07, Плодоводство, виноградарство

Автореферат диссертации по теме "Комплекс факторов, влияющих на поражение озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 микозами на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья"

На правах рукописи С

Оберюхтина Лидия Александровна

КОМПЛЕКС ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ПОРАЖЕНИЕ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ СОРТА КРАСНОДАРСКАЯ 99 МИКОЗАМИ НА ЧЕРНОЗЕМЕ ВЫЩЕЛОЧЕННОМ ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

Специальность 06.01.07 - защита растений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

3 О ИЮН 2011

Краснодар - 2011

4851287

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кубанский государственный аграрный

университет»

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Горьковенко Вера Степановна

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Волкова Галина Владимировна

кандидат биологических наук Шуляк Иван Иванович

Ведущая организация: ФГУ Краснодарский научно-исследовательский

институт сельского хозяйства им. П.П. Лукьяненко

Защита состоится «8» июля 2011 года в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.038.06 при ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет» по адресу: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина 13, корпус защиты растений, аудитория 321, тел. факс: (861) 221-58-85.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет», с авторефератом - на сайте http://www.kubagro.ru.

Автореферат разослан и размещен на сайте «8» июня 2011 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

В.С. Горьковенко

Актуальность темы. Северный Кавказ как основной производитель зерна в России ежегодно теряет от 4,5 до 10.5 ц/га пшеницы (Санин и др., 2000). Одной из основных причин такого ущерба являются массовые вспышки грибных болезней, среди которых наиболее распространенными и вредоносными являются бурая листовая ржавчина (Puccinia reconc/ita f. sp. tritici) и септориозная пятнистость (доминирующий вид Septoria iritici Roberge ex Desm.). В Краснодарском крае периодически увеличивается распространение и вредоносность бурой листовой ржавчины, что объясняется как состоянием популяции патогена, так и долей в ассортименте поражаемых сортов. Падение почвенного плодородия, дисбаланс элементов питания приводит к ослаблению растений озимой пшеницы и усилению вредоносности септориоза. Болезнь ведет к угнетению роста, преждевременному усыханию листьев, уменьшению длины и озерненности колоса, шуплости зерна. Потери урожая могут достигать 50 % (Артёмова, 2005; Роженцова, Шуляковская, 2005). В создавшихся условиях возросла роль интегрированного подхода к защите озимой пшеницы, позволяющего оптимизировать фитосанитарное состояние ценоза культуры. Такой подход следует рассматривать как систему управления патогенами, в которой используются все доступные приемы и методы для поддержания состояние популяции вредного организма ниже порога, вызывающего экономически существенные потери (Фадеев, Новожилов, 1984).

Связь работы с государственными научными программами, планами НИР. Диссертационная работа выполнялась с 2004 по 2006 г. в соответствии с планом научных исследований Кубанского государственного аграрного университета, регистрационный номер - 01200113457. Стационарный полевой опыт, на базе которого проводились исследования, включен в реестр длительных опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами защиты растений Российской Федерации (2002).

Цель и задачи исследований. Цель исследований состояла в изучении особенностей формирования патогенного комплекса микромицетов в агроценозе озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 и приемов управления их популяциями путем сочетания факторов плодородия почвы, минерального питания и защиты растений.

В задачи исследований входило:

- определить особенности формирования патогенного комплекса микромицетов в агроценозе озимой пшеницы и ранжировать его по трофической, филогенетической и органотропной специализации;

- уточнить цикл развития и источники инфекции гриба S. tritici и определить роль первичных очагов болезни в формировании инфекционного потенциала в посевах озимой пшеницы;

- выявить комплексное влияние почвенного плодородия и минерального питания на интенсивность поражения озимой пшеницы микромицетами Р. recóndita и S. tritici на фоне рекомендованной системы основной обработки почвы;

- оценить эффективность биологических и химических средств защиты озимой пшеницы от листовых микозов.

Научная новизна. В агроценозе озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 проведен мониторинг формирования патогенного комплекса микромицетов, который ранжирован по таксономическому положению, трофической и органотропной специализации. Определены доминирующие виды возбудителей корневых гнилей, микозов колоса и листьев культуры. Проведен количественный и качественный анализ состояния популяции гриба S. tritici и уточнена роль величины инфекционной нагрузки патогена в развитии скорости инфекции в посевах озимой пшеницы. Впервые в условиях Краснодарского края на черноземе выщелоченном на фоне рекомендованной системы основной обработки почвы осуществлена комплексная оценка одновременного влияния факторов плодородия почвы,

3

минерального питания, биологической и химической зашиты на фитосанитарное состояние озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 по предшественнику подсолнечник.

Практическая значимость работы. Производству предложено экономически обоснованное применение биологической и химической систем защиты озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 от возбудителей листовых микозов на различных уровнях плодородия и минерального питания. Рекомендовано применение в севообороте средней, дозы (N60P4oK2o) минеральных удобрений под озимую пшеницу; при прогнозировании эпифитотийного развития бурой ржавчины и септориоза опрыскивание химическим фунгицидом альто супер, КЭ (0,5 л/га), при среднем уровне развития болезней в природоохранных зонах применение биологического препарата вермикулена, ПС (0,2 л/га).

Апробация результатов исследований. Основные результаты исследований были доложены на региональных научно-практических конференциях молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (Краснодар, 2003-2007 гг.); на всероссийских научно-практических конференциях молодых ученых (Краснодар, 2008, 2009 гг.); на ежегодных научных конференциях преподавателей Кубанского государственного аграрного университета (Краснодар, 2004-2009 гг.).

Публикация результатов исследований. Материалы диссертации опубликованы в 11 работах, в том числе в двух изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов, предложений производству и приложения, содержит 30 рисунков, 16 таблиц. Список литературы включает 235 наименований, в том числе 40 - иностранных авторов.

Основные положения, выносимые иа защиту:

1. Уточненный видовой состав патогенного комплекса микромицетов озимой пшеницы сорта Краснодарская 99, представленный 39 видами грибов, изолированных из корней, листьев, колоса и составляющих его структур.

2. Таксономическое положение, трофическая и органотропная специализация возбудителей микозов.

3. Факторы, определяющие скорость инфекции гриба S. triiici в агроценозе озимой пшеницы.

4. Влияние абиотических факторов на развитие возбудителей листовых микозов.

5. Влияние технологии возделывания озимой пшеницы на накопление и реализацию инфекционного потенциала гриба S. tritici.

6. Влияние почвенного плодородия и минерального питания на поражение микозами озимой пшеницы сорта Краснодарская 99.

7. Эффективность биологической и химической систем защиты озимой пшеницы от листовых микозов.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

На основе анализа 235 литературных источников в главе рассматриваются особенности формирования листовых микозов, влияния элементов технологии возделывания, плодородия почвы и минеральных удобрений на фитосанитарное состояние озимой пшеницы. Освещено современное состояние эффективности применения химических и биологических средств в системе защиты озимой пшеницы от патогенов.

Глава 2. МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в 2003 - 2006 гг. на базе длительного многофакторного стационарного полевого опыта на экспериментальном поле Кубанского государственного аграрного университета во второй ротации типичного одиннадцатипольного зернотравяно-пропашного севооборота.

Рельеф экспериментального участка ровный. Почвы представлены черноземом выщелоченным сверхмощным слабогумусным, легкоглинистым. Климат территории Западного Предкавказья умеренно-континентальный. Погодные условия в годы проведения исследований для растений и патогенов складывались благоприятно.

Изучение видового разнообразия микромицетов озимой пшеницы проводилось в полевых и лабораторных условиях. Патогены изолировались в различные фазы вегетации культуры из корней, стеблей, листьев и колоса по общепринятым фитопатологическим методикам. Идентификацию видов рода Fusaríum проводили по таксономической системе В. Герлаха и Г. Ниренберга (Gerlach & Nirenberg, 1982), учитывая современные изменения (Шипилова, 2003; Гагкаева, 2005); Alternaría - по определителям Симонса (Simmons, 1992; 1994; 1995; ¡996; 1998). Принадлежность других видов микромицетов устанавливали по определителям отечественных авторов (Пидопличко, 1977; 1978; Курбацкая, 1987; Пыжикова и др.. 1988).

Исследования проводились на фоне рекомендуемого способа основной обработки почвы, предусматривающего чередование отвальной и безотвальной обработки - под озимую пшеницу двукратное дискование на глубину 10-12 см.

Схема полевого опыта включала следующие варианты:

00 - естественный фон плодородия почвы (содержание гумуса 2,7-2,9 %), без применения удобрений;

20 - повышенный уровень плодородия (содержание гумуса 3,3-3,5 %), без применения удобрений;

02 - естественный фон плодородия (содержание гумуса 2.7-2,9 %) средняя доза минеральных удобрений (NuoPsoK-jo);

22 - сочетание повышенного уровня плодородия (содержание гумуса 3.3-3,5 %), и средних доз минеральных удобрений (N^oPsoK-ío).

Изучение эффективности биологической и химической защиты пшеницы проводилось на различных фонах плодородия почвы и минеральных удобрений:

000 - экстенсивная технология: исходный уровень плодородия (2,7-2,9 %), без применения удобрений и средств защиты;

111 - средний уровень плодородия (3,0-3,2 %), минимальная доза удобрений (N(,íjP4i)Ki,i). биологический метод защиты (вермикулен, 0,2 л/га, ПС - 5 млрд спор/г);

113 - средний уровень плодородия (3,0-3,2 %). минимальная доза удобрений (NMP«KM), применение гербицидов (банвел - 0,15 л/га + логран -8 г/га) инсектицидов (БИ - 58 Новый -1,5 л/га), фунгицидов (реке С -0,8 л/га + альто супер - 0,5 л/га);

131 - средний уровень плодородия (3,0-3,2 %), высокая доза удобрений (N2-iuPi6oK8o)> биологический метод защиты (вермикулен, 0,2 л/га, ПС- 5 млрд. спор/г);

133 - средний уровень плодородия (3,0-3,2 %), высокая доза удобрений (NjjgIVjoK-so). применение гербицидов (банвел - 0,15 л/га + логран-8 г/га), инсектицидов (БИ - 58 Новый -1,5 л/га), фунгицидов (реке С -0,8 л/га + альто супер - 0,5 л/га).

Биоэнергетическая оценка агротехнических приемов рассчитывалась по методике КубГАУ (Трубилин и др., 1995).

Статистическая обработка результатов исследований выполнена в вычислительном центре КубГАУ с использованием методов корреляционного, множественного

регрессионного и дисперсионного анализа (Доспехов, 1985; Адлер и др., 1976; Дрейпер, 1986).

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Структура патогенного комплекса микозов озимой пшеницы сорта Краснодарская 99

Важным этапом в разработке интегрированной системы защиты сельскохозяйственных культур является фитосанитарная диагностика видового состава вредных организмов в конкретных агроденозах. Она позволяет выявить наиболее вредоносные заболевания и оптимизировать сочетание приёмов управления фитосанитарной обстановкой и оперативного контроля.

В результате микологического мониторинга, проведенного в 2004 -2006 гг. в условиях стационарного полевого опыта, из вегетативных и генеративных органов растений озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 в период вегетации и в результате фитопатологической экспертизы семян выделены и идентифицированы 39 патогенных видов микромицетов (таблица 1).

Таблица 1 - Видовой состав, систематическое положение и место локализации возбудителей микозов озимой пшеницы, опытное поле КубГАУ, 2004 -2006 гг.

Возбудитель, систематическое положение Место локализации патогена в органах растения

корень стебель лист колос

чешуя стержень зерно

1 2 3 4 5 6 7

Царство Fungi

Отдел Ascomycota

Класс Euuscumycetes

Порядок Erysiphales

Blumeria graminis (DC) Speer. Syn.: Erysiphz graminis DC. f. sp. triiici Em. Marchai (анаморфа Oidivm monilioides (Htes) Link) + - + -

Порядок Hypocreales

G i bell i па cereal is Pass. + + + + -

Порядок P/eüSpo rales:

Gaeunumnomyces graminis (Sacc.) Arx et Olivier. Syn.: Ophioboius graminis (Sacc.) Sacc. (анаморфа Phialophom radkicola Cain) + - - - ■ -

Отдел Basidiomycota

Класс Teliomycetes

Порядок Uredinales:

Puccinia recóndita Roberge: Desm f. sp. triiici (Erikss.) C.O. Johnston - + - - -

Puccinia s/riiformis Westend - » + + + +

Puccinia graminis Pers. _ ■f + -

Группа Afuimorpha fungi

Класс Hyphomycetey.

A ¡ternaria alter nata (Fr.) Keissl. + г ~ — + * + -

Al ternaria lenui.ssima (Fr.) Wiltshire. + -ь + + +

Alternan a sp. + » + + + +

Bipolaris- sorokiniana (Sacc.) Shoem. (телеоморфа Cuchliobolus saiivus (lto et KuribJ Drechs) + - - -

Cephalosporin/!! acremonium Cda. - + + + -

Продолжение таблицы I

1 ■у 3 5 6 ? 8

Mvçosphaerella tassiana (den) J oh.

Cladosporium macrocarpits Preuss. + + - - -

Cun-tdaria iunata (Wakker) Boed. (le^eoMop^ia Cochiioboius iunaius Nelson et Haasis) - - - + + +

Drechsler a tritici-repemis (Died.) Shoemaker. (Te.ieoMop4>a Pyrenophora iriUci-repenlis (Died.) Shoemeker ) + + + - - +

Fusarium avenaceum (Fr.) Sacc. (TejieoMop^a (Jibber ell a avenaceum R.J. Cook. + - - - +

Fusarium culmorum (Sn.) Sacc. + - - + + +

Fusarium cquiseti (Corda) Sacc. (Syn.: Fusarium gibbon uni Appel. & Wollmv. (xejieoMop^a {Gibbere'Ja intricans Wollen«-.) + - - - • -

Fusarium heterosporium Nees. (Teiieo.Mop^a CibbereUa gordonii spec. nov. Booth) - + + -

Fusarium pon (Peck) Wollenw. in Levis - - - + +

Fusarium sambucinum Fuckel (re^eoMop^a Gibberel la pulicoris (Fries) Sacc. - - - - -

Fusarium semiiecium Berk, et Rav. In Berkeley + - - +

Fusarium soàmi (Mart) App. ei Wr. (re-2eoMop<£>a Nectria haemuiococca Berk et Br.) + - - - -

Fusarium sporoirichiella Swerb. - - + +

Fusarium xerliciilioides (Sacc.) Nirenberg S>n.: F. monikftmie Sheldon. (ie;ie0M0p<£a Gibber eil a fulikuroi (Sawada) Wollenw.) -t- - - + + +

Fusariuw graminearvm Schwabe.CibbereUa zeae (Schaw) Petch. + - - f -t- +

Fwnago vegans Pers (Te.ieOMop^a Apiosporium sahcinum Kunze) - - - + + +

Heterosporium graminis Rosir. - + - -

Microdochlum nivale (Fr.) Suinuels et Hallet. Syn.: Fusarium nivale (Fr.) Ces (leneosiopèa Monogwphetla nivales fëchaffhiu Müller) -f + + + + -

Stemphvlium boirvosum Walir. + + + 4- +

Ulodadnun bu! ni is Preuss. + + + + +

Trichockuhum opacum /Corda.; S. + - - -

Trichotecium roseum Fr. - - - + +

Rotula graminis /Desm.; J.L. Crans et Schokn. Syn.: Tontla graminis Desm., T. herbaruni (Persj Link ex S. F. Grey var. affînis Sacc. - - * - +

Класс Coelomyceîes:

Sept or ia nodorum (Berk.) Berk. Syn.: Siragonospora nodorum (Bc:kJ Caste] 1. et German о. (телеоморфа Lepioshparia nodorum E. Müll.) - - - f t -

Sepiaria iriiici Roberge ex Desm. (телеоморфа hiycosphaerella graminicola /Flicke\} J. Schroet. ) - - + -

Seploria tnricola Lobic. - + - - -

Li'ojrwKicia ga/nines (McApl.) Sacc. et D. Sacc. + - - - - -

Класс Agoiwmycetes:

Rhizoctonia cerea/is E P. Hoeven. (телеоморфа Cerciiobasidium cerecde D.I. Murray et Burpee) - - -

Rizodonia sola ni Kuehn. (телеоморфа Thanalephorus cucumeris (А. B. Franko Dontc.) - + - -

Всего 39, ! шт 22 16 21 22 21 20

в том числе: j 0/о 56,4 41,0 53.9 56.4 53.9 51,3

* - гриб не изолирован;

* * - гриб изолировал.

В таксономическом положении выделенные микромииеты представляют царство

настоящие грибы (Fungi), два отдела: Ascomycota, Basidiomycota, группу Anamorpha fungi, пять классов; Euascomycetes, Teliomycetes, Hyphomycetes, Coelomycetes и Agonomycetes. При этом большинство, 84,6 % изолированных микромицетов представляли классы Hyphomycetes, Coelomycetes и Agonomycetes, относящиеся к группе Anamorpha fungi (рисунок 1).

Agonomycetes 5,1%

Teliomycetes

Hyphomycetes 69,2%

Рисунок 1 - Распределение патогеных микромицетов озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 по таксономическим группам (%), опытное поле КубГАУ, 2004 -2006 гг.

Выделенные грибы имели все формы существующей паразитической специализации от некротрофов до гемибиотрофов и биотрофов. Узкоспециализированными биотрофами в агроценозе озимой пшеницы оказались: возбудители мучнистой росы, бурой листовой, желтой и стеблевой ржавчины, которые соответственно вызывали грибы Blumeria graminis, Puccinia recóndita, Р. striiformis, Р. graminis. В общей структуре выделенных грибов они занимают 10,4 %. Гемибиотрофная группа была представлена возбудителями пиренофорозной. септориозной, гебелленозной (белой) пятнистости, фузариозным ожогом листьев, возбудителями которых являются соответственно грибы Drechslerei tritici-repemis, Septaria nodorum, S.riticina, S. triticola. Gibelima cerea/is, Microdochium nivale. Их доля составляла 15,3 % в общей структуре микозов. Некротрофная группа микромицетов оказалась доминирующей и была представлена возбудителями фузариозных микозов, а также грибами рода Alternaría spp., Cladosporntm spp.. Curvularia spp., Rhizoctonia spp. и др. В общей массе выделенных грибов на их долю приходилось 74,3 %. (рисунок 2).

Некротрофы

7^,3%

Рисунок 2 - Трофическая специализация выделенных микромицетов озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 (%). КубГАУ, 2004-2006 гг.

Изучение органотропной специализации патогенных видов грибов показало, что более половины из них приурочены к корневой системе, листовому аппарату растения, а также к колосу и составляющим его структурам (рисунок 3).

В агроценозе озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 состав патогеипого комплекса возбудителей болезней и удельная значимость каждого микромицета в нем в

ьнотрофы

10,4%

Гемибиотрофы 15,3%

i i,u ™ 53.9 53.9 5U

lililB

э2 Корень Стебель Лист Чешуя Стержень Зерно

Рисунок 3 - Органотропная специализация микозов озимой пшеницы сорта Краснодарская 99. опытное поле КубГАУ, 2004-2006 гг.

значительной степени зависели от условий окружающей среды и агроэкологаческих факторов. Одни и те же условия развития в равной степени оказывались благоприятными для подавляющего большинства грибов, однако в силу биологических особенностей преимущества получали только отдельные из них.

3.2 Патогенный комплекс возбудителей корневой гнили озимой пшеницы сорта Краснодарская 99

Патогенный комплекс возбудителей корневых гнилей представлен 22 видами грибов -56,4 % от общего количества выделенных микромицетов. На долю видов рода Fusarium, приходилось 36.4 % - виды F. avenaceum, F. culmorom, F. equiseti, F. sambueimim, F. semitectum, F. solani. F. verticillioides, Microdochium nivale. Доминирующими оказались M nivale, F. culmorum и F. solani, их доля составляла соответственно 43,1; 17,9 и 13,5 % от общего количества патогенных фузариев. Частота встречаемости остальных видов не превышала 3 - 6 % от общего количества изолированных видов рода Fusarium (рисунок 4).

F.avenaceum-

F. verticillioides-4,4%

Рисунок 4 - Видовой состав и частота встречаемости возбудителей фузариозной корневой гнили озимой пшениць; сорта Краснодарская 99, опытное поле КубГАУ, 2004-2006 гг.

В фазу осеннего кущения доля возбудителей фузариозной корневой гнили составила 37.8 %,в период весеннего кущения увеличилась в 1,4 раза, а выхода в трубку - 2,3 раза. При этом микромицет M. nivale составлял ядро фузариозного патологического комплекса во все фазы вегетации озимой пшеницы (рисунок 5). Максимальная доля возбудителя В. sorokiniana отмечена в фазу осеннего кущения и составила 27,8 %. Более чем в 5 раз сократилась частота встречаемости патогена в фазу весеннего кущения. Патоген, уступая место фузариозной и альтернариозной инфекции, вообще потерял практическую значимость. Признаки ризоктониозной корневой гнили, вызываемые грибами рода Rhizoctonia, отмечены в фазы осеннего и весеннего кущения - частота встречаемости

Plisarium spp.

37,8 53,2

- '"ff

1 2 3

Rhizoctonia spp. 11А

8,6

5¿ :

üü

1 2 3

27,8

ff/:

Bipoiarts sorokiniana

Alternaría spp gq >

fil.8

jf* - г. w

X

Рисунок 5 - Частота встречаемости возбудителей корневых гнилей озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 в фазы: осеннего (1). весеннего (2) кущения и выхода в трубку (3), опытное поле КубГАУ, 2004- 2006 гг.

патогена соответственно составила 5,4 и 8,6 %. В фазу выхода в трубку она увеличилась более чем в 2 раза. Наряду с основными возбудителями корневой гнили озимой пшеницы пшеницы из пораженной ткани постоянно изолировались представители рода Alternaria. В осенний период доля альтернариозной инфекции составила более 60 %, а в фазу выхода в трубку возросла почти в 1,5 раза. В 23,6 % случаев представители рода Alternaria изолировалась самостоятельно. 39.3 % - совместно с видами рода Fusarium, Rhizoctonia и В. sorokiniana.

3,3 Микозы колоса озимой пшеницы сорта Краснодарская 99

Микозы колоса вызывали 22 вида грибов, что составляет 56,4 % от общего количества. Патогены практически в равной степени заселяли все составляющие структуры колоса: из чешуи изолировано 22 (56,4 %); стержня - 21 (53.9 %) и зерна - 20 (51,3 %) видов микромицетов. Ядро патогенного комплекса составляли виды М. nivale, F. graminearum и мелкоспоровые представители рода Alternaria. В среднем на долю М. nivale, F. graminearum и видов рода Alternaria приходилось от 80 до 95 % от всех выделенных из колоса патогенов. Кроме доминирующих микромицетов были изолированы фузарии -F. avenaceum, F. culmorum. F. heterosporium. F. poae, F. sporotrichiella и F. verticillioides, а

также виды Stemphylium botryosum, Ulocladium botrytis, Trichocladium opacum, Trichothecium rose um. Rotula graminis, Cladosporium herbarum.

Изучение динамики инфицирования колоса патогенными видами грибов дало возможность установить, что этот процесс начинается сразу с момента появления колоса. Результаты многочисленных микологических анализов свидетельствуют, что в фазу колошения видовой состав патогенов очень скудный и представлен 3-4 видами. Доля фузариозной инфекции (M. nivale + F. gramineariim) в этот период в среднем по годам достигала 93,5 %. частота выделения грибов рода Alternaría составляла всего 3,9 % (рисунок 6).

колошение цветение молочная спелость восковая спелость полная спелость

SS Fusarium Я Alternará Э Прочие

Рисунок 6 - Динамика инфицирования колоса озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 грибами родов Fusarium и Alternaría, опытное поле КубГАУ, 2004-2006 гг.

Доминирование грибов рода Fusarium как возбудителей микозов колоса продолжалось в фазы цветения и молочной спелости. Однако в фазу молочной спелости частота встречаемости альтернариозной инфекции увеличилась в 11 раз по сравнению с фазой колошения. В фазы восковой и полной спелости колоса на долю альтернариозной инфекции в среднем приходилось уже 70 %, частота встречаемости фузариев в эти периоды сократилась в 6-10 раз и в среднем по годам составляла 10-15 %.

Максимальное поражение зерна грибами Fusarium и Alternarla отмечено в 2004 г. и составило 9,1 и 66.4 %. В 2005 и 2006 гг. фузариозного зерна оказалось в 1,5 и 1,9 раз меньше, а альтернариозного - в 1.3 и 1.8 раз соответственно (рисунок 7).

~ 2004 т. 2005 г. 2006 т.

5 Год

£

В Fusarium spp И Alternaría spp.

Рисунок 7 - Поражение зерна озимой пшеницы Краснодарская 99 представителями родов Fusarium и Alternaría, опытное ноле КубГАУ. 2004 - 2006 гг.

3.4 Влияние величины инфекционного потенциала гриба Septoria tritici на скорость инфекции в посевах озимой пшенииы сорта Краснодарская 99

Видовой состав возбудителей листовых микозов озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 представлен 21 видом патогенов, что составляет 53.9 % от общего количества выделенных микромицетов. На долю септориозной пятнистости, возбудители.

11

Рисунок 8 - Динамика распространения и развития септориозной пятнистости в посевах озимой пшеницы сорта Краснодарская 99, опытное поле КубГАУ. 2005 - 2006 гг.

Поражение листьев озимой пшеницы сопровождалось формированием большого количества жизнеспособного инфекционного начала. Величина жизнеспособных спор достигла 600 шт. на 1см2 здоровой ткани листа (рисунок 9), тогда как для развития эпифитотии достаточно 200 - 300 спор на 1см2 (Wal A.F. van der. Luuring. 1976: http://www.hgca.com/hgca/wdmg/Framesets/leafeniergeB.htm)

Septoria tritici, S. nodorum, S. trilicicola и бурой листовой ржавчины - Р. recóndita. приходилась всего 19.0 %. Однако сложившиеся погодные условия восприимчивость сорта, наличие инфекционного начала и биологические особенности патогенов, обусловили эпифитотийное развитие болезней в годы проведения исследований.

С целью уточнения роли инфекционной нагрузки гриба S. tritici в развитии скорости инфекции в посевах озимой пшеницы, проведен количественный и качественный мониторинг состояния популяции патогена. Исследования проводились в варианте с экстенсивной (000) технологией возделывания культуры.

В 2005 - 2006 гг. в фазу весеннего кущения при 100 %-ном распространении, развитие септориоза составило 27,3 %, что стало причиной гибели почти трети листового аппарата (рисунок 8).

кущение

выход в трубку колошение молочная спелость

Фазы вегетации

Рисунок 9 - Динамика формирования величины жизнеспособной инфекционной нагрузки гриба S. tritici в посевах озимой пшеницы сорта Краснодарская 99, опытное поле КубГАУ, 2005 -2006 гг.

В фазы выхода в трубку и колошения количество жизнеспособных спор гриба оставалось предельно высоким и превышало эпифитотийный уровень в 1,3 -2.5 раза. Как показали наблюдения, высокий запас инфекции при благоприятных погодных условиях 2005 г., и особенно 2006 г., обеспечил высокую скорость инфекции патогена в посевах

озимой пшеницы. Поражение листового аппарата сопровождалось обильным формированием спороношения гриба 5. 1пш. Количество жизнеспособных пикноспор на 1см2 здоровой ткани оказатось в 2,3-3.5 раза выше эпифитотийного уровня. В посевах озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 развилась высокая скорость инфекции, в 2006 г. заболевание приняло характер эпифитотии.

3.5 Влияние почвенного плодородия и минеральных удобрений на интенсивность поражения озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 бурой листовой ржавчиной

Современные системы защиты растений строятся на принципах интеграции различных методов, обеспечивающих, в первую очередь, управление фитосанитарным состоянием посевов. В условиях многофакторности процессов, происходящих в агроиенозах, заключение о целесообразности проведения защитных мероприятий должно строиться на фитосанитарной диагностике и фитосанитарной экспертизе (Санин, 2010).

В 2003 г. влияние плодородия почвы и минеральных удобрений на распространение и развитие бурой ржавчины проявилось уже в фазу всходов. На естественном фоне (00) отмечались единичные пустулы, в варианте с повышенной дозой минеральных удобрений (02) распространение и развитие заболевания оказалось соответственно в 3,2 и 3,4 раза выше (рисунок 10).

100

О- развитие, 'Уи Э - распространение, "/■<

Рисунок 10 - Влияние почвенного плодородия и минеральных удобрений на формирование инфекции бурой листовой ржавчины озимой пшенице сорта Краснодарская 99 в осенний период, опытное поле КубГАУ, 2003 г.

В максимальной степени поразились всходы в варианте сочетания повышенных уровней плодородия почвы и минеральных удобрений (22) - распространение и развитие ржавчины оказалось выше соответственно в 1.3 и 2,1 раз по сравнению с вариантом, где на естественном фоне применялись минеральные удобрения (02).

Оптимальные погодные условия в осенний период 2003 г. способствовали увеличению распространения и интенсивности поражения озимой пшеницы грибом Р гесопсИш в фазу осеннего кущения. На естественном фоне плодородия почвы и минерального питания (00) развитие и распространение заболевания увеличилось незначительно. На фоне повышенного плодородия почвы без применения минеральных удобрений (20) распространение увеличилось в 4,9 раза, развитие - в 3,0 по сравнению с естественным фоном (00). Однако в большей степени повлияла на поражение патогеном минеральная система в севообороте (02), чем плодородие почвы. В этом варианте развитие болезни было выше в 2,1 раза.

В весенний период 2004 г. сложились благоприятные погодные условия, обеспечившие эпифитотийное развитие гриба Р. recóndita (рисунок 11). В фазу выхода в трубку прослежено значительное увеличение развития бурой ржавчины (таблица 2).

и 60 70 ее ВО № va

Onoctir.lbiu ШЖ1ХП MUiI) Ч

£0 60 70 SC 90 КС 11C МАЙ

Рисунок 11 - Климаграммы оптимума развития Р. recóndita на озимой пшенице сорта Краснодарская 99, опытное поле КубГАУ, 2004 г.

Таблица 2 - Влияние плодородия почвы и минеральных удобрений на поражение озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 бурой ржавчиной в фазу выхода в трубку, опытное поле КубГАУ, 2004 г.

Вариант Развитие (%) на листе Распространение; %

индекс содержание гумуса, % доза минеральных удобрений втором третьем

00 2,9 без удобрений 0,4 1,7 1.1 64

20 3,5 без удобрений 0,6 3.9 2,3 89

02 2,9 Ь'шРцоК'М 1,8 5.7 3.8 100

22 3,5 N шРзоК-ю 2,6 8,9 5.8 100

Минимальное поражение листьев выявлено в варианте с естественным плодородием почвы без применения удобрений (00). а на фоне повышенного плодородия почвы (20). этот показатель оказалось в 2,1 раза выше. В большей степени на поражение ржавчиной оказала минеральная (02) и органоминеральная (22) система удобрений. В этих вариантах распространение болезни достигло 100 %, а развитие в среднем увеличилось соответственно в 3,5 и 5,3 раза по сравнению с естественным фоном (00).

Наличие инфекционного запаса гриба Р. recóndita в посевах пшеницы и оптимальные погодные условия свидетельствовали о целесообразности применения фунгицида. Но в изучаемых вариантах фактор защиты растений не предусмотрен, это дало возможность проследить за развитием скорости инфекции в последующие периоды вегетации культуры: в фазу колошения отмечена эпифитотия бурой ржавчины (таблица 3).

В вариантах с минеральной системой (02) и при сочетании применения органических и минеральных удобрений (22) состояние растений озимой пшеницы обеспечило лучшие условия для развития гриба Р. recóndita. Скорость инфекции в этих вариантах в среднем оказалась соответственно в 4,6 и 6,2 раз выше по сравнению с естественным фоном (00). Оптимальные для развития патогена условия в мае усилили проявление эпифитотии. в фазу молочной спелости зерна она достигла максимума.

Таблица 3 - Влияние плодородия почвы и минеральных удобрений на поражение озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 бурой ржавчиной в различные фазы вегетации, опытное поле КубГАУ, 2004 г.

Вариант Развитие (%) на листе в фазу Распросгранени

индекс 1 содержа- доза колошения молочной спелости е в фазу, %

ние гумуса, % минеральных удобрений 1 I 2 3 Хер 1 2 3 Хер колошения молочж» спелости

00 2.9 без удобрений 0 1,8 3.2 1,7 3.8 22,4 48.7 25.0 100 100

20 3.5 без удобрений 1,2 4,6 7.5 4,4 6,1 26,8 55,1 29.3 100 100

02 2,9 Nl2ePs«K-W 4.3 8.2 11,3 7,9 12,3 28,4 68,9 36.5 100 100

22 3,5 N120Р80К40 7,9 9,3 14,7 10,6 19,8 33,5 69.4 40,9 100 100

Таким образом, при интенсификации технологии возделывания озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 и прогнозе эпифитотийных условий для развития гриба Р. recóndita, роль фактора защиты культуры от патогена возрастает.

З.б Влияние почвенного плодородия и минеральных удобрений на интенсивность поражения озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 септориозом

В последние десятилетия большое значение в увеличении вредоносности септориоза имеют снижение почвенного плодородия и дисбаланс элементов минерального питания растений. В связи с этим в 2005-2006 гг. в условиях стационарного опыта нами прослежено влияние плодородия почвы и минеральных удобрений на развитие скорости инфекции септориоза в ценозе озимой пшеницы сорта Краснодарская 99. Фактором, ограничивающим развитие септориоза в эти годы, была высокая скорость инфекции бурой листовой ржавчины в 2004 г.

В 2005 г. развитие септориоза в весенний и летний периоды происходило при оптимальном температурном режиме и наличии капельной влаги (рисунок 12).

Откогктр.ньмая (иажяогЛг воздуха. ао Л ар «як

Рисунок 12- Климаграммы оптимума развития 5. й-Шс1 на озимой пшенице сорта Краснодарская 99, опытное поле КубГАУ, 2005 г.

Наблюдениями выявлено влияние уровней плодородия почвы и минерального питания, на распространение и развитие септориоза (таблица 4).

Таблица 4 - Влияние плодородия почвы и минеральных удобрений на поражение озимой

пшеницы сорта Краснодарская 99. опытное поле КубГАУ. 2005 г.

Вариант Развитие (% на листе в фазу Распространение

о содержание доза колошения молочной спелости в фаз у,%

(О 1 к гумуса, % минеральных удобрений 2 3 ^ср 1 2 3 Хер колошения молочноР спелости

00 2,9 без удобрений 7,6 9,4 8,5 3,2 13,9 21,6 12,9 61,0 84.0

20 3,5 без удобрений 4,7 6,5 5,6 1,4 11.2 15.8 9,5 48,0 63,0

02 2,9 Nuol'solQo 3,2 4,4 3,8 1,1 9,5 12,4 7,7 33,0 58,0

; 22 3,5 NijoI'SOK-IO 1,9 3,8 2,9 0,7 7,5 9,2 5,8 47.0 42,0

В варианте с естественным плодородием почвы без применения минеральных удобрений (00) в фазу колошения распространение септориоза составило 61.0 %, а развитие в среднем 8,5 %. На фоне повышенного плодородия (20) распространение болезни оказалось в 1,3. а развитие в 1,5 раз ниже по сравнению с контрольным вариантом (00). Применение повышенных доз минеральных удобрений (02) способствов&чо значительному сдерживанию поражения пшеницы S. tritici. распространение и интенсивность поражения оказались в 1,9 и 2,3 раза ниже по сравнению с естественным плодородием почвы (00). Наименьшая скорость инфекции септориоза в фазу колошения отмечена в варианте, сочетающем повышенные уровни плодородия почвы и минерального питания (22) - распространение в 2,0, а развитие 2,9 раза меньше по сравнению с естественным уровнем (00). В фазу молочной спелости интенсивность поражения септориозом в вариантах опыта выросла на фоне естественного плодородия (00) в 2.5, повышенного (20) - в 1,7 минеральной системы (20) и сочетания применения органических и минеральных удобрений - в 2.0 раза.

Таким образом, повышенное плодородие и сбалансированное -минеральное питание, создавая оптимальные условия для роста самого растения, повышают его иммунный статус по отношению к патогену.

Ранняя весна 2006 г., наличие в посевах инфекционного потенциала гриба S. triiici. оптимальные или близкие к ним погодные условия в последующие периоды вегетации озимой пшеницы (рисунок 13) способствовали массовому распространению и развитию септориоза (таблица 5).

30 25

I 20 А

!« ?

" 10 5

80 90 ISO

()ТНСГГ«,1ШЯ ШЖИОСП, Н0М)Ж

Л пр ел,

80

Опюмгедндя

Рисунок 13- Климаграммы оптимума развития 5. 1гШс1. на озимой пшенице сорта Краснодарская 99, опытное поле КубГАУ. 2006 г.

16

Таблица 5 - Влияние плодородия почвы и минеральных удобрений на поражение озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 септориозом, опытное поле КубГЛУ, 2006 г.

Вариант Развитие (%) на листе б фазу Распространение (%) в фазу,

индекс содержание гумуса. % доза минеральных удобрений колошения молочной спелости

2 3 Хер I 2 3 Хер колошения молочной спелости

00 2,9 без удобрений 13,9 19.7 16,8 7,2 35,7 45,2 29,4 68.0 100

20 3,5 без удобрений 9.7 14,9 12,3 6.4 29,5 41,4 25.8 47.0 100

02 2,9 К120Р80К40 6,7 10,5 10,8 4,9 23,1 32,6 20,2 39.0 100

22 3,5 ИиоРвсКдо 3,7 7,4 5,6 4,4 19,5 29,1 17,7 24.0 100

Погодные условия весеннего периода оказались настолько благоприятными для патогена, что в фазу колошения распространение и развитие септориоза оказались в 2,12,3 раза выше, чем в этот же период 2005 г. В условиях эпифитотии в максимальной степени были поражены ослабленные условиями роста растения озимой пшеницы (00). Однако, если в фазу колошения разница в поражении заболеванием по вариантам опыта была значительной, то в фазу молочной спелости она снизилась; во всех вариантах опыта отмечалось поражение флаг-листа. В этот период на 1 см2 здоровой ткани листа приходится от 500 до 600 спор гриба.

Таким образом, установлено, что в прогнозе характера развития популяции возбудителя септориоза важное значение имеют оптимальные температуры и наличие капельной влаги в виде осадков и обильных рос, особенно в уязвимую фазу развития озимой пшеницы - колошения.

3.7 Эффективность химической и биологической зашиты озимой пшеницы от болезней в зависимости от уровней плодородия почвы и минеральных удобрений

Комплекс агротехнических приемов в технологиях возделывания озимой пшеницы позволяет реализовать запрограммированный урожай и в то же время дает возможность контроля фитосанитарного состояния культуры. Анализ экологических показателей позволил определить характер развития популяций, выявить периоды накопления инфекции и сделать прогноз опасности заболеваний.

В условиях эпифитотии бурой ржавчины озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 2004 г. была определена эффективность химического фунгицида альто супер, КЭ (250+80 г/л) и биологического - вермикулен, ПС (0,2 л/га). Результаты проведенного нами эксперимента подтвердили роль применения минеральных удобрений в развитии популяции возбудителя бурой ржавчины (таблица 6).

Как минимальная, так и высокая дозы минеральных удобрений способствовали значительному повышению интенсивности поражения озимой пшеницы заболеванием. В течение 20 дней развитие ржавчины на флаговом листе при минимальной дозе увеличилось в 5,3, а высокой - в 6,1 раза. На втором листе степень поражения за этот период возросла в 6,3 раза, на высоком фоне минеральных удобрений - в 1,5 раза выше по сравнению с применением минимальной дозы. Отмечено, что без применения фунгицидов в течение 20 дней третий лист в максимальной степени поразился в варианте с применением высокой дозы минеральных удобрений, где развитие бурой ржавчины было на 21 % выше, чем на фоне минимальной дозы. При эпифитотийном развитии распространение болезни во всех опытных вариантах составило 100 %.

Таблица б - Поражение озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 бурой ржавчиной на фоне применения биологического и химического фунгицидов, опытное поле КубГАУ, 2004 г.

Вариант Развитие (%) на листе Распространение, %

содержание гумуса, % доза минеральных удобрений защита от болезней флаговом втором третьем до обработки через 20 дней после обработки

до обработки через 20 дней после обпяботки 5 к §1 ою о через 20 дней после обработки до обработки ь § 1 N о £ ш с 1С С. Its 3 щ у С tr S 5 с

3,2 N60P40K20 оез защиты 2,7 14,3 3.9 24.7 7,9 43,1 86.0 100

3,2 N60P40K20 вермикулен, ПС 3.1 7,7 4,2 18,3 8,0 38,1 100 100

3,2 N60P40K-20 альто супер, КЭ 2,8 1,0 3,7 12,9 7,8 3,1 100 100

3,2 без защиты 3,6 21,9 5,3 36,8 9,4 64,3 100 100

3,2 N24oPi6oKsc вермикулен, ПС 3,9 16,2 5,7 27,3 9,6 52,3^ 100 100

3,2 N24oPl6oK-8li альто супер, КЭ 4,0 2,7 4,9 5,1 10.4 12,9 i 100 100

Биологическая эффективность химического и биологического фунгицидов зависела от степени поражения растений озимой пшеницы бурой ржавчиной (рисунок 14).

Условные обозначения: 111 - среднее плодородие почвы, КмЛоКго. биологический метод защиты; 113- среднее плодородие почвы, NooPwKio, химический метод зашиты: 131- среднее плодородие ^гедРюо^зо,'биологический метод защиты;

133 - среднее плодородие почвы, NiioPicoKsc. химический метод защиты;

_] - флаговый лист; НИ - второй лист; Щ -третий лист

Рисунок 14 - Биологическая эффективность химической и биологической защиты озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 от бурой ржавчины, опытное поле КубГАУ. 2004 г.

В варианте, где вносилась минимальная доза минеральных удобрений (N60P40K20), биологическая эффективность была значительно выше, чем на фоне высокой дозы минеральных удобрений (^oPiioKgo)- На флаговом листе разница составила 1,8, на втором - 2,0. на третьем - 1,4 раза. На этом фоне минеральных удобрений химический фунгицид альто супер, КЭ, обеспечил через 20 дней после обработки максимальное подавление развития патогена. Биологическая эффективность на флаговом и втором листьях соответственно на 49,8 и 38,1 % выше по сравнению с биологическим фунгицидом.

Таким образом, при прогнозе эпифитотийного развития бурой ржавчины применение биологического фунгицида не обеспечивает защиты поражаемого сорта озимой пшеницы Краснодарская 99 от заболевания. В то время как фунгицид альто супер, КЭ, в течение 20 дней обеспечил надежную защиту от патогена.

В 2005-2006 гг., при позднем и слабом поражении растений бурой ржавчиной, когда потери урожая от этого заболевания были минимальными, зашита была нецелесообразна.

13

Однако в эти годы сорт Краснодарская 99 поразился септориозом и защита была направлена против этого заболевания. В опытпых вариантах на низком и высоком фонах минеральных удобрений выявилась роль этого приема в регулировании развития септориоза. В 2005 г., при среднем уровне развития популяции возбудителя, поражение патогеном в большей степени зависело от уровня минеральных удобрений (таблица 7).

Таблица 7 - Поражение озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 септориозом на фоне применения биологического и химического фунгицидов, опытное поле КубГАУ, 2005 г.

Вариант Развитие (%) на листе Распространение, %

содержание гумуса, % доза минеральных удобрений защита от болезней флаговом втором третьем | до обработки через 20 дней после обработки

до обработки через 20 дней после пбпябптки до обработки через 20 дней после пбпябптки до обработки через 20 дней после обплпотки____

3.2 NwP4OK2O без защиты 1,9 9.9 2,5 12,4 3,7 19,7 64,0 78,0

3,2 N60P40K20 вермикулен, ПС 1,1 5,6 2,7 7,9 4,3 11,3 59,0 68,0

3.2 N60P40K20 альто супер, КЭ 1,7 1,9 24 2,6 4,1 4,2 53,0 56.0

3.2 N240P]60K-S0 без защиты 0 3,6 1,9 10,3 3,2 14.9 41,0 68.0

3,2 N24oPl6oKso вермикулен, ПС 0 2,4 2,2 6,7 2,9 8,6 47,0 51,0

3.2 N24i:P|6oKso альто супер, КЭ 0 0 1,8 2,0 2,8 2,9 49,0 50.0

Анализ результатов показывает, что в фазу колошения на третьем листе поражение септориозом во всех вариантах было выше порога экономической целесообразности применения фунгицидов. В течение 20 дней погодные условия обеспечили умеренный уровень развития популяции возбудителя, на низком фоне минеральных удобрений развитие септориоза на флаговом листе увеличилось в 5,2 раза. На фоне высокой дозы минеральных удобрений развитие болезни на флаговом листе составляло 3,6 %, что в 2,8 раза меньше по сравнению с вариантом, где вносилась минимальная доза. На третьем листе септориоз развивался интенсивнее, и разница в развитии между фонами минеральных удобрений составила всего 4,8 %.

Биологическая эффективность фунгицидов зависела от степени развития септориоза, связанной с уровнями минеральных удобрений (рисунок 15).

При среднем уровне развития популяции возбудителя септориоза биологическая эффективность фунгицида биологического происхождения колебалось в пределах 34,4 -43,5 %. Такая токсичность препарата приостановила развитие патогена в течение 20 дней, но была недостаточной, чтобы снизить вредоносность заболевания. Биологическая эффективность фунгицида альто супер, КЭ, как на низком, так и на высоком фоне минеральных удобрений составила на флаговом листе 80 - 100 %, на втором - 79-80 %, на третьем - 78-80 %.

Следовательно, при среднем уровне развития популяции возбудителя септориоза в 2005 г. биологическая эффективность фунгицида альто супер, КЭ, была в 2,0-2,2 раза выше по сравнению с биологическим препаратом (вермикулен, ПС - 5 млрд спор/г). Однако в такой ситуации возможно использование биологической защиты озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 на посевах в природоохранных зонах.

111 113 131 133

Условные обозначения: 111 - среднее плодородие почвы, МаЛцК», биологический метод зашиты; 113 - среднее плодородие почвы, КбоРадК®, химический метод защиты; 131- среднее плодородие почвы, ^«Р^оК-вобиологический метод защиты; 133 - среднее плодородие почвы, ^«РмКах химический метод защиты:

- флаговый лист; ДД - второй лист; - третий лист

Рисунок 15 - Биологическая эффективность химической и биологической зашиты озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 от септориоза при среднем уровне развития популяции, опытное поле КубГАУ, 2005 г.

В 2006 г., как описано выше, погодные условия в фазу колошения озимой пшеницы были оптимальные для развития септориоза, и оно было в 2,1 - 2.3 раза выше, чем в 2005 г. В опытных вариантах по изучению эффективности химической и биологической зашиты при разных уровнях применения минеральных удобрений на среднем фоне плодородия почвы подтвердилось влияние этого фактора на развитие заболевания (таблица 8).

Таблица 8 - Поражение озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 септориозом на фоне применения биологической и химической зашиты и различных уровней минеральных удобрений, опытное поле КубГАУ, 2006 г.

Вариант Развитие (%) на листе Распространение, %

содержание гумуса, % доза минеральных удобрений защита от болезней ___ флаговом | втором | третьем до обработки | через 20 дней после обработки

до обработки через 20 дней после обработки ДО обработки через 20 дней после ( обработки до обработки через 20 дней после обработки

3,2 без защиты 1,2 1 15,3 3,3 29,1 5.1 32.6 49,0 100

3,2 ЗДоКд, вермикулен, СТ 0,9 9.1 3,8 ' 16,3 4.9 20,3 53,0 100

3,2 ^боР-юКго альто супер,КЭ 1,0 1,2 3,2 4,1 4,6 4.9 51,0 100

3,2 N2.10Pi60K.8O без защиты 0 3,3 2.7 16,2 3,2 24.7 34.0 100

3,2 N 240Р1 боКхо вермикулен, СГ 0 1,9 2,4 : 7,8 3,4 13,1 29,0 100

; з,2 NMOPiooK.SC альто супер,КЭ 0 0,8 2,2 ! 2,6 3,1 3,3 32,0 100

Анализ полученных результатов подтверждает, что скорость инфекционного процесса возбудителя септориоза в 2006 г. была выше, что характеризует развитие популяции как эпифитотийное. На флаговом листе в варианте с минимальной дозой минеральных удобрений (контроль) в течение 20 дней развитие септориоза у величилось в 12.8 раза. Применение высокой дозы минеральных удобрений способствовало снижению поражения флагового листа в 4.6 раза по сравнению с вариантом, где использовалась минимальная доза,

Интенсивно заболевание развивалось в течение 20 дней на втором листе, при внесении минимальном дозы минеральных удобрений этот показатель увеличился в 8,8, а на высоком - в 6,0 раз по сравнению с предыдущим учетом. Такое же развитие заболевания наблюдалось в контроле и на третьем листе. Интенсивность развития септориоза сказалась на величине биологической эффективности (рисунок 16).

Условные обозначения: 111 - среднее плодородие почвы, NmP.mK,» биологический метод защиты; 113 - среднее плодородие почвы, Т^оРцоК-го- химический метод зашиты; 131- среднее плодородие почвы, N^yP^oKso биологический метод защиты; 133 - среднее плодородие почвы, Nj4oPifinK.gr, химический метод защиты;

ЩЦ - флатовый лист; ЩЩ' - второй лист; | -.- >"| - третий лист Рисунок 16 - Биологическая эффективность химической и биологической защиты озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 от септориоза при эпифитотийном развитии, опытное

поле КубГ'АУ, 2006 г.

Эффективность биологической защиты в варианте с низким уровнем минеральных удобрений была на 2-5 % ниже, чем в 2005 г. Однако если учесть, что наблюдалось эпифитотийное развитие септориоза, уровень биологической эффективности 35-40 % не обеспечивает защиты от заболевания. Недостаточно эффективной оказалась биологическая зашита и в варианте с высоким фоном минеральных удобрений.

При эпифитотийном развитии септориоза в течение мая химический фунгицид альто супер, КЭ эффективно защитил растения озимой пшеницы от заболевания. Максимальная биологическая эффективность получена на флаговом листе, независимо от различающихся показателей развития на фоне изучаемых уровней минеральных удобрений. На втором и третьем листьях эффективность фунгицида была высокой, по на 8-12 % ниже, чем на флаговом листе.

Таким образом, полученные результаты показали, что при среднем уровне развития популяции возбудителя септориоза в природоохранных зонах, а также на фоне повышенного и высокого уровней минеральных удобрений возможно применение биологического препарата вермикулен. ПС (0.2 л/га) в фазу колошения озимой пшеницы сорта Краснодарская 99. При эпифитотийном развитии заболевания биологическая защита оказалась неэффективной. Независимо от уровней минеральных удобрений, высокую биологическую эффективность обеспечил химический фуигицид альто супер, КЭ: 92-97 % - на флаговом листе. 83 - 84 % -на втором листе. 85-87 % - на третьем листе. Применение химической защиты от септориоза способствует снижению запаса инфекции заболевания. Установлено, что факторы плодородия почвы минеральных удобрений и защиты растений оказывают существенное влияние на накопление инфекционного начала возбудителя септориоза.

Глава 4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ХИМИЧЕСКОЙ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ОТ ЛИСТОВЫХ МИКОЗОВ

Сорт озимой пшеницы Краснодарская 99 относится к группе стабильно высококачественных и способен формировать урожайность до 100 ц/ra. Однако в условиях производства этот сорт не всегда реализует свои потенциальные возможности, ввиду несоответствия условий выращивания требованиям этого сорта.

В изучаемых нами вариантах в зависимости от технологии выращивания урожайность сорта Краснодарская 99 варьировала в пределах от 45,1 до 75,7 ц/га. В связи с различным уровнем урожайности и цены на реализуемое зерно стоимость валовой продукции по вариантам опыта значительно колебалась (в ценах 2008 г.). Так, в вариантах с применением экстенсивной технологии стоимость валовой продукции составила 18,0 тыс. руб./га. По мере повышения уровня плодородия и минерального питания с применением системы защиты растений стоимость валовой продукции постепенно увеличилась до 36,3 тыс. руб./га не только за счет повышения урожайности, но и за счет улучшения качества зерна.

Минимальные производственные затраты были в контроле (000) и в варианте, где не вносились минеральные удобрения. По мере интенсификации производства этот показатель возрос в 1,4- 2,1 раза и достиг максимума при интенсивной технологии - 3,73 тыс. руб./га.

Наименьшая себестоимость продукции - 2,3 тыс. руб./'т, была отмечена в контроле (000) -с увеличением производственных затрат увеличивалась и себестоимость и достигла максимума - 2,16 тыс. руб./т, в варианте с высоким уровнем плодородия, применением высоких доз минеральных удобрений и биологическим методом защиты растений (331).

Минимальный чистый доход (5,6-7,8 тыс. руб./га) был получен в контроле (000) и в варианте с высоким уровнем плодородия, применением высоких доз минеральных удобрений и биологическим методом защиты растений (331). Это свидетельствует о том, что экстенсификация и интенсификация агротехнических приемов экономически не оправданны. Максимальная величина чистого дохода составила 19,1 тыс. руб./га в варианте 113, что на 4,2 тыс. руб. больше по сравнению с вариантом интенсивной технологии.

При оценке рентабельности изучаемых вариантов оказалось, что наивысшим этот показатель оказался в варианте со средним уровнем плодородия почвы, внесением средних доз минеральных удобрений под все культуры в севообороте, в том числе под озимую пшеницу, N60P40K20 и химической защитой от комплекса вредных организмов, что в 1,9 раза выше, чем при биологической защите.

ВЫВОДЫ

1. В результате фитопатологического мониторинга в агроценозе озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 выделено и идентифицировано 39 микромицеов, которые в таксономическом положении представляли царство настоящих грибов {Fungí), два отдела: Ascomycota, Basidiomycota, группу Anamorpha fungí и пять классов: Euascomycetes, Teliomycetes. Hyphomycetes, Coelomyceles и Agonomycetes. При этом 84,6 % изолированных микромицегов представляли классы Hyphomycetes, Coelomyceles и Agonomyceies, относящиеся к группе Anamorpha fungí. Патогенные грибы имели все формы существующей паразитической специализации - от некротрофов до теми- и биотрофов. Узкоспециализированные биотрофные микромицеты: Blwneria graminis, Puccinia recóndita. Р. striiformis, Р.graminis составили 10,3 %, гемибиотрофы: Drechslera trítici-repentis.

Septoria nodorwn, S. triiici, S. triticicola, Gibellina cerlalis, Microdochium nivale - 15,3 %, a на долю некротрофных видов приходится 74,3 % от выделенных микозов.

2. Патогенный комплекс возбудителей корневых гнилей представлен 22 видами грибов (56,4 %). Частота встречаемости грибов рода Fusarium в этом комплексе составляет 36,4 %. Доминируют виды M. nivale, F. culmorum и F. solani, на их долю приходилось соответственно 43,1; 17,7 и 13,5 % от общего количества выделенных фузариев. Частота встречаемости остальных видов не превышала 3 - 6 %. Прослежена динамика нарастания частоты встречаемости фузариев от 37,8 %, в фазу осеннего кущения, до 53,2 и 85,1 % соответственно в фазы весеннего кущения и выхода в трубку растений.

3. Патогенный комплекс микозов колоса представлен 22 видами грибов (56,4 %). Патогены практически в равной степени заселяли все составляющие структуры колоса так, из чешуи изолировано 22 (56,4 %); из стержня - 21 (53,9 %) и зерна - 20 (51,3 %) видов микромицетов. Ядро патогенного комплекса составляют грибы M. nivale, F. gramincamm и мелкоспоровым представителям рода Alternarla. В фазу колошения - цветения доминируют фузарии, частота их встречаемости в среднем составляет 80-95 %. В последующий период прослежена сукцессия доминирующих видов. В фазы восковой и полной спелости колоса доля фузариев уменьшилась в 6-10 раз, а видов рода Alternaria возросла до 70 %.

4. Видовой состав возбудителей листовых микозов озимой пшеницы сорта представлен 21 видом патогенов (53,9 %). На долю возбудителей септориозной пятнистости - Septoria triiici, S. nodorwn, S. triticicola и бурой листовой ржавчины - P. recóndita, приходилось 19,0 %. Сложившиеся погодные условия, восприимчивость сорта и биологические особенности патогенов обусловили эпифитотийное развитие бурой листовой ржавчины в 2004 г. и септориозной пятнистости в 2006 г.

5. Установлено, что в посевах озимой пшеницы начиная с фазы весеннего кущения и до молочной спелости в пикнидах гриба S. tritici в среднем формируется от 400 до 700 жизнеспособных пнкноспор на 1см" здоровой ткани листа. Этот уровень инфекционной нагрузки обеспечил высокую скорость инфекции септориоза в посевах озимой пшеницы, что привело к эпифитотийному характеру поражения растений в условиях 2006 г.

6. В условиях вегетации озимой пшеницы в 2003 - 2004 гг. оптимальные температуры и влажность воздуха позволили сформироваться запасу инфекции бурой листовой ржавчины и развиться эпифитотии. Нарастанию инфекционного начала и значительному поражению растений способствовала интенсификация технологии возделывания озимой пшеницы - минеральная система удобрений (внесение под озимую пшеницу N12oPhoK4o), а также сочетание повышенного уровня плодородия (внесение один раз в ротацию 400 т/га навоза + 400 кг/га Рг05) с внесением повышенных доз минеральных удобрений (N2.;oPi6o^8o)- В этих условиях возрастает роль применения фунгицида химической происхождения.

7. При умеренном развитии популяции возбудителя септориоза повышенные уровни плодородия почвы и минеральных удобрений обеспечивают снижение развития и распространения заболевания в 2,5 - 4,1 раза по сравнению с естественным фоном (2005 г.). При эпифитотийном развитии септориоза (2006 г.) плодородие почвы и минеральные удобрения, хотя и сдерживают развитие патогена, но степень поражения достигаег высоких показателей, что является основанием для применения фунгицида химического происхождения.

8. При среднем уровне развития популяции возбудителя септориоза в природоохранных зонах, а также на фоне повышенного и высокого уровней минеральных удобрений возможно применение биологического препарата вермикулена, ПС в фазу колошения озимой пшеницы сорта Краснодарская 99. При эпифитотийном развитии

23

заболевания биологическая защита оказалась неэффективной. Высокую биологическую эффективность, независимо от дозы минеральных удобрений, обеспечил химический фунгицид альто супер, КЭ - 92 - 97 % - на флаговом листе, 83 -84 % - на втором листе, 85 - 87 % - на третьем листе.

9. Расчет экономической эффективности показал, что возделывание озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 по интенсивной технологии обеспечило чистый доход 14,9 тыс, руб с га. Применение химической защиты на низких фонах плодородия увеличило чистый доход до 19,1 тыс. руб, а окупаемость - 2,6 руб с га. Применение биологической защиты на низких фонах плодородия и минерального питания обеспечило чистый доход 8,7 тыс. руб., а окупаемость - 1,2 руб. с га.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Рекомендовать производству при возделывании современных среднеустойчивых и восприимчивых к септориозу и бурой листовой ржавчине сортов озимой пшеницы технологию, основанную на сочетании:

- рекомендуемого способа основной обработки почвы, включающего чередование отвальной и безотвальной обработки в полевом севообороте:

- применение в системе севооборота средней дозы минеральных удобрений, в том числе под озимую пшеницу Ы12оРХоК4о;

- для защиты посевов от болезней в годы умеренного развития применение биологической, эпифитотийного - химической защиты растений.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Горьковенко B.C., Оберюхтина Л.А., Е.А. Куркина. Вредоносность гриба Microdochium nivale в агроценозе озимой пшеницы / Л.А. Оберюхтина // Защита и карантин растений. - М., 2009. - С. 34 - 36.

2. Пикушова Э.А, Шадрина Л.А, Оберюхтина Л.А., Квашин А.А. Влияние почвенного плодородия и минеральных удобрений на интенсивность поражения озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 бурой ржавчиной / ЛА. Оберюхтина,Э.А. Пикушова, Л.А. Шадрина, А.А. Квашин // Труды Кубанского ГАУ. - 2011. 2 (29). - С. 107-110.

Публикации в прочих изданиях

3. Девяткина, Л.А. (Оберюхтина Л.А.) Лабораторная оценка сортов озимой пшеницы на устойчивость к корневым гнилям / Л.А. Девяткина // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы пятой региональной научно-практической конференции молодых ученых (18-19 декабря 2003 г.), КубГАУ. - Краснодар, 2003. - С. 85-86.

4. Девяткина, Л.А.(Оберюхтина Л.А.) Эффективность защиты озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 от бурой ржавчины / Л.А. Девяткина // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы VI регион, науч. - пракг. конф. молодых ученых, КубГАУ. - Краснодар, 2004, - С. 92.

5. Оберюхтина, Л.А. Влияние погодных условий на развитие септориоза озимой пшеницы / ЛА.Оберюхтниа // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы VII региональной науч.-практ. конференции молодых ученых (&-9 декабря 2005 г.).- Краснодар; КубГАУ, 2005. - С.113-114.

6. Оберюхтина, JI.A. Влияние агротехнических приемов на поражение озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 септориозом / Л.А. Оберюхтина // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы V111 регион, науч.-прак. конф. молодых ученых (7-8 декабря 2006 г.). - Краснодар; КубГАУ, 2006, -С. 124 -125.

7. Шадрина Л.А., Оберюхтина, Л.А. Эффективность химического препарата альто супер в условиях эпифитотийного развития бурой ржавчины озимой пшеницы / Л.А. Оберюхтина, Л.А Шадрина, Е.В. Воронкина, / Студенчество и наука: к 85- летию Кубанского аграрного университета. - Краснодар, КубГАУ 2007, - С.91-92.

8. Горьковенко B.C., Оберюхтина, Л.А., Е. Седова Структура комплекса грибных возбудителей черни колоса озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 / Л.А. Оберюхтина // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы I всероссийской науч.-прак. конф. молодых ученых (7-8 декабря 2007 г.), КубГАУ. - Краснодар. 2007, -С. 100.

9. Горьковенко B.C., Бондаренко И.И, Оберюхтина, Л.А. Микромицеты - как возбудители черни колоса озимой пшеницы / Л.А. Оберюхтина, // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы II всероссийской науч.-прак. конф. молодых ученых (19-21 ноября 2008 г.), КубГАУ. - Краснодар. 2008, - С. 115.

10. Оберюхтина, Л.А. Влияние технологий возделывания на накопление инфекционного потенциала Septoria tritici Rob. et. Desm в агроцедазе озимой пшеницы / Л.А. Оберюхтина // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы III всероссийской науч.-прак. конф. молодых ученых, КубГАУ. - Краснодар, 2009. - С. 161-162.

11. Горьковенко B.C. Оберюхтина Л.А. Влияние погодных условий на развитие бурой ржавчины озимой пшеницы в условиях Западного Предкавказья // современные проблемы науки и образования - 2011.- № 6 (приложение "биологические науки"). С.8.

Подписано в печать 9.06.2011г. Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная Офсетная печать Печ. л. 1 Заказ № 452 Тираж ¡00 экз._______ ____________________________________

Отпечатано в типографии КубГАУ 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Оберюхтина, Лидия Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Комплекс микозов и их вредоносность в агроценозе озимой пшеницы.

1.2 Влияние плодородия почвы на фитосанитарное состояние озимой пшеницы.

1.3 Влияние минеральных удобрений на фитосанитарное состояние озимой пшеницы.

1.4 Эффективность химических и биологических средств в системе защиты озимой пшеницы от патогенов.

2 МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.

2.1 Методы исследований.

2.2 Агротехника озимой пшеницы сорта Краснодарская 99.

2.3 Агроклиматическая характеристика центральной зоны Краснодарского рая. Особенности метеорологических условий.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.1 Структура патогенного комплекса микозов озимой пшеницы сорта Краснодарская 99.

3.2 Патогенный комплекс возбудителей корневой гнили озимой пшеницы сорта Краснодарская 99.

3.3 Микозы колоса озимой пшеницы сорта Краснодарская 99.

3.4 Влияние инфекционного потенциала гриба БерЮгга ЫИс1 на скорость инфекции в посевах озимой пшеницы сорта Краснодарская 99.

3.5 Влияние почвенного плодородия и минеральных удобрений на интенсивность поражения озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 бурой листовой ржавчиной.

3.6 Влияние почвенного плодородия и минеральных удобрений на интенсивность поражения озимой пшеницы сорта

Краснодарская 99 септориозом.

3.7 Эффективность химической и биологической защиты озимой пшеницы от болезней в зависимости от уровней плодородия почвы и минеральных удобрений.

4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ.

ВЫВОДЫ.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Комплекс факторов, влияющих на поражение озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 микозами на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья"

Актуальность темы Северный Кавказ как основной производитель зерна в России ежегодно теряет от 4,5 до 10,5 ц/га пшеницы (Санин и др., 2000). Одной из основных причин такого ущерба являются массовые вспышки грибных болезней, среди которых наиболее распространенными и вредоносными являются бурая листовая ржавчина (Puccinia recóndita f. sp. triticí) и септориозная пятнистость (доминирующий вид Septoría tritici Roberge ex Desm.). В Краснодарском крае периодически увеличивается распространение и вредоносность бурой листовой ржавчины, что объясняется как состоянием популяции патогена, так и долей в ассортименте поражаемых сортов. Падение почвенного плодородия, дисбаланс элементов питания приводит к ослаблению растений озимой пшеницы и усилению вредоносности септориоза. Болезнь ведет к угнетению роста, преждевременному усыханию листьев, уменьшению длины и озерненности колоса, щуплости зерна. Потери урожая могут достигать 50% (Артёмова, 2005; Роженцова, Шуляковская, 2005). В создавшихся условиях возросла роль интегрированного подхода к защите озимой пшеницы, позволяющего оптимизировать фитосанитарное состояние ценоза культуры. Такой подход следует рассматривать как систему управления патогенами, в которой используются все доступные приемы и методы для поддержания состояние популяции вредного организма ниже порога, вызывающего экономически существенные потери (Фадеев, Новожилов, 1984).

Связь работы с государственными научными программами, планами, темами. Диссертационная работа выполнялась с 2004 по 2006 г. в соответствии с планом научных исследований Кубанского государственного аграрного университета, регистрационный номер - 01200113457. Стационарный полевой опыт, на базе которого проводились исследования, включен в реестр длительных опытов с удобрениями и другими агрохимическими средствами защиты растений Российской Федерации (2002).

Цель и задачи исследований Цель исследований состояла в изучении особенностей формирования патогенного комплекса микромицетов в агроценозе озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 и приемов управления их популяциями путем сочетания факторов плодородия почвы, минерального питания и защиты растений.

В задачи исследований входило:

- определить особенности формирования патогенного комплекса микромицетов в агроценозе озимой пшеницы и ранжировать его по трофической, филогенетической и органотропной специализации;

- уточнить цикл развития и источники инфекции гриба S. tritio i и определить роль первичных очагов болезни в формировании инфекционного потенциала в посевах озимой пшеницы;

- выявить комплексное влияние почвенного плодородия и минерального питания на интенсивность поражения озимой пшеницы микромицетами Р. recóndita и S. tritici на фоне рекомендованной системы основной обработки почвы;

- оценить эффективность биологических и химических средств защиты озимой пшеницы от листовых микозов.

Научная новизна. В агроценозе озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 проведен мониторинг формирования патогенного комплекса микромицетов, который ранжирован по таксономическому положению, трофической и органотропной специализации. Определены доминирующие виды возбудителей корневых гнилей, микозов колоса и листьев культуры. Проведен количественный и качественный анализ состояния популяции гриба S. tritici и уточнена роль величины инфекционной нагрузки патогена в развитии скорости инфекции в посевах озимой пшеницы. Впервые в условиях Краснодарского края на черноземе выщелоченном на фоне рекомендованной системы основной обработки почвы осуществлена комплексная оценка одновременного влияния факторов плодородия почвы, минерального питания, биологической и химической защиты на фитосанитарное состояние озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 по предшественнику подсолнечник.

Практическая значимость работы. Производству предложено экономически обоснованное применение биологической и химической систем защиты озимой пшеницы сорта Краснодарская 99 от возбудителей листовых микозов на различных уровнях плодородия и минерального питания. Рекомендовано применение в севообороте средней, дозы (М12оР8оК4о) минеральных удобрений под озимую пшеницу; при прогнозировании эпифитотийного развития бурой ржавчины и септориоза опрыскивание химическим фунгицидом альто супер, КЭ (0,5 л/га), при среднем уровне развития болезней и в природоохранных зонах применение биологического препарата вермикулена, ПС (0,2 л/га).

Апробация результатов исследований. Основные результаты исследований были доложены на региональных научно-практических конференциях молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (Краснодар, 2003-2007 гг.); на всероссийских научно-практических конференциях молодых ученых (Краснодар, 2008, 2009 гг.); на ежегодных научных конференциях преподавателей Кубанского государственного аграрного университета (Краснодар, 2004-2009 гг.).

Публикация результатов исследований. Материалы диссертации опубликованы в 11 работах, в том числе в двух изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 152 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов, предложений производству и приложения, содержит 30 рисунков, 16 таблиц. Список литературы включает 240 наименований, в том числе 43 -иностранных авторов.