Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

КУЛЬТИГЕННЫЙ АРЕАЛ БАРБАРИСА — ПРОМЕЖУТОЧНОГО ХОЗЯИНА СТЕБЛЕВОЙ РЖАВЧИНЫ КУЛЬТУРНЫХ И ДИКОРАСТУЩИХ. ЗЛАКОВ В КУРГАНСКОЙ ОБЛАСТИ

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "КУЛЬТИГЕННЫЙ АРЕАЛ БАРБАРИСА — ПРОМЕЖУТОЧНОГО ХОЗЯИНА СТЕБЛЕВОЙ РЖАВЧИНЫ КУЛЬТУРНЫХ И ДИКОРАСТУЩИХ. ЗЛАКОВ В КУРГАНСКОЙ ОБЛАСТИ"

А -36

На правах рукописи Пруеова Надежда Геннадьевна

Культягевный ареал варбарвса — промежуточного хозяина стеблевой ржавчины культурных и дикорастущих злаков в Курганской области

06,01.11 - защита растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Курган 2005

Работа выполнена в ФГОУ ВПО « Курганская государственная сельскохозяйственная академия имени Т.С. Мальцева» в 2003-2005 гг.

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.П. Голощапов

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.И. Широков

кандидат сельскохозяйственных наук И.Н, Порсев

Ведущая организация:

ФГУ «Федеральная государственная территориальная станция защиты растений по Курганской области»

Зашита диссертации состоится « 26 » декабря 2005 г. а 12 часов на заседании диссертационного совета КМ 220.039.01 при Курганской государственной сельскохозяйственной академии имени Т.С. Мальцева

Адрес: 641300, Курганская область, КетовскиЙ район, с. Лесниково, сельхозакадемия, зал заседаний Ученого совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Курганской государственной сельскохозяйственной академии Т.С. Мальцева

Автореферат разослан « 26 » ноября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационно го совета, доцент

Н.Н. Маковеева

Актуальность темы. Одной из серьезных причин вязкой урожайности ошешиш я кормовых мятликовых культур периодически является поражаемосгь их стеблевой ржавчн-вой. В годы эпифитотиА болезнь развиваете« настолько сильно, что последействия ее на этих культурах опустошительны. Изучение болезни до настоящего времени не проводилось. Более того, существует мнение о том, что она появляется к асследуемой зове очень'редко, а поэтому-вредоносность от нее недооценивается.

Кроме того, в научной литературе возбудителю стеблевой ржавчины в зоне наследования приписывают неполный цикл развития, что затрудняет проведение более углубленных исследований в области зашиты. В связи с этим, назрела необходимость уточнения цикла развитая этого заболевания.

Цель исследований. Основной целью исследования является уточнение цикла развитая стеблевой ржавчины к связи с культнгенным ареалом барбариса в Курганской области'.

Задачи исследования 1. Модифицировать методы наследований промежуточного хозяина—барбариса. 2* Изучить структуру рода промежуточного хозяина в состав поражаемых видов семейства Мятанковые.

3. Исследовать географическое распространение а цикл развитая ржавчины барбариса нам в Курганской области.

4. Сформулировать концепцию краткосрочного прогноза вредоносной роли промежуточного хозяина.

5. Предложить систему превентивных мероприятий по ограничению распространения барбариса на территории Уральского региона.

11а запцпу выносятся следующие положения: ] - новые методы работы с объектами исследований; 2 - структура рода барбариса, состав поражаемых видов семейстаа Мятляко-выс н особенность его распространения по зонам; 3 - концепция краткосрочного прогноза вредоносной роля барбариса; 4 - смена урединиогеиерацнй стеблевой ржавчины на кормовых злаках; 5 - система превентивных мероприятий ПО ограничению распространения барбариса. Предложены новь» метода исследований.

Научная яовдзяа. В этнологическом и диагностическом плаве впервые выявлена роль барбариса в цикле развития стеблевой ржавчины в Курганской области, определена видовая специфичность ржавчины, численность уредвнаогенераций на кормовых злаках (пырей, кострец), изучены ноше подходы к формированию резервных зон этой болезни, приуроченных х бассейнам рек Тобол, Исеть, Маасе, Уй, защитных полос вдоль железнодорожных к автомобильных магистралей.

Практическая псрв<?ст> работы, Результаты исследование могут быть использованы службами защиты растений, прогноза в производителями зерновой а кормовой продукции, а также лабораториями иммунитета научно-исследовательских учреждений.

Апрофш-вз рабрдд. Результаты проведенных исследований были доложены на: Всероссийской научно-практической конференции, посвященной бО-летюо со дня образования Курганской области я 90-летию сельскохозяйственной науки Зауралья (Курган, 2002 г.); Международной яаучно-ирактнческой конференции, посвященной 60-летию образования Курганской государственной сельскохозяйственной академии имени Т.С. Мальцева (Курган, 2004 г.); VII Всероссийской научно-праютческой конфереишн (Пенза, 2004 г.); Межрегиональной научно-практической конференции (Курган, 2004 г.); Второй Международной конференции «Биотехнология - охране окружающей среды» (Москва, 2004 г.).

По материалам диссертации опубликовано 7 научных статей

Структура и рб>ем гпцддггяруи Дпг-суртяпиа изложена на 17В страницах. Работа состоит из введения, 4 глав, разделов, выводов н предложении производству, иллюстрирована 20 таблицами, 24 рисункам«, содержит б приложений. В списке литературы представлено 214 источников, в том числе 37 иностранных. ____

j РГАУ-МСХА

имени К.А. Тимирязева ЦНБ имени Н.И. Желсз^оя* 3 Фонд научный литературы

№ лЧА.^ГЯа-

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Методы яссл»ао8»явй

Основные исследования выполнены с применением разработанных нами методов, приспособленных к местным условиям. В их чясле: 1) подсчет числа базйдиоспор при заражения густа барбариса; 2) подсчет однородности мшоспор; 3) определение форм ржавчины па дикорастущих маках; 4) определение форм стеблевой ржавчины по степени поражения дикорастущих таков в природе; 5) методика подсчета базвдиоспор и урединиоспор с помощью стекол; 6) определение дм заражения барбариса; 7) определение заражения явстьеа в световой камере в лаборатории.

Кроме того, нами использовались следующие методика других авторов, в частности, дня учета степени поражения растений ржавчиной првменяли известную шкалу Стекмаяа-Хемптона; тип реакции определяли по шкале № 3; индуцнбельность и репрессибеяьпостъ оперонов описаны no AJL Голощапову.

Для вскусственного заражения листьев растений применяли световую камеру к слабые растворы бензимлдззола.

Хранение собранного зараженного материала осуществляли в эксикаторах при постоянной влажности.

Наблюдение за летом базвдиоспор, зций и телиоспор проводили с помощью стандартны*. ловушек. Определение понята ta терминов дано по HJL Кутафьевой, ЗЛ1 Азбуки-ной.

При расчете числа уредкниогеиерашгВ на пырее применяли известные формулы, цитированные во многих работах.

Определение температуры я влажности воздуха осуществляли по методикам к с помощью соответствующих проборов аа метеостанциях. Крупномасштабные маршрутные исследования проведены в период учебных полевых практик со студентами Курганского государственного университета с целью выявления ареалов распространения барбариса н дикорастущих злаков с последующим картированием их точечным методом, л также с учетом зональности tro Н.И. Науменко.

При проведении микологических исследований использовали микроскоп «Биолам-1М» при увеличении: 3,2/0,10 (*10), 10/0,25 С* 10), 40/0,65 (*10). Для макро- и микросъемки использовали фотоаппарат «Зевит-ЕТ» с комплектом высадочных колец в мнкронасадкой МФН-1 с фотоаппаратом «Зоркий».

Математическую обработку выполняли по Б.А. Доспехову с расчетом параметров вариационных рядов, корреляции и регрессии.

2. Результаты исследований

2.1 .Модификация методов исследования промежуточного хозяева Berberís vulgaris

Поскольку изучение промежуточного хозяина и его роли при заражении дикорастущих злаков в условиях Зауралья, в частности в Курганской области, проводится впервые, то ряд методических подходов, известных фигопвтологической науке и уже ставших классикой, требуют модификации, то есть своеобразного приспособления их к конкретным условиям места исследования. Мы модифицировали следующие методики, то есть внесли в них элементы собственных улучшающих разрешающую способе ость их составляющих: 1) модификация методики подсчет» числа базилвоспор ври заражении куста барбариса; 2) модификация подсчета инфекшюнности куста; 3) модификация подсчета однородности зциоспор; 4) модификация методики изучения заспоренностн листьев барбариса; 5) модификация методики искусственного заражения листьев злаков с помощью бензнмидазола в специально разработанное для этих целей свстовоб камере; 6) модификация методика изучения влияния температуры на скорость заражения барбариса; 7) модификация методики выделения эпий из пустул; 8) модификация методики определения форм стеблевой ржавтеиы; 9) модификация методики сохранения пучков цепочек эциоспор; 10) модификация методики террасного изу-

чевшг распространенности урединнй ва дикорастущих злаках н барбарисе; 11) модификация методики учета динамики заражеамя листьев барбариса.

Относительно глубины я вовязны внесенных изменений при модификация тех или иных методик следует отметить. Что ряд их сформулировав полностью н в связи с этим они приоритетны, что касается других, то в иях внесен один шля весколысо элементов, улучшающих я упрощающих работу, что дает нам право считать их модификациями известный методов.

2.2.Подсчет Числя базидиосиор ттря заражеаня куста барбариса

По Стэкману этшальное штао образуется от двух башдаосвор, поэтому ыы считаем на листьях барбариса пары эдноспор. Как это мы пришагаем делать: I. Считаем количество пустул на один побег, % Определяем количество побегов на кусте; 3, Поскольку на побеге обычно поражается от 7 до 65% листьев, то общее количество листьев на побег мы умножаем на предложенный вамв коэффициент, значения которых следующие: первая декада нюня - 0,07-0.13; вторая декада пои - 0,14-0,52; третья декада июня - 0,65; 4. Расчетным путем определяем количество пораженных листьев по датам; 5, Определяем среднее количество пустул на один побег, б. Количество пустул умножаем на 2, чтобы узнать число пар базндн-оспор, участвовавших в поражении куста. Это делается подекадно; 7. На основании расчетов составляется График лета базндиоспор и образование эщюпустул (Рис.1 ж 2).

200

г з

Декады июня

Рисунок 1 - Динамика лета базидиосиор по декадам июня по Н.Г. Прусовой, 2003-2095 гг.

6 10 13 15 17 19 21 23 25 27 29

Рисунок 2 - Динамика накопления адиопустул ва листьях

ВегЬепз \utgaris по Н.Г. Прусовой, 2003-2005 гг.

Пример применения методики %.

13.П«дгпт однородности эакоспор

Сущность моди филированной методики опирается ва исследования НА. Наумова. По его данным однородными по формообразованию являются только отдельные цепочке эпий, В сдоя с этим вам было необходимо сохранять целостность цепочек, так как на препаратах для микроскопировання их сохранять практически невозможно: они рассыпаются про малейшем прикосновении при препарщЛьании.

Чтобы сохранить пучке цепочек нами предложено выдержать листья С эциалыгой стадией в слабом растворе питьевой соды в течение 12 часов. Пря угон цепочки отдельного ложа сохраняются полностью и представляют собой многолучевую звезду.

Сведений по этому доведу в научной литератур« мы не иаходалн в, возможно, это связано с некоторой ведооцеккоД сохранена« яшосиор в цепочках, В отношении цикла развития ржаьчнвы это может и ве играет определенной роди, во в микологических исследованиях, особешю при подсчете эциоспор это занимает ве последвее место. В связи с этим нам удавалось легко подсчитывать численность эпвоспор при михроскопнрованин.

Чем можно объяснить роль среди? На первый взгляд osa должна, наоборот, способствовать расчленению эциоспор в цепочке, однако этого не наблюдается. Возможно, это связано с возникновением противоположных зарядов в щелочной среде н тогда эциоспоры сохраняют форму цепочки.

На рисунке 3 представлена форма цепочек в их объединение в своеобразную структуру. Пря рассмотрении под микроскопом таких многолучевых звезд наблюдается большое количество.

Просматривают суспензию спор в чистой дистиллированной воде к в присутствия NajCOj следующим образом. Пипеткой берут каплю суспензии и помещают ва предметное стекло. Подсчет эциоспор проводят в капле (0,02 мл) и подсчитывают их в % части поля зрения, для чего споры в згой .части поля умножают на 4, m результате чего получают их число на одну каплю зрения, умножают на кратность увеличения я на 200 (Рис. 4).

Рисунок 3 - Цепочки отдельной Рисувок 4 - Подсчет спор в поле

эциопустулы в растворе Na2COj зрения микроскопа при большом

увеличения

Пример применения методики 3.

2.4. Методика заражения злаков

За прототип взята методика ШШСХ МСХСССР. Она предусматривает сбор эцвоспор и заражение ими культурных и диких злаков, посеянных в емкости. Злаки инокулируют в фазе двух листьев, для чего на них наносят суспензию спор (эцнй). Делают это в микробоксе из полиэтиленовой пленки. Мы модифицировали методику к заражали проростки в двухлитровых стеклянных банках, которые на % часть заполняются дистиллированной водой. На поверхности воды плавает деревянная пластина, к которой прикрепляется лист злака, например пырея или пшеницы. В наших условиях поражает злаки ржаная форма. Особенно сильно поражает пырей ползучий. Банку ставят в световую хамеру, конструкция которой тоже предложена нами, и инкубируют до появления заражения. На листьях появляются оранжевые удлиненные пустулы (Рис. S),

Рисунок 5 - Модификация методики заражения злака

Пример применения методики 4.

2.5.Определение форм стадий ржавчины по стспеан поражения

дикарястуш»! шкоб в природе

Определяем состав дикого разнотравья вблизи куста барбариса. Примерно через 20-30 дней после образования эцаадьной стадии начинаем следить за появлением уредивностадии на представителях злакового разнотравья. Определение ржаной формы стеблевой ржаачивы осуществляют по интенсивности поражения пырея ползучего. Есдя он заражался самым первым я на нем болезнь прогрессирует, то это ржавая ферма РиссШа ¿гапитз, о чем сказано в методвее 3.

Остальные дикие злакн начинают поражаться позднее а с меньшей интенсивностью (Рас. 6). Однако йытевсиваость заражения ржавчиной костреца безостого, мятлика н других злаков не всегда протекает с меньшей интенснавостыо. В условиях 2005 года это наблюдалось по-разному и зависело от микрорельефа и влажности воздуха. В местах беспрепятственного распространения тумана, поступающего с поверхности р. Тобол кострец безостый очень сильно поражался одновременно с пыреем ползучим, а в некоторых случаях даже интенсивнее, чем пырей. Учитывая то, что гриб является о&тгатным паразитом, можно предполагать сильное поражение костреца вдоль дорожек, тропинок, дорог, где произрастают более мощные растения.

Нами замечено, что кострец безостый в условиях 2005 гада на большем удалении от кустов барбариса, при некотором понижении температуры воздуха и повышения его относительной влажности поражался в начале августа. Очевидно, такая закономерность характерна для любого года.

Рисунок б - Ржаная форма РиссШа £гатшЬ

Пррмер применения методикц 5.

2.6. Методик* подсчет» базндноспор и уредившкпор с помощью стекал

Это известная ловушка спор, с помощью которой улавливают споры любых грибов, распространяющихся я воздушном потоке. Мы не применяем иа стеклах вазелин или глицерин, как это обычно предлагают делать. Это вызвано тем, что споры плохо просматриваются на этих покрытиях, тонут при его вагреваннв, поэтому микроскоп не удается настроить ыа резкость.

Предлагаем стекла не смазывать вазелином совсем и тогда споры легко просматриваются в поле зрения микроскопа. Стекла устанавливают по радиусу от очаге эаспоренкя (Рис.7). Ориентируют стекла по розе ветров в данной местности. Этим способом легко установить лет спор я определить доминирующее направление их рассеивания.

В наших условиях доминирующее направление — северо-западное н ссверо-восточное. В условиях 2005 года в зоне исследований преобладали ветры восточного н северовосточного направления, в связи о чем наибольшее поражение дикорастущих злаков отмечено но правобережью р. Тобол.

Пример применения методики б.

2.7.Определение дня заражения барбариса

За прототип взят» методою ВНИИФ, Антор ее О Н. Антонова связывает дату заражения барбариса расчетным путем по минимальному периоду увлажнения, необходимого доя заражения барбариса. Поскольку в условиях засушливой погоды а июне такой расчет сделать невозможно, а барбарис аее-таюг поражается, намя предложена мещанка определения для заражения путем визуальных ежедневных наблюдений в районе поймы реки Тобол. Именно в этих условиях можно наблюдать создание резервных очагов даже в период засухи. Постоянная влажность воздуха, которую поддерживает водная поверхность» обеспечивает сильное заражение барбариса. Такие очаги создаются на протяжении всего бассейна рек, озер, ручьев. В случае дождливой погоды во время и ал ива семян злаков очаги обеспечивают максимальное вх первичное заражение. Дальнейшее заражение осуществляется с помощью летней стадии (Рис. 8).

Возможность формирования резервных зон реализуется ве только в бассейнах круп-вых рек, но н небольших речушек, на берегах которых произрастает барбарис. В научной литературе вопрос о резервации не обсуждался, поэтому представленные здесь наблюдения имеют приоритетный характер.

Созданию таких резерваций способствует массовое размещение барбариса вдоль населенных и железных дорог, о чем будет сказано в разделе превентивных мер борьбы с ржавчиной.

1

Рисунок 3 - Формирование очагов первичного заражения злаков

Рнсушж 7 - Методика улавливания

спор вря заражении злака

- Пример применения му^оанки 7, - - ■ ,

2А. Устройство световой камеры для заражения листьев.' -'' в лаборатории ■■■ - .

Известен способ оценка восприимчивости пшеннцы к ржавчинным грибам, включающий заражение иноку томом патогена исследуемых растений а определение их восприимчивости, по сравнению с неинфекпиоивымя, отличающийся тем, что определение восприимчивости проводят по активности экзоцеллюдаэы в клеточных стенках. Расчет пеллюлаз-пой активности определяют по формуле, которая показывает количество высвободившейся глюкозы, по ее данным строят калибровочную кривую. Способ весьма сложен; требует определенных реактивов и квалификация. Более схожим по техническому исполнению является способ определения устойчивости сортов пшеницы к стеблевой ржавчине, включающий инокуляцию тесг-растевий, выращиваемых на питательных субстратах в вегетативных сосудах. Способ отличается тем, что определение устойчивости проводят путем внесения в питательный субстрат Э1Р за сутки до начала анализа с последующим сравнением скорости включения ^Р в кнслоторастворимыс фосфорсодержащие соединения у больных н здоровых растений.

Однако способ исключительно сложен и требует громоздкого биохимического исследования. С целью устранения всех указанных недостатков нами предложен способ, вклю* чающий заражение проростков первых листьев дикорастущих и культурных злаков на беа-эимндаэоле, отличающийся тем, что система бензимшшол-растеине устанавливается в осветителе. изготовленном из медицинского шкафа и четырех ламп дневного света (Рис. 9).

Рисунок 9 - Устройство для заражения Р.<}гат1пк листьев . и проростков на бевзвмидазоле

. Предлагается переоборудование медицинского шкафа под световую камеру. Для этого с наружной стороны стеклянных стенок шкафа устанавливают в вертикальном положении лампы дневного света. Все это объединяется в электрическую схему и подключается к розетке 220 V. С боковых сторон шкафа устанавливается по две дампы, а с внешней стороны задней ~ четыре. Это обеспечивает заражение отрезков или первых листьев проростка злаков необходимым количеством света.

На стеклянных полосах в чашках Петри па бензямндазопе проводят проращивание спор н заражение суспензиями. Сусиешнн можно готовить нз зций н у редкая оспор. 2.9.\1одификапня методики изучения теш датам мл возбудителя стеблевой ржавчнаы дикорастущих мм»«

Для изучения типа питания Р.р-атггйз на пырее ползучем (ржавая форма) следует набрать совокупность (выборку нз генеральной совокупности) пораженных стеблей, сгруппировать отрезки соломины длиной 100 мм по массе (5, 10,65, 100% шкалы № 1). В каждой из

групп массы отрезков, отобранных визуально, взвесить всю совокупность вариант (X) и отдельно каждый отрезок. После взмшяваИЕШ каждого отрелса определяют степень поражения стебля по указанной выше шкале. При взвешивания необходимо уточнить вариационный ряд по показателю массы и убрать из ряда значения, которые явно пе соответствуют средней (ТабдЛ,2инарис. 10 и 11).

Таблица 1 - Результаты учета массы участков стеблей пырея ползучего

в зависимости от интенсивности поражения в типа реакхган _ в условиях Курганской области (2003-2005 гг.)

№ Интенсивность Типреах- № Интенсивность Тип реак-

п/л (степень пора- пин. Масса, г П^П (степень пора- ции. Масса, Г'

жения), % Шш*Н>3 жения), % Шкала МЗ

Шкапа № 1 Шкале >61

1 3 0,06 20 10 4 0,14

2 10 3 0.02 21 5 4 0,09

Э 25 3 0.04 22 10 4 0,13

4 5 3 0.02 23 10 4 0,09

5 3 0,05 24 10 4 0,12

6 10 3 0,04 25 10 0,10

7 5 3 0,04 26 10 4 0,07

8 5 3 0,02 27 10 4 0,07

9 5 3 0,04 28 10 4 0,08

10 5 3 0,05 29 10 4 0,05

11 5 3 0,07 30 10 4 0,05

12 5 3 0,02 31 10 4 0,03

13 5 3 0,06 32 10 4 0,15

14 5 3 0,07 33 10 4 0,15

15 5 3 0,0« 34 10 4 0,12

16 5 3 0,04 35 25 4 0,09

17 5 3 0,05 I 40 5 0,17

1« 5 3 0,08 2 40 5 0,22

19 5 0,03 3 40 5 0,30

20 5 3 0,08 4 40 5 0,30

21 5 3 0,07 5 65 5 0,25

22 5 3 0,03 6 40 5 0.24

23 5 3 0,02 7 40 5 0,22

24 5 3 0,03 в 40 5 0,31

1 10 4 0,14 9 40 5 0,22

2 10 4 0,13 10 40 5 0,21

3 10 4 0,08 11 40 5 0.28

4 10 4 0,16 12 40 5 0.28

5 25 4 &.15 13 40 5 0,26

б 25 4 0,12 14 40 5 0,21

7 10 4 0,15 15 40 5 0.23

8 25 0,11 | 65 6 ООО

9 10 4 0,11 2 65 6 0.29

10 10 4 0.13 3 65 б 0,30

11 5 0,11 4 65 6 037

12 5 4 0,09 5 65 6 0,28

13 10 4 0,13 6 65 6 0,18

14 10 4 0,18 7 65 6 0,25

15 10 0.12 8 100 6 0.36

16 10 4 0,14 9 65 6 030

17 10 0,13 10 65 6 0,26

1« 10 4 0.12 II 65 6 0,33

19 10 ; 0,08 12 65 6 0.30

С- . . 13 65 6 0,22

№ п/п X У Х-х У-у (Х-хУ (У-у)* (Х-кХУ-у)

1 0,06 5 -0,1 -22,2 0,01 493 222 ~

2 1 0,05 5 АН •22,2 0.012 493 2,44

3 0,04 5 ■0,12 -222 0.014 493 2,66

4 0,04 5 -0.12 -22.2 0,014 493 2,66

5 0,05 5 -0,11 -22 2 0,012 493 2,44

6 0,07 5 -0,09 -22а 0,008 493 2,00

7 0,06 5 -0,1 -22,2 0,010 493 2,22

0,07 5 -0,09 -222 0,008 493 2,00

9 ' 0,08 5 -0,08 -222 0,006 493 1,78

10 0,04 5 -0,12 -222 0,014 493 2,66

И 0,05 5 -0,11 -22,2 0,012 493 2,44

12 0,08 5 -0,03 -222 0,006 493 1.78

13 \ 0,08 5 -0,08 -222 0,006 493 1,78

1* ■ 0,07 5 -0,09 -22,2 0,008 493 2,00

и; 0,03 5 -0,13 -222 0,017 493 2,89

1«: 0,14 10 -0,02 -1722 0,0004 297 0Д4

17 0,13 10 •0,63 -1722 0,001 297 0,52

18' 0,15 10 0 -1722 0 297 0

19, 0,15 10 -0,01 -1722 0,0001 297 0,17

20 0,П 10 -0,05 -17,22 0,003 297 0,86

21. 0,13 10 -0,03 -1722 0,001 297 0,52

22 о,п 5 -0.05 -222 0,003 493 М1

23 0.13 10 -0,03 -1722 0,001 , 297 0,52

24 0.18 10 -0,02 -1722 0,0004 297 0,34

25 0,12 10 -0,04 -1722 0,002 297 0,69

26 0,14 10 -0,02 -1722 0,0004 297 0,34

27 ОЛЗ 10 -0,03 -17,22 0,001 297 0.52

28 0.12 10 -0,04 -1722 0,002 297 0,69

29 0,14 10 -0,02 -1722 0,0004 297 0.34

30 0.1Э 10 •0,06 -1722 0,001 297 0,52

31 0,30 40 0,14 12.78 0,02 163 1,79

32 0,23 40 0,12 12,78 0.01 163 из

33 0,26 40 0,10 12,78 0,01 163 12<

34 029 65 0,13 37,78 0,02 1427 4,91

31 0,30 65 <М4 37,78 0,02 1427 529

16 0.37 65 0,21 37,78 0,04 1427 7,93

37 028 65 0,12 37,78 0,01 1427 4,53

3) 0,30 65 0,14 37,78 0,02 1427 529

39 0Д6 65 0,!0 37.78 0,01 1427 3,78

40 030 65 0.14 37,78 0,02 1427 529

41 0,33 65 0,17 37,78 0,03 1427 6.42

42 023 65 0,12 37.78 0.01 1427 4,53

43 0,26 100 0,10 72.78 0.01 5297 7,28

44 0,28 100 0,12 72,78 0,01 5297 МЗ

45 0Д6 100 0.10 72.78 0,01 5297 728

Т. 32,94 1225 0 0 0,424 41269 117.33

Рисуяох 10 - Корреляционное поле эмпирических значение

зависимости интенсивности поражения стеблевой ржавчиной от массы стебля пырея ползучего

ал

Рисунок 11 - Корреляционное поле зависимости типа реакции пырея ползучего в зависимости от массы растения

Структура рода ИсгЫги £. в исследуемой зове я состав поражаемы* видов «мейства Мгглшмпы«

В нестоящее время семейство ВегЬеггЫасеае включает в себя 14 родов я 650 видов, среде которых барбарисы известны как декоративные, лекарственные ишшевые растеши, В тоже время онн являются промежуточными хозяевами стеблевой ржавчины злаков. Именно этим определен наш интерес к этому роду.

Род ВегЬегк £. весьма сложен по своей таксономии и многие общие к частные вопросы, касающиеся систематики я, особенно, филогении ВегЬегя ¿,, требуют уточнения, и мы это сделали.

Таблица 3 « Пораясаемосгъ видов растений семейства Роасеае Р.%гат1пй (1пНс1 и Р.%гатт&в условиях Курганской области

Виды злаков по трибам, родам и видам

Поражасмостц балл

ftrilici

Trihceacea Pmn - llmrniimtEHJC

Agruparon deíertonim (Fisch.et Link) Sehutt.

Agropyrtm pcctínawm (Bíeb.) Beauv.

ElynMsibiriouL

Elytrigta repeas (L.) Nevski

Hordeum distícbon L.

Hordeum jubstum L.

Hordeum vnlgareL.

[xymus psboioui (Claus) Pilg.

Socale cénale L,

Tiiticl aestjvum L.

Triiki durum Dest

BrwiHMi ffni - KWIUMU^

Bromo pst» inennis (Leyss.) Holub.

Btomopsií riparia (Rehin.) Holub.

Bromopsia mollis L.

f^ea^ - MjrfjiBg^ptJC

Dsttylic glomerata L.

Lolium perenne L,

Festuca pntensis Hudj.

PeaangústifctiaL.

PoaamuML.

Poa palustri» L.

pblt^t Diim - Timotwntwut

Alopecuro* anndinaceus Poir. Alopecurus pratensis L. PWetun phleoídet (L.) Kam. Phieura preteitse L. Av^peae-OgcOBHe Avena falu* L. Avena sativa L.

Cilwnagrwtií tpigeios (L.) Roth. Deschampóla cespitosa (L.) Beauv. Koekria crista» (L.) Pers. Sti pene Dnm — Kf)ftbm№hw Slipa pennata L.___

3 3 3 1 3 2

3 0 z

4

4

0 0 o

2 Q

0 «

0

3

0 0 0 0

0 0

4 0 o

Анализируя данные таблицы 3, можно сослать вывел о том, что стеблевая ржавчина зимует в стадии телейтоспор в большинстве случаев на дикорастущих злаках, поэтому они являются основными источниками заражения барбариса весной.

Цз большого списка видов злаков в качестве _ питающих растений возбудителя Р.цгатЬал только определенные растенвя ежегодно сильно поражаются спешэлязнрооан-нымн формами стеблевой ржавчины. Наиболее опасны: А^горугоп {¡ехег/отт, Л респтиат,

Elytrígia repens, Dactytis glomerate. Calamagrostis epigeios, Bromopsis inermis в другие. Он« каждый год на 60-100 % поражаются стеблевой ржавчиной. Интенсивность поражения других в вдов злаковых растение варьирует от слабой до средней. Кроме того, эти злаки могут поражаться н другими специализированными формами P.graminis.

Полученные результаты позволяют заключить, что повсеместно, где произрастает Барбарис, имеется местный источник заражения ржавчиной зерновых культур. В особенности страдают посевы вблизи этого кустарника.

В течение вегетационных периодов нами проводились обследования дикорастущих злаков на поражаемость их ржавчиной. Определение форм стеблевой ржавчины осуществляли по биологическим их различиям, то есть способности поражать определенный круг питающих растений.

Список видов дикорастущих злаков семейства Роасеае, произрастающих на территории Курганской области, которые способны поражаться стеблевой ржавчиной: Agrúpyron desertorum (Fischet Link) Sehl/.. Agropyron pectinatum (Bieb.) Beam,, Agrostii stolonifera Lt Agrostis tenuis Siblh, Alopecuros arundinaceus poir., Alopecurus pratensis L., Apera spica-venti (L) beauv,, Arrhenatherum elatius (L) Merl.et koch.. Avena fatua L, Beckmannia eruci/ormis (L) Host., braehypodium pinnatum, (L) Beauv,, Bromopsis inermis (Leyss.) НЫиЬ.. Bromopsis' Lriparla (Rehm.) Hotub, Bromus mollis L, Calamagrostis epigeios (L) Roth., Dactyiis glomerate L, Deschampsia cespitosa (L) Beauv., Elymus Sibiriern L, Elytrigia repetís (L.) NevsU, Festuca ovina L, Festuca pratensis Huds,, Festuca rubra L., Hordevm jubatum £., Kotiertet cristata (L) Fers., Leymus paboanus (Claus) Pilg,, Lolium perenne L, Milium effusum L., Molinia caerulea (L) Moench, Phleum phleoides (L) Karst., PMeum pretense L., Poa angustifolia L, Poa annua L., Poa palustris L., Poa pratensis L, Stipa pennata L.

Анализ фитосаиитараой обстановки в Курганской области в отвошевви стеблевой ржавчины P.graminis f.tritici проведен нами за достаточно длительный период, охватывающий 1980-1992 годы. Двенадцатая етний срок распадается иа 3 этапа в изучении этого вредо-. носвого заболевай иг: 1980-19Й2 (3 года); 1985-1987(3 года) и 1991-1992 (2 года). Это связано с тем, что за 1983,1984,1938, 1989,1990 данными мы ее располагаем, а в последние годы исследования при искусственном заражении в Курганской области были прекращены в отношении стеблевой ржавчины, что связано с распадом СССР. Дело в том, что в советские времена система снабжения энтомофктоучасгеоа уреднниоспораын P.graminis была хорошо отлажена, а инфекционный материал централизованно поставлялся из специализированного института, работавшего в Казахстане. Сегодня дня нас это стало недоступным.

Если проследить за зпифитотиями стеблевой ржавчины в указанный период, то следует отметить, что их не было совсем, поскольку последние эпнфнтотни, сопровождавшиеся массовой гибелью посевов зерновых, отмечались в семидесятых годах, В те годы вредоносность болезни была настолько большой, что Курганская область совершенно не получила зерна пшеницы практически повсеместно. Особенно памятен 1967 год. Только в Куртамыш-ском районе Курганской области площадь сильнейшего за всю историю области поражения составила 100 тыс. га. В 1963, 1969 годах эпифитотия заболевания повторилась, но с гораздо меньшей силой. В эти годы было заражено 99100 гектаров яровой пшеницы. Именно в' те годы было выяснено, что болезнь развивается по сокращенному циклу, поскольку в те годы промежуточный хозяин — барбарис не тотко а области, so и по всей Западной Сибири, отсутствовал. Считалось, что возбудитель зимует в форме уредиииомипелия в корневищах пырея. Об анропогенном расселении этого кустарника в те годы не было и речи. Это стало на-,, б (податься с развитием садоводческих индивидуальных участков, когда неожиданно обнаружили, что ягода барбариса, имеющая высокую кислотность, может бьпь использована в кулинарии для приготовления киселей, варенья с экзотическим кислым вкусом и др. Сейчас барбарис распространен повсеместно и в самую пору считать его, чуть ли, не главнейшим промежуточнихом. В этой связи шли развития из сокращенного превратился в полный и этому способствовало именно антропогенное его распространение (Рис. 12).

D годы эоифитотий было установлено, что гриб P.graminis в курганских условиях дает 5 урединногенерадкй па пшенице и почта все они проходит в июле. При этом первая генерация отмечалась в ковце первов — начале второй декады июля. Вторая — 16, третья — 22, четверти — 29 июл*. Последняя, пятая, неполная генерация отмечена в первой декаде августа. Фактические даты окончания генераций совпадают с теоретическими расчетными. D период с 2003 по 2005 годы расчет уреднниогенераднй на диенх к культурных злаках практически одинаков по годам (Табл. 4,5),

В Курганской области популяция уредвияоепор гриба представлена 21 <60 %), 17 (35 %) и 40 <5 '/») расами. Именно такая синтетическая популяция ежегодно составлялась в Казахстане в ее присыпали а Курган дна искусственного заражения. Обычно споры герметично запаивали in vitro и они по документации имели влажность 9, всхожесть 78, чистоту 90 Уч. Прохождение урединиогенерадай в Курганской области представлено а таблице 4.

Таблица 4 - Порядок расчета суммы эффективных температур при

заражения барбариса стеблевой ржавчиной, *С

Дата Среднесуточная температура воздуха Эффективны теиперетура Сумма эффективных температур

„ 6.05 22 21.1 21,1

" 7.05 II 10.1 31,2

' 8-05 15 14.1 45,3

9.05 9 8,1 S3.4

10.05 18 17,1 70,5

' 11.05 22 21,1 91.6

12.05 23 22,1 113,7

13.05 26 25,1 138,8

' 14.05 25 24.1 162,9

15.05 28 27.1 190,0

16.05 29 28.1 218,1

17.05 28 27,1 245,2

■ 18.05 22 21,1 2663

19.05 24 23,1 2*9,4

Таблица 5 - Прохождение урединиогеиераций стеблевой ржавчины на пырее

Дата Срсднссуточйая темосра- Эффективная Сумма

ТУР" ■температура. эффективны*

воапуха.'С "С температур,*С

Начи» я «лжей 1-01 гретааогепетпнн

20.05 25 23,5

27.05 26 2« 154.0' ■ ■

Начало 0 конец ]4й тмшшюппнцин

2».05 15 13,5

5,06 30 И.5 151,5

Качало а кищ 1-о» пммшткщап

6,04 23 21,5

12.06 26 24.1 153,5

Начало к «юнец 4-ой ЛНтнявппс^нппн

13.06 23 21,5

1906 12 20,5 130.5

Нашло я тика 3-ой уреанпиогснсрацяя

20,06 22 20.5

26.06 21 19.5 144,5

Начало и хоасц й 41 увсанппогснслини

27.06 24 22,5

2.07 24 22^ 149,0

Начало к имиТ^й трсаивютсвсомт

3 07 24 22.5

90? 1« 16.5 133,5

Начало в консп Н-ой лшщтдгптпш

10.07 21 1М

17.07 19 17.5 147,0

Начала я конец Э-о В грелнчцогенерация

И.07 24 22-5

23.07 26 24,5 149,0

Начало я конец 10н II грицтмтерня*

24.07 24 22,5

29.07 29 27,5 1Я.0

Нти я кожи 1 |-о» панпмтпщшп

30.07 27 25,5

4.01 26 24.5 138.0

5.0» 29 27,5

Ю.О» 16 14,5 133.0

Начало н икни 13-В лкмнтпппш«

11.05 16 14.5

16,08 31 29.5 152,0

Начало я коскц 14-Й урешикнтнпппнм

[7.01 25 23.5

54,08 11 9,5 132,0

Начало н ковев 19*я лхаяннопмтшт

25.0« И 9,5

3.09 19 17.5 138.0

Ншчхло и конеа урспрнквпнершмн

4.09 16 14,5 130,0

13.09 15 13.5

Начало я тиса 17- В урспняютенераин я

14.09 15 13,5

22.09 15 13.5 136.5

Начало т копен чмйлпгаимцк*

23.09 15 ¡3,5

3.10 1» 16.5 134,5

Начало 19-1 урсдннмог»нграии»«

Рентабельность превентивных мероприятий на обеих кормовых культурах составит IО В заключение раздела экономического обоснованна мероприятия можно констатировать, что ори сальном поражения растений стеблевой ржавчиной использование соломы паза 100%-яого поражения запрещено, поэтому выращенные на семенных посевах кострец н пырей в общий объем потерь войдет солома, которую обычно используют в кормлении. Мы это не учитывали а проведенном экономическом анализе.

3. Энергетическая и экономическая эффективность

Энергетическую оценку производства продуктов растениеводства рекомендуется производить по следующим показателям: Qp - накопление потенциальной энергии (органического вещества) сельскохозяйственных растений (МДж); Q, совокупные затраты антропогенной энергии (МДж); Э - энергетическая эффективность технологий: Э « Q/Q,.

В случае без применения обработки урожайность шаеяияы составит 2,5 ~ 1,7 (прибавка) = 0,8 т/га. По таблице всего затрат 128, коэффициент для пшеницы составит 4461. Тогда совокупные затраты будут равны 26814 -128 m 26686 МДж, а накопление потенциальной энергии-составит 0,3 * 4461 = 35683 МДж. Энергетическая эффективность технологии Э 35688/26686« 1,3.

Для работ с применением обработки урожайность составила 2JS т/га, накопление потенциальной энергии в этом случае составит Zfi * 4461 - 91450 МДж, а совокупные затрат равны 26S14 (из технологической карты при обычном рядовом посеве). Тогда энергетическая эффективность составит 91450/26814 - 3,0. Данная цифра говорит о том, что проведение превентивных мероприятий энергетически эффективно.

На основании данных математической обработки можно высчитать потери урожая двух кормовых культур - костреца безостого и пырея. Если учесть, что масса эернв одного растения костреца (здоровое растение) составляет 0,138 г, а пырея - 0,055 г, то разница равна 0,08 г. В пересчете на I м2 при количестве растений 300 ют, масса зерна составляет у здоровых растений -41,4 г/м1, а на гектар — 4,14 ц. тогда как у больных только 1,65 ц/га. Таким образом, потерн от стеблевой ржавчины при 100%-ном поражении стебля исключительно велика.

$крномиче$кця эффективность выращивания семян ностпеиа

Бели учесть, что стоимость семян костреца и пырея составляет 30 тыс. py&Y, то применение превентивных мероприятий может дать 5100 рублей на! га.

' Пырей ползучий, а равно н пырей бескорневищный используются а кормлении животных. По кормовым достоинствам они практически равны. В данном случае разница между здоровыми и больными растениями (посеменам)составляет0,07 г, па 1 М*-21 г, натек, таре — 210 кг.

Экономически эффективность лурашивания семян пыпея

■ При стоимости семян пырея 30 тыс. руб/т денежная величина прабавки составит 63 тыс. руб/га.

- Если учесть затраты на приобретение семян этих кормовых культур, которые составляют при норме высева костреца равной 24 кг/га, пырея 18 кг/га или соответственно 720 руб/га н 540 руб/га, чистый доход при равенстве прочих прямых затрат, одинаковых в техно-, логической карте для здорового и больного массива составит за счет защитных мер 7560 и 5760 руб/га соответственно.

Выводы а преаложеиая

1. Стеблевая ржавчина—это одна та вредоносных болезней в условиях Курганской области. Она распространена повсеместно и особенно сильно вдоль железных и автомобильных дорог, а

, также на водоразделах крупных рек Тобол, Иссгъ, Миасс, Уй н других более мелких речных системах.

2. Модифицированы новые методы работы с вредоносным объектом, ■ частности: подсчет числа

" базноиоспор при заражении куста барбариса, подсчет однородности зиноспор, методик» заражения злаков, определение форм стадий ржавчины по степени поражения дикорастущих

' 1лаков в природе, методика подсчета базндноспор и урелнниоспор с помощью стекол, опре-

деление дни заражения барбариса, методика изучения типа питания оозбудюеля стеблевой ржавчины дикорастущих злаков.

3. Для территории Курганской области изучена роль барбариса обыкновенного > цикле развития стеблевой ржавчины, который существует автономно наряду с кзвестным неполным циклом развития, с преимуществом первого, чему способствует культнтенное массовое расселение-: кустарника садоводами, не поддающееся учету.

4. Установлен полный цикл развития экивльной стадии ржавчины на барбарисе и определена сумма аффективных температур при заражении с первой декады н по конец второй декады мая, а также расселение эндноспор через 14 дней на злаки.

5. Проведен расчет уреднниогенерадай на злаках. При этом, в первую очередь поражаются виды пырса на протяжении 4-5 массовых урелинюгенерацнй, 6-12 уредиииогенераций массою повреждают кострец безостый и его отаву. По шкала Петерсона развитие болезни достигает 100 %.

6. Установлена вредоносность стеблевой ржавчины на злаковых травах, которая зависит от интенсивности поражения и типа реакции. Прямолинейная корреляция между массой стеблей пырея ползучего и интенсивностью поражения доказана при коэффициенте корреляции г = 0,85±0,005, а также представлена уравнением регрессии у = -21,8 +306*. Зависимость типа реакции пырея ползучего от его массы - при г = 0,96*0.15 и у = 2,7 + 8,4х.

* 7. Определены формы возбудителя стеблевой ржавчины, при этом ламинирующей формой следует считать ржаную, которая явяктсх узкоспециализированной.

8. Совокупные затраты энергии составляют 26 686 МДж, а вакопленаая потенциальная -35 688 МДж. При этом энергетическая эффективность существующей технологам составляет 13 (без обработай), а для робот с применением обработки - 3.0.

9. Рентабельность превентивных мероприятий на пырее н костреце рааиа 10.

Предложения производству

1. Лабораториям научно-исследовательских институтов предложены новые методы работы со стеблевой ржавчиной,

2. Предложено составление краткосрочного прогноза и количества уредиииогенераций на кормовых маковых травах.

3. Станции зашиты растений и службе прогноза предложено использовать сведения о местонахождении резерваций растений-хозяев с целью применения превентивных мероприятий.

Савгок работ, опубликовании* по теме дессертацжв

1. Прусооа Н.П, Голощапов АЛ. Возбудитель стеблевой рлжвчины злаков а связи с промежуточным хозяином !) Наука - сельскому хозяйству / Тез. дока, регион, науч.-пракгнч. конф,,

. поев я щ. 60-летмю Курганской области и 90-леткю сельскохозяйственной науки Зауралья. -Курган, КГСХА, 2002.-С 171.

2. Пруоова Н.Г, Голощапов А.П. Стеблевая ржавчина злаков // Аграрный вестник Урала. - 2003. №5{17).-С.43.

3. Прусова Н.Г, Голощапов А.П- Технология получения здоровых посевов в первичном семеио-

■ - подели зерновых культур II Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур I Сб.

матер. VIII Всерос. науч.-Практнч. конф. - Пенза: РИО ПГСХА, 2004.-С. 109-111.

' '4.' Прусова Н.Г. Прогнозирование развития стеблевой ржавчины злаков в условиях Зауралья К Научные результаты - агропромышленному комплексу / Сб. трудов. — Курган Зауралье, 2004,

V Т.Ь-С.360-362.

5. Прусова Н.Г. Цикл развили стеблевой ржавчины в условиях Зауралья // Биотехнология - охране окружающей среды /Труды Междунар, бнотанояогич. центра МТУ. 4.1. - М.; Изд-во Спорт н культура. 2004.-С. 161-162.

6., Прусова Н.Г. Цикл развития стеблевой ржавчины в условиях Зауралья // Биотехнология — охране окружающей среды / Тез. докл. второй междунар. научи, конф. я третьей школы-конф. молодых ученых и студентов. - М.: Спорт и наука, 2004,-С, 73.

' 7. Прусова Н.Г. Значение эциднальной стадии в цикле развития ржавчинных грибов//Зырянов-.. с кие чтении. Мзт-лы межрегион. Науч.-практнч. конф. - Курган, 2004, - С, 184,

На правах рукописи

ПРУСОВА

Надежда Геннадьевна

КУЛЬТИГЕННЫЙ АРЕАЛ БАРБАРИСА -ПРОМЕЖУТОЧНОГО ХОЗЯИНА СТЕБЛЕВОЙ РЖАВЧИНЫ КУЛЬТУРНЫХ И ДИКОРАСТУЩИХ ЗЛАКОВ В КУРГАНСКОЙ

ОБЛАСТИ

06.01.11 - защита растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Подписано в печать 14.11.05. Печл. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 37Ц

Редакционно-издательскнй центр КГУ. 640669, г. Курган, ул. Гогдя,25. Курганский государственный университет.

$23696