Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Методы и средства экспериментальных работ с возбудителями желтой ржавчины пшеницы и пирикуляриоза риса в экологически замкнутой системе

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "Методы и средства экспериментальных работ с возбудителями желтой ржавчины пшеницы и пирикуляриоза риса в экологически замкнутой системе"

ГОСУДАРСТВЕННАЯ КОШССИЯ СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР ПО ПРОДОВОЛЬСТВИЮ И ЗАКУПКАМ

ГЛАВНОЕ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ УПРАВЛЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ВСЕСОГОНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ФИТОПАТОЛОГИИ

На правах рукописи

Сомов Виктор Федорович

УЖ 632.4: 633.11: 633.18: 632.11

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РАБОТ С ВОЗБУДИТЕЛЯ® ЖЕЛТОЙ РЖАВЧИНЫ ПШЕНИЦЫ И ПИРИКУЛЯРИОЗА РИСА В ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМЕ

(Специальность 06.01.11 - Защита растений от вредителей и болезней)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1991

Работа выполнена в Среднеазиатском научно-исследовательском институте фитопатологии в период с 19ВЗ по 1991 гг.

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук В.Б.Лебедев

•Официальные оппоненты: -доктор биологических наук Ь.Н.Куликов,

доктор сельскохозяйственных наук В.И.Клюка.

Ведущее учреждение: Северо-Кавказский научно-исследовательский институт фитопатологии

у'Защита диссертации состоится 1995^-

" /У " час. на заседании специального Совета К 120.66.01 Всесоюзного научно-исследовательского института' фитопатологии.

Отзыв на автореферат просим направлять в двух экземплярах по адресу: 143050, Московская область, Одинцовский район, п/о Большие Вяземы, ВНИИФ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

. оЦ ..

Автореферат разослан " I " 1991г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат биологических наук

0Б4АН ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

j Актуальность прошили. Пшеница и рис - ваянейшие продоволь-"i ственнь.е культуры для подавляющего большинства стран.. Одним из главных препятствии в получении высоких уронаев этих культур являются широко распространенные и вредоносные заболевания, вызываемые возбудителями целтой р;:;авч:ты пшеницы - Puccinia .strii-formis West. (Стекиаи и Харрар, 1959; Степанов, I9G2; Tapp, 1975; Воронцова, IS80; Перескпкг.н, 1989) и пприкуляриоза pi:ca -Pyricularia oryzae Cav. (Иванченко, 1964; Петрова, 1970; На-талыш, 1973; Ои , I960; Терехов и др., 1988). При благоприятных для развития патогенов условиях заболевания охватывают обширные территории, причиняя огромный ущерб. Потери от ркавчины и пприкуляриоза оказываются ещё более значительны]!!, если учитывать и резкое ухудшение качества продукции, полученной с пораненных растении.

Наиболее эффективный средством защиты посевов от этих болезней является возделывание устойчивых сортов. Однако высокая пластичность возбудителей и постоянно протекающие в природе формообразовательные процессы приводят к появлению новых рас, способных поражать ранее устойчивые сорта.

Эти обстоятельства указываат, в частности, на необходимость изучения биологических особенностей грибов в условиях, благоприятных для развития самих растений и возбудителей их болезней, при которых обеспечивается воспроизводимость опытов и однозначность получаемых результатов.

Для проведения эксиерицентальных работ с растениями используют лаборатории искусственного климата (ЛИК) и фитотроны, оснащенные набором камер искусственного климата (КПК) и теплиц. Однако в промышленном производстве нет универсальных Kl'.K, которые мо::шо было би отнести к экологически замкнутым системам, обеспечивающий благоприятные условии для развития растений и патогенов и исключающим возможность выноса спор возбудителей заболеваний в окружающую среду.

Цель и задачи исследовании. Цель настоящий работы - на научной основе разработать режимы и методы проведения фитонзтологиче-ских исследований с наиболее вирулентными и вредоносными в среднеазиатском регионе возбудителями желтой рлавч::ны пшеницы и пирикулнриоза риса в экологически замкнутой сдстеке, используя для этого имеющиеся отечественные и зарубежные КИК.

Для выполнения поставленной цели предусматривалось решение следующих задач:

- на основе анализа соответствия существующих КИК требованиям биологии возбудителей желтой ржавчины пшеницы и пирикуляриоза риса определить возможность проведения с ними фитопатологических экспериментов;

- разработать оптимальные климатические режимы для растений и патогенов, методы выращивания пшеницы и риса, способы дистанционного заражения культур в условиях экологически зашшутой системы (КИК);

- уточнить влияние температурного ренина, качества света на репродуктивную способность и биологические свойства урединиоспор возбудителя желтой ркавчины пшеницы;

- изучить влипнио интенсивности, качества света на рост рос-тений риса и порааенность их пирикулнрнозощ

- оценить пригодность разработанных режимов и методов для проведения фитопатологических исследований с растениями пшеницы, риса, томата, хлопчатника.

Научная новизна работы. Впервые предложен . ряд принципиально новых разработок по создании искусственного климата в экологически замкнутой системе для проведения фитопатологических исследований с возбудителями желтой ржавчины пшеницы и пирикуляриоза рисз.

Усовершенствованы и разработаны оригинальные методы выращивания растений пшеницы и риса в КИК.

Предложен надежный способ и устройства дистанционного заражения растений вышеуказанными патогенами, включающие нанесение на них мелкодисперсной влаги и инокулюма.

Опродолены оптимальные источники света для экспериментов с желтой ржавчиной пшеницы и пирикулнриозом риса в КИК.

Практическая значимость. Полученные экспериментальные данные использованы при техническом перевооружении ЛИК, усовершенствованию КИК в САНШФ, ВНиИФ, СКНИИФ и разработке новых фитокамер.

Достоверность полученных данных подтверждена многолетней надежной работой в САНИИФ усовершенствованных автором систем искусственного климата.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на рабочем совещании по улучшению обеспечения фитопатологических исследований в регулируемых условиях внешней среды (ВНЛИФ, 1983); на кон-

}

¿еренцки, посвященной 30-летию образования САШН1Ф (Ташкент, 1989); на созещзн/ях научно-техн/ческого совета BACXH1U1 по фитотронии и использованию сооружений и устаьовок искусственного климзта (г.Краснодар, 1990 и г.Ташкент, 1991).

Публикации результатов исследовании. Основные положения диссертации опубликованы в 3 печатних и 3 принятых в печать работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов и рекомендации. Объем диссертации - 15ST страниц, в той числе 24 таблицы, 18 рисунков и 8 приложений. Сппсок литературы содержит 174 наименования, из них 73 - иностранных авторов.

СОДьРЯАНИЕ РАБОТЫ

ЗВКДЫП1К

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЬДОВАНИИ. Исследовалось влияние факторов внесшей среди на развитие возбудителей нел-TOil ржавчины пшеницы и пприкулнриоза риса. Изучаемые вопросы решались постановкой соответствуюцих опытоз в усовершенствованной КИК на модельной сочетании патоген-растение. Б работе применялись-американские камеры типа "Шерер", канадские типа "Конвирон", камеры С-РГ фирмы "Вайс", встроенные вегетационные камеры и теплицы с регулируемый микроклиматом.

В опытах использовали универсально-восприимчивый к нелтой рдавчиио сорт пшеницы Кзил-Лзрк и районированный сорт риса отечественной селекции нукус-2.

Заражение пшеницы проводили урединиоспорами возбудителя желтой ргазчины расы I5KI50, а растений риса - конидиями гриба Р. oryzae расы 137, входящих в состав среднеазиатских популяций патогенов. Биоматериал характеризовался высокой иизнеспособностью (80-Ю0;5) и инфекционностью (21-25,;) •

Для оценки пораненности пшеницы применяли шкалу Гасснера и Штрайба (Неклеса и др., I9S0), для риса - икалу Латтерел (Коваленко и др., 1988).

Статистическую обработку экспериментальных данных выполняли методой дисперсионного и корреляционного анализа (Снедекор, 1961; Доспехов, 1985).

пасса собранных урединпоспор, г»ы'

,-2

-Р- о о

а «

I о е

•о сз

W о

И M t 5

■fr fr

I За

ее к

Ol ю

5

Е

а сг •о

о

s

е

о а

о

0

01

te с

О 0J

о о

н О

m

а а:

о 43 СС

€ ¿?

о >о 1-3 о

X

OJ с о

За Ы

I а

вер: W а

к a oí ík

т: с <Р сз о

о о Ы Е

0 Í2

Ш «

«С

•a i-I со О

ы о О)

Ja *

о

M

Ы w1

ш ta «-Й о „

CJ ГЧ>

X я,-

• о

о

го о

_1_

-L

инкубационный период, дни

го СГ\ СО ОГО-р- сг>

жизнеспособность, ;î

1-Ч ГО VJI С\ -О СО VO

о о о о о о о о о

коэффициент инфекционное t:¡, >а

нн rv> IV

Ul с uí

1Л

■ ■ • '

о I-

_1_

rv>

с

I I I I I

H « •F- •о Ь) M г: a

ш >а со к о WD Û3 a

со к 03 со VO о a

ta g to Ja О о

^ £ te w с о Ы

рп s о X • CD

к F tu К ta •О •

К о £Е Е X CO a i—i

ci О 1—ч сз я •

^—, я о о О t-; о g ►а

•а о н 1« S C13 <<

•а ы 1—1 M ö оз •с «

о » и а a t: CD о

• ta с U1 •а к a a Ja £

го о ГО ГС о a a

а о s ta X ti; a CD

• ««i « а со a СО a a

нн J2 cu о го Ja о J= a о s

V-- СО JE о о С о CD о со

• о О со с ) a а a a a

КЗ Ь) ta о С ta КЗ о КЗ

ы ta к аз •а с- •а Cl

CD со о ЕС •а о •с í 1

Е о: со сз w * t) со te a

К о о Ja о CD

о » Я tu о Я о a ы •а

ti С КЗ ш КЗ a с. сэ

л о X Е .с •а к с<; КЗ

о г о со Cl о J-! е :

« о сз Ja Я о a о a тз

П1 Ja О КЗ L: a КЗ a

£3 а с- (Г о с о

CD К ¿3 te о Ы •ö ta п

К К г? О Кб ш •а a о

£3 о о Ov V

о Гч Е .С a w тз

Ci3 о Я О E сз С со

Q3 я О со с ta ta Í4

ta я a а; £ в a

о X о г; КЗ a a о к

о a ha ES со ы a о

s: ¡-^ >0 fea a ta

КЗ Р: ; ; tr Ь a a г: •С

at CJ о ta о: CD X Î-; ^

О а CJ ; ; ta КЗ СЗ

КЗ 3 о о. a CD о to

со о a a •о •с

КЗ *н а ti I: j—. a a

CO о a sc a о a a

г: о о КЗ CO о о ir

э » о СО КЗ к to ьз a

со M с, ta со a E a

а: а п со ta Ja n •с

а U.' о a о CO ¡a с сз

КЗ с: о к CD tu a a a ы

X КЗ со •с ~ ; a г;

•о о Ь' ta сз a CD о i a

Е За КЗ кЗ о о

s о Ja ta со

Ы к « Г о а

О 03 С • X a a

W о ce * о со a

Ja о 1 Ja д a

к О о

vi b

II

аз о

11 к F

tr-

m

E

о СО о О '

s

о со

£ о

U' а»

«г ° if»

£ о

а» к-э

teta

►tí

¡S H

£ Е§ ь- о

& S ñ- ° О

а

Tí

Наибольшая продолжительность инкубационного периода (14 дней) от;.:ечена при температуре 10/Ю°С (день/ночь), наименьшая (10 днеП) - при 20/15°С.

Наибольшая масса урединиоспор с I и2 посевной площади получена при температуре I5/I0°C - 14,2 г-м2. При температуре Ю/Ю°С и 20/I5°(J собрано урединиоспор соответственно 7,4 и 12,5 г-м2. .-.пзнеспособность и коз^.\.ицпент ин^екционносм в опыте были висо-

и существенно не изменялись по вариантам температурного режима.

3.2. Изучение влияния качества света на репродуктивную способность гриба и биологические свойства урединиоспор возбудителя нелтой ряэвчины пшеницы

Наряду с температурой и относительной влажностью воздуха одним из основных факторов среды, влияющий на взаимоотношения растения-хозяина и возбудителя болезни, является свет (Степанов, 1962; Ланецкив, 1974; Tapp, 1975; Неклеса, 1990).

Вместо с теи обеспечение высокого уровня освещенности растении з КЬК связано со значительны!»] затратами электрической энергии (.Неман, 1976). Поэтому в экспериментах с фитопатогенами важное значение приобретает оценка действия источников света на растение и патоген, позволяющая решать задачи оптимизации условии их освещения и экономически обоснованно рекомендовать те или иные источники света.

3 задачу наших исследований входило изучение различных по спектру в области ФАР типов ламп на репродуктивную способность и биологические свойства урединиоспор возбудителя келтоП рнав-чпны пшеницы.

Оптимальная освещенность, установленная ранее в САНГ.ьФ для подобного вида работ, составляла в опыте 12 клк, фотоперпод -15/8 час. (день/ночь), температура воздуха - 15/Ю°С (день/ночь), влажность - 70/j.

Результаты опыта по влиянию качества свита на репродуктивную способность и биологические своПства спор возбудителя ислтоН ржавчины пшеницы представлены в табл. 3.1.

лучшие показатели по выходу массы урединиоспор отмечены при использовании ламп типа ДРФ-ЮОО, ДР1;-2000-6 и ДКСТ-Ю.

о

Таблица 3.1

Влияние качества света на репродуктивную способность н биологические свойства уредивиоспор келтой рнавчины ппеницы

Тип дамп

йнкубацион-:Цасса соб- :Лизнеспо-:Коэффициент ный период,:раиных уре-:собность :инфекцион-дни :диниоспор, :урединио-:носта уреди-: „ ..-2 :снор, Я :ниоспор, ср

• 1 • ы • . •

ДКСТ-Ю 10 22,6 77,9 '23,9

ДРФ-ЮОО 12 25,0 81,5 24,3

ДРИ-2000-6 8 20,1 81,0 24,1

ЛДЦ-80 ю • 17,5 81,6 24,2

ДРЛ-250 13 16,6 72,4 23,8

Б- х 1.0 3,6 1,2

НСР05 4,5 16,1 5,4

5,0 4,8 5,1

Установленная мощность ламп и стоимость потребляемой электроэнергии в год на каперу при уровне освещенности 12 клк была различной и составляла у ДКСТ-Ю - 20 квт и 2038,8 руб.; ДРФ-ЮОО и ДРЛ-2000 - 12 квт и 1223,3 руб.; ЛДЦ-80 - 2 квт и 212 руб.; ДРЛ- 8,5 квт а 867 руб. У ламп типа ДКСТ-Ю самая высокая потребляемая мощность, однако близкий к солнечному спектр эти лаип в области ФАР (340-720 ни) не исключает возмозность применения их в фитопатологических опытах.

Таким образом в практике размножения уредиаиоспор аелтой ряавчинн пшеницы в условиях КИК монно рекомендовать лампы типов ДРФ-ЮОО, ДРИ-2000-6 и ДКСТ-Ю. Наиболее приемлемыми являются лампы ДРИ-2000-6, позволяющие при разкнояении урединкоспор сократить инкубационный период болезни на 2-5 дней и тем самым сэкономить электроэнергию (по нашим подсчетам 64 руб. за один опыт в камере).

3.3. Влияние интенсивности и качества света на рост растений риса и поракенность их пирикуляриозоы

Растения риса восприимчивого сорта Нукус-2 выращивали в гидропонной установке в КИК с лампами типа ДКСТ-20, ДРФ-ЮОО и ДРИ-2000-6 при теыперзтуре 28/26°С (день/ночь), фотопериоде.- 12 часов, влзйности - 955«, освещенности - Ю, 20 и 30 клк. Растения в фазу 4-5 листьев инокулировали конидиями возбудителя и через 10 дней учитывали пораженность листьев по количеству и размеру

лнТ.екшзошшх пятой (тпол.3.2).

Таблица 3.2

Влияние источников света на развитие риса до фазы 4-х листьев и порат.аемость его пирпг.уляриозом

Тип ламп ;Осве-'.щеп- ,'ность : юлк Высота:Площадь расте-;4-го ниц, :листа, см : см2 Число ппт>ек- : шюнных пятен: на одно рас- : тение, шт. 1 Размер пятен, мм2 (от-до)

х : 2 3 : 4 5 : 6

10 39,7 20,1 12 1-3

ДКСТ-20 20 30 33,4 3-1,5 23,4 22,3 7 4 1-2 1-2

10 37,9 24,6 22 2-6

ДР^-1СС0 20 35,5 27 ,7 21 О "

зи 35,3 28,1 21. 1-5

10 ЗГ,,4 24.« 12 1-5

др,;-2ссо-б 20 31 ,и 12 1-1

30 35,0 25,4 8 1-2

НСР05 0,75 2,38 7,01

Практически не выявлено воздействия интенсивности освещения на рост растений. Несколько выше (на 2-5 см) были растения, Еыра-щиЕаемые при освещении 10 клк.

Использованные в опыте лампы различались спектральными характеристиками, воздействие которых, вероятно, приводило к различным размерам пятен и количеству их на растениях риса при одном и том ке уровне освещенности.

Более крупные пятна и наибольшее пх количество встречались в варианте с лампой ДР^-ЮОО при всех уровнях освещенности. Под лам-поЗ ДРИ-2000-6 размер пятен колебался от I до 5 мм2, а число пятен на растение - от 8 до 12 шт. Под ксеноновими лампам ДКСТ-20 площадь пятен на листьях не превышала 3 мм2, а пх число составляло 4-12 вт. на растение в зависимости от степени освещенности.

Таким образом, опытные растения риса до (Тазы кущения место выращивать в КИК с наиболее экономичными лампами типа ДР2-1СС0 и ДРИ-2000-6 при.освещенности 10-20 клк. ■

с

РАЗРАБОТКА К МОВЬРЬЬКСТБОЬШк, ¡¿¿ТОДОЗ II СРЕДСТВ

ИРОВКдиШЯ ФиТОПАТСиЮП.ЧьСКЮС ИССЛЕДОВАНИЙ С ЕОЗБУДПТ^ЛЯий

дыяой Р^АВЧШШ шыи.цы и №.рикулШ|03А РЬСА В КИК

4.1. Усовершенствование метода выращивания растений пшеницы для размнонения урединиоспор возбудителя желтой ржавчины

При размножении урединиоспор в К:НС и топлицах растения пшеницы, как правило, вытягиваются и полегают, в результате чего снижается споруляцпя возбудителей рпавчпнних болезней и создается неудобство в сборе биоматериала.

Наг.п предлонен усовершенствованный метод взращивания рзсте-ний, способствующий увеличению вь.хода массы спор, который застю-чается в следующем. Растения гшеницы выращивали до фазы 1-2 листьев и размножали на них споры. Для ингибирования роста растений в этой фазе модифицировали схему применения 0,02,'^ раствора гидра-зида малеиновой кислоты (ГМК) (Иеклеса и др., 1990) и экспериментально подбирали оптимальную густоту стояния растений.

Препарат ГКК вносили в почву в 3 приема: в фазу всходов -12 ли!1-; через день после первого внесения - 12 л-ы , через день после второго внесения - 2 л.м^. Через сутки после последнего внесения ГНК растения инокулпровали и инкубировали их во вланной камере при температуре 15/Ю°С (день/ночь) в течение 24 час.

Установлено, что дизнеспособность получаемых урединиоспор была не нине 75^, коэффициент инфекционноети 21-25^. У растений пшеницы фитотоксический эффект не наблюдался. Рост стебля и новых листьев полностью прекращались на 7-10 день. Высота растений во время сбора спор оставалась практически постоянной.

Урединиоспоры нелтой рнавчины, собранные с растений пшеницы обработанных Г!.'.К, не отличались от спор собранных с растенп!;, не обработанных этим препаратом, по энергии прорастания, жизнеспособности, инфекционности и вызывали соответствующий тип реакции на наборе сортов-дифференциаторов.

Применение ГМК в указанных дозах не изменяло продолжительность инкубационного периода и степень поражения растений.

При густото стояния растений пшеницы до 8-9 тьс.шт.м-^ обеспечивался максимальный (15,8 г) выход урединиоспор келтой рзавчи-ны пшеницы с I и^ посева. Увеличение или сникенне густоты растений (13 и 5 тыс.шт.и-2) приводило к уменьшению их выхода (5 и 7,3 г).

а

4.2. Разработка метода гидропонного выращивания растений риса в теплице и КПК

Для получения полноценных растений риса в контролируемых условиях внешней среды одной из главных задач является оптимизация корневого питания растений (Алешин, 1989). С этой целью нами, с учетом рекомендаций по агротехнике возделывания риса под слоем воды (Натальин, 1973), разрабатывался метод гидропонного выращивания этой культуры.

В КИК и теплице было разработано два типа одинаковых по принципу работы устройств, отличающихся менду собой конструктивный исполнением. В КИК применяли индивидуальную систему подготовки питательного раствора к установленным на двух подъемных стел-лэнах культивационным емкостям (ваннам), а в теплице от одного подготовительного узла задействовали группу культивационных емкостей.

Основными узлами устройств являются: культивационная ей:ость (ванна) для выращивания растений; емкость для смешивания и подогрева питательного раствора; насос и трубопроводы, обеспечивающие подачу питательного раствора к растениям; пульт управления, контролирующий в автоматическом рениме температуру питательного раствора, подачу его к растениям и уровень в системе.

Устройство представляло замкнутую систему, в которой питательный раствор (модифицированная органоминерэльная смесь Прянишникова) подавался в накопительный бак, подогревался там до температуры 28-30°С и вновь поступал в систему. Уровень затопления рзстоний питательным раствором в культивационной емкости регулировали сливным патрубком так, чтобы слой его над поверхностью субстрата не превышал 1-2 см в зависимости от фазы растений риса.

В целях оценки гидропонных устройств наблюдали за развитием растений риса от посева до созревания в КИК и теплице.

Опыты проводили при онтималышх для растений условиях в КИК: температура - 27/25°С (день/ночь), относительная влажность воздуха - 70-807з, освещенность - 25 клк, фотопериод - 12/12 час.

Результаты опыта показывают, что наступление фенофаз в условиях гидропоники и в вазонах, в теплице и КИК заметно различалось (табл; 4.1).

В фазу кущения отставание в развитии растений в вазонной культуре по сравнению с гидропонной в теплице составило 4-5 дней.в КИК - 2 дня; в стадии выметывания 15 и 10 дней;при созревании-21-23 и 20,

IÜ

Таблица 4.1

Фенология растений риса (сорт Нукус-2), выращенных в различных условиях

Наступление фаз развития растений риса, дни от посева_

_в капере_: в теплице_

гидропоника : вазоны:гидропоника: вазоны

Кущение 23-25 25-27 25-27 29-32

Выметывание 65-68 75-78 70-75 85-90

Созревание 90-95 II0-II5 100-105 123-126

соответственно. Растения риса в КИК и теплице такие заметно различались по развитию. В фазу созревания в теплице отставание развития растений в гидропонике составило 10 дной, в вазоне - 13—II дней. Эта разница объясняется, по-видимому, неравнозначными условиями в КИК и теплице.

В теплице температура днем колебалась в пределах 22-32°С, ночью - от 16 до 18°С; относительная влажность воздуха - 45-65%; освещенность - 18-30.клк; световой день - 10-17 час. В КИК условия были оптимальными и соответствовали заданным.

Таким образом, предложенные нами устройства способствовали лучшему развитию растений риса при длительном боссменном выращивании культуры.

■ 4.3. Разработка способа искусственного нанесения росы на растения пшеницы и риса

Известно, что процесс прорастания спор P. striiforais West, и P. oryzae Cav. и инфицирование растений патогенами происходит только при наличии капельно-аидкой влаги или росы (Tapp, 1975; Коваленко и др., 1988; Терехов и др., 1989; Неклеса и др., 1990).

В целях создания оптимальных условий в период инокуляции растений патогенами нами разработаны специальные блоки увлажнения на базе модифицированных форсунок Решетникова и Дурнова (РИД) (Каменев, 1959), которые размещали раздельно под стеллажами и закрепляли к их вертикальным направляющим по диагонали камеры, к блокам форсунок присоединяли трубопроводы воды и сжатого воздуха, на которых для включения и выключения форсунок устанавливали соленоидные вентили.

В режиме инокуляции для поддержания 100$ влажности и капель-

-Фенофазы растений риса

ноь влаги ни растениях соленоиды ц.орсунок м;л:ачал!;сь пли В1пл:> чалпсь по команде от встроенного в щит ка,;еры регулятора, игеюце-го датчик влажности или программное роле времени типа 2РЫ... В наших экспериментах равноценно работали регуляторы вла.-.:ноетн с датчика;.::] и по программе. Нрн регулировании росы программным реле времени период увлажнении подбирали опытным путем так, чтобы колебания влажности в кагоре не превышали 1-2/5. Время распыления влаги по программе при 12°С составляло 30 минут с пнтирвалом в I час.

В процессе распыления пнев!:о,_,орсункэ1.;и. воды с температуро!! равной или выше заданно!, в кагери получали и поддерни вали туман на протяжении Ьсего периода заражения.'Такой спосб увлажнения позволил приблизить процесс заражен.ш к естественным природным условиям при выпадении росы, так как туман легко проникал в травостой и создавал равномерное капилыю-лидкоо увланнение все!' листовой поверхности растении пшеницы и риса.

4.4. Разработка способов дистанционного нанесения спор патогенов на растения

Особо ваглыи при заражении растений является дозированное и равномерное распыленно спор патогенов. Глот процесс осуществляется обычно во влаиной камере. Существует ряд методов заражения растении пшеш.цы урединиоспорами Р. з-ЬгЗЛГогМа (Никлеса. и др., 1990) и риса конидиями огугао (Коваленко и др.,

1988; Тихонова и др., 1988). Споры на растения наносят вручную двумя способами: в виде водной суспензин и распылением сухого инокулюма.

Эти методы позволяют осуществлять заражение растений, но они довольно трудоемки и не позволяют проводить полный цикл по выращиванию растеш.й, инокуляции и инкубированию их в единой экологически замкнутой системе (камере).

Кроме этого, в опытах не исключается опасность потерь инокулюма в результате стряхивания его с растений вместе с копляпи росы при перекосе от места инокуляции в катеру, а такке загрязнения окружающей среди инфекционным биоматериалом.

Нами испытывалпсь способы дистанционного распыления водной суспензии спср и сухого инокулюма на растения в КПК. Для этих целей среди ряда разработанных нами инокуляторов выбрано два оптимальных по решению: роторный - для суспензии спор и стационарный пневматический - для сухого инокулюма. В качество распиливающих

элементов в роторном инокуляторе применяли врацаквди.ся со скоростью 1500 об/мин. диск диаметров 100 мм, в стационарном - тангенциальные форсунки (Кокорин, 1978). Роторный пнокулятор разработан с возможностью возвратно-поступательного перемещения его ннд ве-гетиру.ощиии рзстиы'.япп. При заражении тот или 1:110!'. инокуллюр устанавливали над растениями экспериментально в зависимости от высоты травостоя.

Сравнительные результаты испита ник (табл. 4.2) свидетельствуют, что при использовании для инокуляции растений пиенпцы дистанционных инокульторов равномерность распиливания, масса собранных урединиоспор с I м2, их нпзнесписобносаь и коэффициент ин,:.ек-ционности достоверно не различались с контролем. Поэтому мо^но сделать вывод, что в условиях КЬК практически мо^но применять для распыления суспензии спор роторный инокулятор, для сухих спор -стационарный распылитель.

Таблица 4.2

Результаты испытаний инокулпторов по показателям количества и качества уредин.юспор р. зЪгШГогнйз

:Среднее :|;асса :.<;.изнеспо- ¡коэффициент

: число :собронных :собностьь мшф.екцион-

Варианты гуреди- :урединио- :собранных:ности соб-

опыта :ниоспор, :спор, ? .•урединио- :ра1шых

:распы- : г-м"^ :спор гурединио-

:ленных : :после :спор, '¡>

:на стел- : су тки, £

:лан< Р : : :

:шт-см с : : :

Роторный шюкулятор 397 23,4 85,2 24,2

Ручное распыление сус- • 471 22,9 84,7 23,8

пензии спор (контроль)

Стационарный распыли- 423 21,8 82,6 23,6

тель - инокулнтор

Ручное распыление су- 465 22,4 84,3 24,3

хих спор (контроль)

1,28 1,57 ц31

нср05 37,9 5,12 6,28 5,62

5. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КИК ДЛЯ ФИТОПАТОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНй:!

При разработке климатических режимов памп были учтены конструк-внше особенности систем регулирования температуры и влажности воз-уха в отечественных п зарубежных образцах камер. При этом основ-ое внимание в целях надежности было уделено применению оборудова-[1л, выпускаемого отечественной промышленностью.

В результате для регулирования температуры Екбран принцип пря-зго термостатирования, что позволило расширить температурный дяа-ззон и значительно облегчить проблему достижения высокой Елажно-гв. В качестве охлаждающего устройства применена холодильная ма-зна типа I.5KB4. 1.2 с испарителями ИРСН-24, обще': хладопроззводи-;льностью4,6 тыс.ккал/час. Для нагревания воздуха использовали грмонагревателя, а для увлажнения и получения капельной влаги на 1стениях применяли пнеачогидравлическле форсунки.

При Еыборе источников света учитывали спектральные кривые пог-«ценля лучистой энергии зеленым листом растения (Леман, I976J. Из | типов ламп наиболее эффективными оказались лампы ДРФ-1000 и И—2000—в, спектр которых наиболее близко соответствует указанным ивым в области фотосинтетячески активной радиации (ФАР).

В результате усовершенствования в НИК получена температура воз-ха в диапазоне С-40 °С, влажность - в пределах 40-100 %, осве-нность - около 50 клк . (В проектном варианте КИК температура гулировалась в пределах 18-24 °С, влажность - 65-75 %).

Проверка теплоизоляш1и показала, что в КИК может обеспечнвать-сохракность опытов при аварийном выходе ее из строя в течение 3 часов. Показатели инерционности охлаждения (3,5 °С/час) и наг-ванпя (5,5 °С/час) свидетельствовали, что камера при включении в работу может еыходить на заданный режим в течение короткого эмени.

Таким образом, условия, полученные в усовершенствованной КИК, зтветстЕуют требованиям растений и патогенов и могут быть использо-• ш в фатопатологических исследованиях.

6. СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННО.! КАМЕРЫ ИСКУССТВЕННОГО КЛИМАТА В ИССЛЕДОВАНИЯХ С РАСТЕНИЯМИ РАЗЛИЧНЫХ Ю'ЛЬ'ГУР И ВОЗБУДИТЕЛЯМИ БОЛЕЗНЕЙ

Соответствие основных климатических параметров в усовершенст-

l'i

вованной КИК для фитопатологическнх исследований проводили путем изучения роста и развития основных сельскохозяйственных культур (ипишща, рис, томат, хлопчатник), а так.че при оценке псра^енлн их некоторыми патогенами. Испсльзовали лампы типа ДРФ-ЮСО, количество которых зависело от условий опыта.

В опыте с пшеницей были использованы сорта отечественно;: и иностранной селекции (яровые - Саратовская 29 и i.'.ida , озимые Аврора, Безостая I, Кзыл-iilapn и t.:aris Widgeon).

Растения выращивали по общепринятой методике (Кеклеса г. др., 1990). Контролем служили те ;.;е сорта, культивируемые в теплице. В камере, как и в теплице, растения развивались нормально, получены полноценные колосья с выполненными зернами. Уро;;:ай всех сортов в КПК и теплице был практически одинаков.

Проростки сортов-дифференциаторов и моногенных лини,', пшеницы пнокулпрозали возбудителем нелтой ржавчины. Результаты опыта свидетельствовали, что типы реакций сортов-диффереициатороз и моногенных линий пшеницы в усовершенствованной КИК соответствовали контролю в обычной стационирной камере.

С целью оценки пригодности усовершенствованной КПК для проведения ц.итопатологических исследований с возбудителем P. огугае изучали так2е развитие и урожайность различных сортов риса и возможность определении генотипа среднеазиатской расы 137 возбудителя пирикуляриоза. Основными критериями пригодности Kl'.K для выра-.цивания риса являлись длина вегетационного периода и уро:;ай с одного растения.

Вегетационный период сортов риса в КИК был короче, чем в теплице. По всем 18 сортам в камере получен урожай семян, в то время как в теплице 7 сортов (38,9,1) не вызрели. У oS,6)S сортов риса в КИК уроиай зерна в 2,5-10 раз был выше, чем в теплице.

Типы реакции моногенных сортов риса к расе 137 P.oryzac в КПК соответствовали данным.полученным в теплице.

На растениях томатов сортов Волгоградский 5/95 и Прогрессивный изучали степень проявления микоплазменного заболевания -столбура.

Растения выращивали до плодообразованин. Результаты опыта в усовершенствованной КИК сравнивали с аналогичными опытами в камере L-7 фирмы "Конвирон" и теплице.

Процент прижившихся прививок с инфекцией столбура в усовершенствованной КИК в сентябре был blxio, чем в теплице и в камере ¿-7. В остальное время (август, октябрь) эти показатели в камерах

равноценны, а в теплице на 20-25^ ниже.

Результаты опыта с хлопчатником сорта АН-Ваяут в КИК сравнивали с данными полевого опыта. Установлено, что наступление фено-фаз в камере и в поле совпадало до бутонизации. Впоследствии отставание в КПК составило примерно 10 дней. Набор коробочек у опытных растении в КИК составлял 2-4 от., в то время как в поле этот показатель равнялся 8-10 шт./растение. Разница показателей объясняется, по-видимому, недостаточной интенсивностью света (25-29 клк) в КГ.К.

Результаты сравнительных испытаний усовершенствованной КГ.К с растениями пшеницы, риса, томатов, хлопчатника и некоторыми возбудителями г.х заболеваний выявили, что созданные в ней условия обеспечивает возможность проведения экспериментов подобного рода. Приемочная комиссия ГУНПпЭНУ Госагропрома СССР отметила, что усовершенствованные КПК соответствуют требованиям ф.итопэтологи-ческпх исследований надежны в работе и могут быть рекомендованы для использования в лаборатории искусственного климата (Акты 1987, 1989, 1990 гг.).

7. СРадСТВА ЗАШи ОКРУГА!«И СРЕДИ В ЭКСПЕРИМЕНТАХ С ¿КТ0ПАТ0ГЕНАШ1 В УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ КАМЕ ИСКУССТВЕННОГО КЛИМАТА

В результате разработанных нами средств защиты (увлашште-лп, инокуляторы) созданы условия проведения экспериментов с фито-патогенами в КПК, исключающие вынос их в окружающую срцду. Сточные воды из камер и зоны их размещения обеззараживались паром с температурой 70°С в течение 15 минут. Воздухообмен осуществлялся по разработанной нами схеме рециркуляции с устройством защиты от выноса инфекции через дверной проем камеры. Общеобменная вентиляция зоны камер работала с охлаждением и разряжением воздуха з помещении, а выброс воздухз защищался эффективными биологическими фильтрами типа СПЗ/15.

Таким образом усовершенствованная КИК, оснащенная разработанными нами средствами задиты окружающей средь:, может быть отнесена к экологически замкнутым системам (Великанов и Сидорова, 1988), где можно проводить эксперименты с фитопатогенами.

8. ТЬАЛ^КО-ЭКОНО'.НЧЧЬСПНЕ ПОКАЗАТЕЛИ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ КПК .

За экономические показатели принимали первоначальные (капитальные) затраты и размер текущих (эксплуатационных) затрат и сравнивали их с проектным вариантом камеры. Годовой экономический

Э'лгект для усовершенствования К!1К сост£е::л 48-16,35 руб. Усовершенствованная камера по своим показателям значительно превосходит проектный вариант КПК. Показано, что оисп.рипенты с возбудителями .чал-то!: жги-чини пшенный и ппрлкуляриоза риса момно проводить с меньшими ь 3 раза энергозатратами при использовании ь опытах лампы типа

и дга-2ьсо-б.

В усовершенствованной КЛК создаете^ экономия тепловой энергии на сумму 343,05 руб. в год за счет рационального применения тепло-энергонагревателей вместо теплоносителя от котельно::. Использование лаг.я типа ДРИ-20СС.-6 в опытах при размножении урсдоспор желтой ржавчины сокращает технологический процесс на 2-5 дней, создавая тем самым экономию электроэнергии в суше 64 руб. на один опыт.

Технологичность примененного при усовершенствовании оборудования позволила дополнительно увеличить число камер на высвобожденной площади и экономя ческий эффект технологического переоснащения типовых лабораторий в САНИИФ, ВШМ5 и СЮШФ.

ВЫВОДЫ

1. Выявлены основные параметры микроклимата, при которых обеспечиваются оптимальные условия развития растений пшеницы, риса и возбудйтелей их заболеваний (г.елтол рчавчины и пирикуляриоза).

2. В камзре искусственного климата для фптопатологнчеекпх исследований дожни создаваться технологические возможности регулирования температуры воздуха в пределах 0-40 °С (¿1 °С), влажности - 45100 % (^6 %), освещенности - до 50 клк. Наибольший уровень совещен-ности 40 и 46,5 клк с отклонением не более +10'% в плоскости стеллажей камеры достигается при использовании металогалогенных ламп со сп.^ктром наиболее близко соответствующим кривым поглащення лучистой энергии зеленил листом в области фотосинтетически активной радиации (ФАР). При использовании этих ламп получены наиболее Еысокле показатели выхода массы урединиоспор возбудителя челтой рчавчины пшеницы

н поразенности риса пирикуляриозом.

3. Предложен усовершенствованный метод выращивания пшеницы в КИК, включающий оптимизацию температуры, влажности, освещенности

и применение 0,02 % гидрозида калеинотой кислоты (ГМК) для задержки развития растений в фазо 1-2 листьев и создания благоприятных условий сбора урединиоспор возбудителя келтой рнавчины. Зксперямен-

О

тально подобранная при этом густота стояния растений (8-9 тыс.шт-м ) обеспечивает максимальный выход биоматериала (15,8

4. Разработан метод гидропонного выращивания растений риса на коди'Т-пиированиоа органоминеральноц смеси Прянишникова, позволяющий

прп температуре воздуха 27/25 °С (день/ночь), относительной вла-но-сти - 7С-80 %, освещенности 18-25 клк, фотопериоде 12/12 час и температуре питательного раствора 2а-30 °С обеспечивать оптимальные услои:;; разг. тпя культуры.

5. Ргзг-зботскг спосоо и ус:ро:;ст=а дистзецяопно:; пногуллш:;; растен;:.. пшеницы возбудителем яелтой рнавчяны.включакцпе роторный распылитель суспензии спор и пневматические форсунки, обеспечивающие равномерное нанесение спор, а та;:ке мелкодисперсной влаги с сохранением ее на растениях в Кш\ в течение длительного Бремени.

6. Выбор параметров те?/л ера туры, Ела^ности, сЕета и средств защиты окружающей среды явились осноеой создания экологически замкнутой системы для товедения фнтопатологнческих исследований с возбудителями зелтой ржавчина пшенипы и пирикуляриоза риса, исключающей вынос спор фитопатогенов в окружающую среду.

7. Усовершенствованная по нашей схеме камера искусственного климата обеспечивает сохранность опытов в течение 5-о часов в случае аварийного выхода ее из строя. Инерционность охлаздения 1.3,5°С в час; п нагревашя 1,5,5 °С в час; показывает, что камера при включении ее в работу может выходить па заданный режим в течение короткого времени.

8. При работе с возбудителями келтой ряавчшш пшеницы и пирикуляриоза риса полностью предотвращается выброс инфекции в окружающую среду путем применения термической дезактивации стоков и использования фильтровых систем тонкой очистки воздуха.

9. Усовершенствование КИК создает существенную экономию энергетических и материальных ресурсов. При этом срок окупаемости капитальных затрат составляет около года.

ЛРл;;ТиЧьС.Ш PEKOI.ILHüAUlüi

' I. Размножение уреднниоспор ржавчинных грибов, оценку устойчивости сортов пшеницы к возбудителям желтой ржавчины и риса к возбудителю пирикуляриоза рекомендуется проводить в усовершенствованных . по разработанной нами схеме камерах искусственного климата, обеспечивающих оптимальные режимы для развития патогена и растен:л - хозяина.

2. Для размножении урединиоспор возбудителя желтой ржавчины растения пшеницы рекомендуется Еыращивать с густотой'стояния а-9 тис.шт/м^ при температуре 15/10 °С ^день/ночь), влажности - £¿-70 % и освещенности 12 глк лампами ДРЛ-20С0-6 с фстопериодом LS/H час. 1день/ночь). для исключения полегания растений применять 0,с2 % раствор гидразида малеиновой кислоты (ГЖ) в три приема: в фазу всходов 12 через день после первого внесения - 12 л-м-2; через день после второго - 2 л-м-2.

3. Опытные растения риса в экспериментах с пирикуляриозом выращивать гидропонным методом на модифицированной среде Прянишникова при температуре питательного раствора 28-30 °С и воздуха -26°С^ освещенности 10-20 клк лампами ДРФ-IUOO.

4. Для заражения растении пшеницы возбудителем келтоп ржавчины следует применять дистанционные инокуляторы: роторный - для водной суспензии спор, пневматический - для порошкового инокулюма. Высокую влажность ^100 %) и капельную влагу на растениях следует создавать пневморэспылителями влаги. ■'

5. При техническом перевооружении типовых ЛИК или фитотронов, разработке и изготовлению опытных образцов фотокамер рекомендуется использовать устройства гидропоники, инокуляторы, средства защиты окружающей среды, блоки температуры, гласности и осг-етительпге уст- ■ ро..стга, npi:;:i::ej;;i;e в усовершенствованной наш КИК в лаборатории искусственного климата САИИИФ.

По материалам диссертации опубликованы и приняты к публикации следующие работы:

I. А.О. СССР по заявке !Ь 4740468/15/1077 99, ГЛ1С1 A0I 31/02 /Устройство для Еыращивания растений (Сомов В.Ф., Кратенко З.П., Ищенко :.i.JI.). - 1989. - 7с.: 3 ил.

2. Сомов Ь.^., Зайпев Ю.К. Опыт реконструкции ЛЖ и испытание ювых климатических камер. Б сб.: Материалы совещания научно-тех-шческого .совета ЬАСХНИЛ по ¡Тнтотронии и использованию сооружений

I установок искусственного климата. Краснодар, Озургетп, Акасеулл.-990. - C.I25-I3I.

3. Заппев D.H., Неклеса Н.П., Сомов В.<5. Разработка климатиче-:ш!х камер для фитопатологических исследований. В сб.: Материалы ювещаная научно-технического соЕета ВАСХНШ1 по фитотронии и исполь-ОЕанию сооружении и установок искусственного климата. Краснодар, 'зургети, Анасеули. - 1950. - С.29-30.

4. Кратенко Б.П., Сомов В.Ф., Зайцев Ю.П. Установка для Еыра-:иваняя риса в условиях теплипы. - В сб.: Материалы совещания науч-о-технического совета ВАСХНИЛ по фитотронии и использованию соору-ений и установок искусственного климата. Краснодар, Озургети, Ана-еули. - 1990. - C.II2-II6.

5. Сомов B.w., Зевнов-Лобанов Н.Л., Смирнова Л.А. Усовершенствование камер искусственного климата для фитопатологических иссле-ованип. Материалы совещания научно-технического совета ВАСХШЛ по итотронии и использованию сооружений и установок искусственного лимата. Ташкент, I9SI (в печати).

6. Кратенко В.П., Ьучинский В.И., Сомов В.Ф. Применение ламп КСТ-20, ДКСТ-10, ДР5-1000, ДРЙ-2000-6 в фитопатологических исследо-аниях в усовершенствованной камере искусственного климата. Матерпа-ы совещания научно-технического совета по фитотронии и использо-анию сооружений и установок искусственного климата. Ташкент, IS5I

в печати).

7. оапиев Ю.К., Сомов E.j. Сравнение экономичесюзх характерпс-ик камер для фитопатологических исследований. Материалы совещания аучно-технического совета ЬАСХНИЛ по фитотронии и использованию оорунений и установок искусственного климата. Ташкент, IS9I (в пе-ати).

ДЛЯ ЗАМЕТОК