Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Совершенствование химической защиты пшеницы от листовых болезней на основе генотипической реакции сорта на фунгицид

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата биологических наук, Цикункова, Татьяна Владимировна, Краснодар

КРАСНОДАРСКИЙ НАУЧТО-ИССЛЕДОВАТЕЯЬСКИЙ ИНСТИТУТ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА ИМ. П.П. ЛУКЬЯНЕНКО

На правах рукописи

ЦИКУНКОВА Татьяна Владимировна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ПШЕНИЦУ ОТ ЛИСТОВЫХ БОЛЕЗНЕЙ НА ОСНОВЕ ГЕНОШШЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ СОРТА НА ФУНГИЦИД

Специальность: 06.01.11 - защита растений

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук, профессор М.И. Зазимко; доктор сельскохозяйственных наук, Л. А. Беспалова

Краснодар - 1999

- г -

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ,............................................. 3

1.0Б30Р ЛИТЕРАТУРЫ.................................... 7

2. МЕСТО. УСЛОВИЯ. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ____29

2.1 Почвенно-климатические условия................. 29

2.2 Объекты и метода исследований ..................31

2.3 Наблюдения и исследования ......................43

3.ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ЛИСТОВЫХ БОЛЕЗНЕЙ ОЗИМОЙ

ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ГОДА И СОРТА ............. 46

4. ВЛИЯНИЕ ФУНГИЦИДОВ НА РАЗВИТИЕ ОСНОВНЫХ ЛИСТОВЫХ БОЛЕЗНЕЙ И УРОЖАЙНОСТЬ ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ................ .60

4.1 Анализ результатов исследований в центральной зоне Краснодарского края (г.Краснодар, КНИИСХ) .......____ 60

4.2 Анализ результатов исследований в северной зоне Краснодарского края (ОПХ им. Калинина Павловского района).................................................... 91

5. ИЗУЧЕНИЕ СПЕЦИФИЧНОСТИ ДЕЙСТВИЯ ФУНГИЦИДОВ НА СОРТА ТВЕРДОЙ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРНОЙ ЗОНЫ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ ..................................... 95

6. ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ ФУНГИЦИДНЫХ ОБРАБОТОК НА СЕМЕННЫЕ КАЧЕСТВА ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ..................................101

7. ВЛИЯНИЕ ФУНГИЦИДНЫХ ОБРАБОТОК НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ КАЧЕСТВА ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ...____.................____107

8. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОДБОРА ФУНГИЦИДА К СОРТУ ........................____...................... 111

ВЫВОДЫ......................................................113

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ............................. 115

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.............................116

ПРИЛОЖЕНИЕ .......................................... 133

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы

Основные зернопроизводящие районы в крае - северные и центральные, где сконцентрировано свыше 80 процентов всех площадей озимой пшеницы, Ие них более благоприятными условиями для возделывания этой культуры являются агроклиматические условия Центральной зоны.

Однако, условия, благоприятные для развития растений, как правило совпадают с условиями развития их патогенов, и часто болезни являются факторами, ограничивающими реализацию потенциала культуры, Северный Кавказ в целом, и Краснодарский край в частности, являются регионами с повышенной активностью вредных объектов при большом разнообразии их видов,

Мягкая и непродолжительная зима способствует удовлетворительной сохраняемости инфекционного начала.

Распространение и развитие возбудителей болезней листьев имеет тенденцию к увеличению за счет несбалансированного применения удобрений, насыщения севооборотов зерновыми, недостатка пестицидов и смены видового и расового состава возбудителей. Все это резко усложняет фитосанитарную обстановку на посевах пшеницы.

Сорт, как один ив главных элементов технологии производства зерна, играет важную роль в увеличении и стабилизации валовых сборов урожая (Рыбалкин П.Н., 1998), Кроме того, ему принадлежит основная роль в ограничении распространения и вредоносности болезней. Но устойчивость сорта не является постоянной величиной. При накоплении вирулентных рас возбудителей болезней, способных преодолевать гены устойчивости растений-хозяев, может произойти массовое поражение и даже почти полная гибель урожая. Это случилось с высокоустойчивыми к бурой ржавчине сортами озимой пшеницы Аврора и Кавказ на

третий год после их внедрения в производство (Воронкова А.А., 1980).

Поэтому фитооанитарный мониторинг устойчивости сортов является одним из факторов., ограничивающих распространение и вредоносность-болезней за счет своевременной сортосмены.

Новые сорта по-разному реагируют на применение удобрений, пестицидов, ретардантов. Они обладают различной степенью устойчивости к отдельным болезням и их комплексу (Назарова Л.Н.,1охова Т.П., Полякова Т.П. 5 Отрижекозин Ю.А., 1996)

При комплексном развитии патогенов на посевах проблематичным представляется решение вопроса защиты на селекционно-генетической основе, так как создание комплексно-устойчивых сортов - задача архитрудная, а долговечность устойчивости сорта составляет 4-5 лет (Генкель П.А., 1969),

Поэтому необходим комплексный подход к решению проблемы защиты посевов от болезней.

Известные системы защиты от листовых болезней основаны на устойчивости сортов и применении современных системных Фунгицидов, При этом, при принятии решений о целесообразности обработок посевов ряд ученых рекомендуют учитывать устойчивость сортов к болезням (Терехов В,И., Бессмельцев В,И,, Гаврилов С.А., 1997, Шпаар Д, Цватц В., Адам Л,, 1997, Санин С,С,, Назарова Л.Н., Дымченко А.Н. и др,1996), так как хозяйственная отдача от применения препаратов в существенной степени зависит от устойчивости сорта к комплексу патогенов и генотипической реакции его на их применение (Назарова Л.Н., Полякова Т.П., 1996),

Более того,, некоторые авторы не получали увеличения урожайности на отдельных сортах озимой пшеницы, несмотря на высокую степень защиты от патогенов (Tvaruzek L,, Vanova М,, Klem К., 1995), В условиях Краснодарского края аналогичные данные были получены Л.И, Чекиной (1994) на генотипах Спартанка, Леда, Сфера, В последние

годы появились новые сорта, поэтому изучение генотипической отзывчивости их на Фунгициды представляет научно-практический интерес.

Цель и основные задачи исследований

Цель исследований состояла в совершенствовании химической защиты пшеницы от листовых болезней на основе устойчивости сортов к патогенам и их генотипической реакции на фунгицид.

В задачи исследований входило:

- дать оценку устойчивости новых сортов озимой пшеницы к основным патогенам;

- изучить степень влияния фунгицидов на развитие основных листовых болезней и урожайность сортов озимой и яровой пшеницы о различной степенью устойчивости к болезням;

- определить доли влияния листовых болезней и фунгицидных обработок, а также их взаимодействие в детерминации урожайности различных генотипов озимой и яровой пшеницы;

- выявить последствие фунгицидных обработок на качество семян;

- оценить степень влияния фунгицидов на технологические показатели качества зерна озимой пшеницы различных сортов;

- оптимизировать применение фунгицидов о учетом генотипической реакции сортов озимой и яровой пшеницы.

Научная новизна

Новизна работы состоит в том, что впервые в условиях Краснодарского края, в двух основных районах возделывания пшеницы доказана различная степень влияния ноеых фунгицидов на продуктивность новых сортов и перспективных линии озимой и яровой пшеницы, при одинаково высокой эффективности защиты растений от листовых болезней. Определена эффективность обработки растений пшеницы против основных листовых болезней и установлена степень влияния каждого фунгицида на отдельный сорт. Проведено районирование сортов по степени отзывчивости на фунгициды и на этом обоснована целесообразность применения химических средств защиты от листовых болезней пшеницы в зависимости от генотипических особенностей сорта.

Практическая значимость, Производству предложено усовершенствованная система применения конкретных фунгицидов для сортов озимой и яровой пшеницы, обеспечивающая максимальную хозяйственную эффективность, Отмечена высокая рентабельность применения этой системы на посевах колосовых культур, позволяющая более целесообразно использовать дорогостоящие химический средства.

Показана необходимость учета генотипической отзывчивости на используемые Фунгициды, как одного из элементов сортовой агротехники.

Апробация работы, Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научно-практической конференции молодых ученых (КГАУ, Краснодар, 1995), на съезде по "Защите растений в условиях реформирования агропромышленного комплекса" (ВИ8Р, С-Петер-бург, 1995), на межреспубликанской научно-практической конференции по экологии и охране природы экосистем южных регионов России и сопредельных территорий (КГУ, Краснодар, 1998), на научно практической конференции "Фитосанирарная ситуация на посевах с.-х. культур юга России и экологизация систем защиты растений" (КГАУ, Краснодар, 1998),

Публикация результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 12 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания условий проведения опытов, методик и объектов исследований, экспериментальной части (6 глав), выводов, практических рекомендаций производству, описка литературы и приложений, Работа изложена на 139 страницах машинописного текста, включает 17 рисунков, 37 таблиц.

Список литературы включает 184 наименования, в том числе 35 работ зарубежных авторов.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Пшеница является основной продовольственной культурой в нашей стране, которая и в перспективе остается одним из главных сырьевых ресурсов страны. Пшеничная мука широко используется в хлебопечении и кондитерской промышленности. Зерно пшеницы также используется для приготовления крупы, макарон и других продуктов (Ковырялов Ю.П., 1986, Пруцков Ф.М., 1976). Большое значение озимой пшеницы в народном хозяйстве отражено в росте ее посевных площадей. Если в 1913 году она занимапа лишь 8.3 млн. г&; то в 1940 году уже 14.3 млн. га. Значительный рост посевных площадей этой культуры наблюдался в России с 1960 по 1974 с 12.0 до 18.6 млн.га или на 50.4 %, а по сравнению с 1940 годом, почти в два раза (Пруцков Ф.М., 1976).

Одним из основных производителей зерна в Российской Федерации является Краснодарский край. Причем в структуре зерновых культур преобладают посевы колосовых - более 60 %. Такая концентрация посевов предрасполагает к частым и вредоносным вспышкам популяций вредных насекомых и эпифитотийному развитию болезней. Только в 1996 году из-за недобора урожая и снижения хлебопекарных качеств зерна хозяйства края недополучили 2.8 триллиона рублей, то есть с каждого гектара посевов зерновых потеряно более 2 миллионов рублей (Зазимко М.И.,1997). Одним из резервов увеличения производства зерна озимой пшеницы является снижение потерь урожая от вредителей и болезней.

Необходимость совершенствования системы защиты пшеницы в Краснодарском крае диктуется рядом обстоятельств, способствующих здесь усилению вредоносности болезней. В данном регионе мягкая непродолжительная зима благоприятная для перезимовки многих листовых патогенов, быстрая смена видового и количественного состава болезней,

а также повсеместное снижение применения средств защиты растений. Все это привело к тому, что вредные объекты, ранее считавшиеся редкими, эпизодическими становятся в ряд с болезнями, обладающими высокой вредоносностью.

Климатические условия - один из факторов развития и распространения болезней озимой пшеницы

Климатические факторы и, прежде всего гидрометеорологические условия, являются важнейшим элементом экологической обстановки для всех организмов, в том числе и патогенных. (Поляков И.Я., Левитин М.М., ТанскийВ.И., 1995). Пауль Р. Миллер П. (1956) подтверждает возможность развития инфекционного процесса под влиянием погодных факторов, как одного из основных условий, благоприятствующих развитию болезней.

Точное определение зависимости между болезнью и погодными условиями представляет большие трудности в силу изменчивости погоды, лабильности сроков между критическим периодом заражения растений возбудителем и появлением симптомов болезни.

Изменение хотя бы одного из климатических факторов неизбежно вызывает нарушения в состоянии болезни и взаимодействии ее с растениями. Если условия не повышают устойчивости растений и благоприятно влияют и на растение и на патогенный микроорганизм в период их раздельного существования, то болезнь, вызываемая данным возбудителем, может широко распространиться и снизить продовольственный потенциал культуры. Этим объясняется тот, кажущийся противоречивым факт, что нередко в условиях, которые не могут считаться благоприятными для произрастания данной культуры, получают лучшие урожаи (Миллер П., 1956).

Большинство слагаемых климата оценивается не по одному показателю, а по их сочетанию, соответственно, и развитие или депрессия болезни растений во многом зависят от этого сочетания. (Поляков И.Я., Левитин М.М., Танский В.И.,1995).

Значение листьев в накоплении урожая зерна

Повышать урожайность растений, значит прежде всего увеличить фотосинтетическую их продуктивность (Ничипорович М.И.,1963). При защите листьев пшеницы от болезней, сохраняется транспирационная, ассимилирующая и фотосинтетическая способность растений.

Лист - главный рабочий орган растения играющий неодинаковую роль в разных ярусах. На двенадцатом этапе органогенеза в зерновку идет отток почти всех пластических веществ из Берхних листьев. В фазе колошения пшеницы интенсивность фотосинтеза верхнего (флагового) листа в пять раз больше, чем второго и третьего. Верхний лист интенсивнее снабжает ассимилянтами зерновки, из второго сверху листа они в относительно большем количестве попадают в колосковые и цветковые чешуи, а также в другие части растения. Через 30-35 дней отток асси-милянтов из верхнего листа составляет около 65 %, из второго менее 12 %. Поэтому при поражении или повреждении верхнего листа урожай резко снижается (Ковырялов Ю.П., 1986).

Ф.М. Пруцков (1976) также считает, что основная роль (82 %) в создании биологического урожая пшеницы принадлежит листьям. В них протекает процесс фотосинтеза, т.е. усвоения из внешней среды углекислоты за счет энергии солнечного света и преобразования ее в химическую энергию органических веществ. В процессе фотосинтеза создаются различные углеводистые соединения, превращающиеся затем в крахмал и сахара. При этом углерод и вода, содержащиеся в растении наряду с

азотом и другими элементами, участвуют в образовании аминокислот и белков. Поэтому очень важно сохранить функции зеленого листа.

Листовые болезни снижают урожаи зерна за счет уменьшения площади ассимиляции, глубокого нарушения физиологических процессов у растений и, как следствие, приводят к недоразвитию колоса, уменьшению числа зерен, снижению абсолютного веса зерна. Изменяется также его химический состав (Азбукина 5.М.,1980). Характер изменений в составе и содержании углеводов растительных тканей, вызываемых грибными заболеваниями, определяется многими факторами. Для вегетирующих растений большое значение имеет влияние, оказываемое паразитом на фотосинтетический процесс, от которого в значительной степени зависит общее содержание углеводов в растении. Не меньшую роль играет интенсивность потребления углеводов паразитом, а также самим растением в результате вызванного инфекцией активирования окислительных процессов (Генкель П.А.,1969).

Основные листовые болезни пшеницы

В Краснодарском крае наиболее опасными болезнями листьев колосовых культур являются разные виды ржавчин, септориоз, пиренофороз, мучнистая роса. Эти болезни проявляются ежегодно в разной степени и при благоприятных условиях развитие их может принимать характер эпи-фитотии.

Ржавчина злаков известна с давних времен. Существуют указания на широкое распространение ржавчины хлебов в Египте, Греции, Риме и других древних государствах. Первое обстоятельное описание одного из видов ржавчинных грибов (Рисс1п1а ^гапигпз) было опубликовано в конце XVIII века итальянским исследователем Ф.Фонтана.

Изучение ржавчины хлебных злаков в нашей стране началось с 1932

- И -

года, В начале 30-х годов почти на всей территории СССР наблюдалась сильнейшая зпифитотия ржавчины на основных зерновых культурах (Попова H,B,j 1969). Частые зпифитотии бурой ржавчины бывают в Краснодарском крае, Лесостепи и Полесье Украины, Центральной черноземной зоне, Поволжье и в условиях орошаемого земледелия (Пересыпкин В.Ф., 1979),

Недобор урожая пшениц в Воронежской и Курской областях составил в 1933 году 300 тыс.т (Горленко М.В., 1960), по данным В.Ф.Куприеви-ча (1957) в случаях эпифитотийного развития листовых ржавчин потери зерна достигают 70-80%, В целом по стране снижение урожайности зерновых под влиянием грибных заболеваний, в основном ржавчины, оценивается в 10-15 % (Вавилов Н,И., 1961). Недобор урожайности пораженных растений является следствием недоразвития колоса, уменьшения числа зерен в колосе и абсолютного веса зерна (Пересыпкин В.Ф., 1974, Азбукина 3,М,, 1980). По данным А.Я.Кокина (1939) при поражении ржавчиной масса 1000 зерен уменьшалась на 15-S0 Подобные результаты получены С.П. Гвритишвили (1950) в Грузии, Peturson В,и его сотрудниками в Канаде (1945). По последним данным потери урожая зерна от бу�