close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

bd000102805

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
Прусова Наде}!сда Геннадьевна
Культигенный ареал барбариса ~
промезкуточвого хозяина стеблевой
ржавчины культурных и дикорастущих
злаков в Курганской области
06.01.11 - запщта растений
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Курган 2005
Работа выполнена в Ф Г О У В П О « 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:
Ф Г У «Федеральная государственная
территориальная станция защиты
растений по Курганской области»
Защита диссертации состоится « 26 » декабря 2005 г. в 12 часов на
заседании диссертационного совета К М 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
диссертационного совета, доцент
Н.Н. Маковеева
^&ot^
гългт^
llllUO
Актуальность темы. Одной йв серьезных причин вязкой урожайности пшеницы н
кррмовых метликовых культур периодически является поражаемость их стеблевой ржавчи­
ной. В годы эпифитотий болезнь развивается настолько сильно, что последействия ее на этих
культурах опустошительны. Изучение болезни до настоящего времени не проводилось. Бо­
лее того, сзгществует мнение о том, что она появляется в исследуемой зоне очень редко, а по­
этому вредоносность от нее недооцеиивастся.
Кроме того, в научной литературе возбудителю стеблевой ржавчины в зоне исследо­
вания приписывают неполный цикл развития, что затрудняет проведение более углубленных
исследований в области защиты. В связи с этим, назрела необходимость уточнения цикла
развития этого заболевания.
Цель исследований. Основной целью исследования является уточнение цикла разви­
тия стеблевой ржавчины в связи с культигеввым ареалом барбариса в Курганской области.
?"iT"1ff ИУУ^^-Л"|"Д'Д1
1. Модифицировать методы исследований промежуточного хозяина - барбариса.
2. Изучить структуру рода промежуточного хозяина и состав поражаемых видов семейств
Мятлнховые.
3. Исследовать географическое распространение и цикл развития ржавчины барбариса по зо­
нам в Курганской области.
4. Сформулировать концепцию краткосрочного прогноза вредоносной роли промежуточногЬ
хозяина.
5. Предложить систему превентивных мероприятий по ограничению распространения б^збариса на территории Уральского региона.
На защиту выносятся следующие положения: 1 - новые методы работы с объектами
исследований; 2 - структура рода барбариса, состав поражаемых видов семейства Мяглнковые и особенность его распространения по зонам; 3 - концепция краткосрочного прогноза
вредоносной роли барб^шса; 4 - смена урединвогенераций стеблевой ржавчины ва кормо­
вых злаках; 5 - система превевтявиых меропршггий по ограничению распространеяня барба­
риса. Предложены новые методы исспедовавий.
Научная новизна. В этиологическом и диагностическом плане впервые выявлена роль
6qj6apHca в цикле развития стеблевой ржавчины в Курганской области, определена видовая
специфичность ржавчины, численность урединиогенераций на кормовых злаках (пырей, ко­
стрец), изучены новые подходы к формированию резервных зон этой болезни, приуроченных
к бассейнам рек Тобол, Исеть, Миасс, У й , защитных полос вдоль железнодорожных и авто­
мобильных магистралей.
Практическая ценность работы. Результаты исследований могут быть использованы
службами защиты растений, прогноза и производителями зерновой и кормовой продукции, а
также лабораториями иммунитета научно-исследовательских учреждений.
Лпробашм работы. Результаты проведенных исследований были доложены на: Все­
российской научно-практической конференции, посвященной 60-летию со дня образования
Курганской области и 90-летию сельскохозяйственной науки Зауралья (Курган, 2002 г.);
Международной научно-практической конференции, посвященной 60-яетяю образования
Курганской государственной сельскохозяйственной академии имени Т.С. Мальцева (Курган,
2004 г.); V I I Всероссийской научно-практической конференции (Пенза, 2004 г.); Межрегио­
нальной научно-практической конференции (Курган, 2004 г.); Второй Международной конференцив «Биотехнология - охране окружающей среды» (Москва, 2004 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 научных статей
Структура и объем диссергадии. Диссертация изложена на 178 страницах. Работа со­
стоит из введения, 4 глав, разделов, выводов и предложений производству, иллюстрирова­
на 20 таблицами, 24 рисунками, содержит 6 приложений. В списке литературы представлено
214 источников, в том числе 37 иаостраввых.
РОС ЫАЦИОМАЛЫМа
вИбЛМОТ!
16ЛНвТИ(А/^ I
■^ *
i'Wri'
Щ 9
ГЩЩ
«М*«
•
V
^
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. Метох(ы иссяедоваввй
Основные исследования выполнены с применением разработаявых нами методов,
приспособленных к местным условиям. В их числе: 1) подсчет числа базядиоспор при зара­
жении куста б^)бариса; 2) подсчет однородности эдиоспор; 3) определение ф<^ж ржавчины
на дикорастущих злаках; 4) определение форм стеблевой ржавчины по степени поражения
дикорастущих злаков в природе; 5) методика подсчета базшшоспор и урединиоспор с помощыю стекол; 6) определение дня заражения барбариса; 7) определение заражения листьев s
световой камере в лаборатсфии.
Кроме того, нами использовались следующие мегодикя других авторов, в частности,
для учета степени поражения растений ржавчиной применяли известную пгкалу СтекмаяаХемптона; тип реакции определяли по шкале № 3; индуцибельность и репрессибельвость
оперонов описаны по А.П. Голощапову
Для искусственного заражения листьев растений применяли световую камеру и сла­
бые растворы беязимидазола.
Хранение собранного зараженного материала осушествяяпи в эксикаторах при посто­
янной влажности.
Наблюдение за летом базидиоспор, эций и телиоспор проводили с помощыо стан­
дартных ловушек. Определение понятий и терминов дано по Н.П. Кутафьевой, З.М. Азбукикой.
При расчете числа урединиогенераций на пырее применяли известные формулы, ци­
тированные во многих работах.
Определение температуры и влажности воздуха осуществляли по методикам и с по­
мощью соответствующих приборов на метеостанциях. Крупиомасптгабные маршрутные ис­
следования проведены в период учебных полевых практик со студентами Курганского госу­
дарственного университета с целью выявления ареалов распространения барбариса в дико­
растущих злаков с последующим картированием их точечным методом, а также с учетом зовальвостя по Н.И. Наумевко.
При проведении микологических исследований использовали мякроскоп «БяоламШ » при увеличении: ЗД'0,10 (х10), 10/0Д5 (х10), 40/0,65 (х10). Для макро- и микросъемки
использовали фотоапп^ят «Зенит-ЕТ» с комплектом васадочяых колец и микронасадкой
МФН-1 с фотоаппгфаггом «Зоркий».
Математическую обработку выполняли по Б.А. Доспехову с расчетом параметров ва­
риационных рядов, корреляции и регрессии.
2. Результаты всслсдоваамй
гл.Модяфикация методов ясследоваяия
промежуточвого хозовяя Berberis vulgaris
Поскольку изучение промежуточного хозяина и его роли при заражении дикорасту­
щих злаков в условиях Зауралья, в частности в Курганской области, проводится впервые, то
ряд методических подходов, известных фитопатологической науке и уже ставших классикой,
требуют модификации, то есть своеобразного приспособления их к конкретным условиям
места исследования. М ы модифицировали следующие методики, то есть внесли в них эле­
менты собственных улучшающих разрешающую способность их составляющих: 1) модифи­
кация MerozCEKH подсчета числа базидиоспор при заражения куста бгфбариса; 2) модифика­
ция подсчета нифекаиоЕноств куста; 3) модификация подсчета однородности эциоспор; 4)
модификация методики изучения заспоренности листьев барбариса; 5) модификация методи­
ки искусственного заражения листьев злаков с помощью беюнмидазола в специально разра­
ботанной для эпгих целей световой камере; 6) модификация методики изучения влияния тем­
пературы на скорость заражения барбариса; 7) модификация методики выделения эций из
пустул; 8) модификация методики определения форм стеблевой ржавчины; 9) модификация
методики сохранения пучков пеночек эциоспор: 10) модификация методики те]:фасного изу-
чевия распространенности урединий на дикорастущих злаках и барбарисе; 11) модификация
методики учета динамики заражения листьев барбариса.
Отиосительво глубины и новизны внесенных изменений при модификации тех или
иных метбдик следует отметить, что ряд их сформулировав полностью и в связи с этим они
приоритетны, ЧТО касается других, то в них внесен один или несколько элементов, улуч­
шающих и упрощающих работу, что дает нам право считать их моднфикацвями известных
методов.
Пример применения мртпрупш 1
2Л.Подсчет числа базядиоспор о р я зараженнв куста барбариса
По Стэкману эциальное пятно образуется от двух базидноспор, поэггому мы считаем
на листьях барбариса пары эциоспор. Как это мы предлагаем делать: 1. Считаем количество
пустул на один побег; 2. Определяем количество побегов на кусте; 3. Поскольку на побеге
обычно поражается от 7 до 6 5 % листьев, то общее количество листьев на побег мы умножа­
ем на предложенный нами Коэффициент, значения которых следующие: первая декада июня
- 0,07-0.13; впзрая декада нюня - 0,14-0,52; третья декада шоня - 0,65; 4. Расчетным путем
определяем количество пораженных листьев по датам; 5. Определяем среднее количество
пустул на один побег; 6. Количество пустул умножаок на 2, чтобы узнать число пар базидн­
оспор, участвовавпшх в поражении куста. Это делается подекадно; 7. На основании расчетов
составляется график лета базидвоспор и образование эциопустул (Рис.1 и 2).
200
Рисунок 1 - Динамика лета базвдиоспор по декадам июня
по Н.Г. Прусовой, 2003-2005 гт.
■
—I
8
1
10
1
13
1
15
1
17
1
19
■
1
21
»
1
23
«
■
1
25
Рисунок 2 - Динамика накопления эциопустул ва листьях
Berberis vulgaris по Н.Г. Прусовой, 2003-2005 гг.
>
1
27
29
Пример применения методики 2.
2 ^.Подсчет одвородностя эциоспор
Сущность модифицированной методики опирается на исследования Н А Наумова. По
его данным однородными по формообразованию являются только отдельные цепочки эций.
В связи с этим нам было необходимо сохранять целостность цепочек, так как на препарата.к
для микроскопирования их сохранять практически невозможно: они рассыпаются при ма­
лейшем прикосвовенив при препарировании.
Чтобы сохранить пучки цепочек нами предложено выдержать листья с эциальной ста­
дией в слабом растворе питьевой соды в течение 12 часов. При этом цепочки отдельного ло­
жа сохраняются полностью и представляют собой многолучевую звезду.
Сведений по этому поводу в научной литературе м ы не находили и, возможно, это
связано с некоторой недооценкой сохранения эциоспор в цепочках. В отношении цикла раз­
вития ржавчины это может и не играет определеявой роли, но в микологических исследова­
ниях, особенно при подсчете эциоспор это занимает ве последнее место. В связи с этим нам
удавалось легко подсчнплвать чиспенвосгь эциоспор при микро(жо1шрова1ти.
Чем можво объяснить роль среды? На первый взгляд она должна, наоборот, способст­
вовать расчленению эциоспор в цепочке, однако этого не наблюдается. Возможно, это связа­
но с возникновением противоположных зарядов в щелочной среде и тогда эциоспоры сохра­
няют форму цепочки.
На рисунке 3 представлена форма цепочек и их обгьедивение в своеобразную структу­
ру. При рассмотреввн под микроскопом таких многолучевых звезд наблюдается большое
количество.
Просматривают суспензию спор в чистой дистиллированной воде и в присутствии
Na2COj следующим образом. Пипеткой берут кашпо суспензии и помещают на предметное
стекло. Подсчет эциоспор проводят в капле (0,02 мл) и подсчитывают их в % части поля зре­
ния, для чего споры в этой части поля умножают ва 4, в результате чего получают их число
на одну каплю зрения, умножают на кратность увеличения и ва 200 (Рис. 4).
Рисунок 3 - Цепочки отдельной
эциопустулы в растворе NajCCb
Рисунок 4 - Подсчет спор в поле
зрения микроскопа при большом
увеличении
Пример приманеядя методики 3.
2.4.
Методяка заражения злаков
За прототип взята методика Н И И С Х М С Х СССР. Она предусматривает сбор эциоспор
и заражение ими культурных и диких злаков, посеянных в емкости. Злаки инокулируют в
фазе двух листьев, для чего на них наносят суспензию спор (эций). Делают это в мнкробоксе
из полиэтиленовой пленки. М ы модифицировали методику и заражали проростки в двухлит­
ровых стеклянных банках, которые на '/«часть заполняются дистиллироваявой водой. На по­
верхности воды плавает деревянная пластина, к которой прикрепляется лист злака, например
пырея или пшеницы. В наших условиях поражает злаки ржавая форма. СЧ»бенно сильно по­
ражает пырей ползучий. Банку ставят в световую камеру, конструкция которой тоже пред­
ложена нами, и инкубируют до появления заражения. На листьях появляются оранжевые уд­
линенные пустулы (Рис. 5).
Пшшэткя. крмшк»
Лнст злака
Дсрсвш. imarmrta
Рисунок 5 - Модификация методики заражения злака
Пример применения методики 4.
2.5.011ределевие форм стадий ржавчины по степени поражения
дякорастущнх злаков в природе
Определяем состав дикого разнотравья вблизи куста барбариса. Примерно через 20-30
дней после образования эциаяьной стадии начинаем следить за появлением урединиостадии
на представителях злакового pasHorjjaBbH. Определение ржаной формы стеблевой ржавчины
осуществляют по интенсивности поражения пырея ползучего. Если он заражается самым
первым и на нем болезнь прогрессирует, то это ржаная ф(фма РиссШа grcaninis, о чем сказа­
но в методике 3.
Остальные дикие злаки начинают поражаться позднее н с меньшей интенсивностыо
(Рис. 6). Однако интенсивность заражения ржавчиной костреца безостого, мятлика и других
злаков не всегда протекает с меньшей интенсивностыо. В условиях 2005 года это наблюда­
лось по-разному и зависело от микрорельефа и влажности воздуха. В местах беспрепятст­
венного распространения тумана, поступающего с поверхности р. Тобол кострец безостый
очень сильно поражался одновременно с пыреем ползучим, а в некоторых случаях даже ин­
тенсивнее, чем пырей. Учитывая то, что гриб является облигатным паразитом, можно пред­
полагать сильное поражение костреца вдоль дорожек, тропинок, дорог, где произрастают бо­
лее мощные растения.
Нами замечено, что кострец безостый в условиях 2005 года на большем удалении от
кустов барбариса, при некотором понижении температуры воздуха и повышения его относи­
тельной влажности поражался в на<1алв августа. Очевидно, такая закономерность характерна
для любого года.
Рисунок 6 - Ржаная форма РиссШа graminis
7
пример применения методики 5.
2.6. Методика подсчета базядиоспор я урединиоспор
с помощью стекол
Это известная ловухшса спор, с помощью которой улавливают споры любых грибов,
распространяющихся в воздушном потоке. М ы не применяем на стеклах вазелин или глице­
рин, как это обычно предлагают делать. Это вызвано тем, что споры плохо просматриваются
на этих покрытиях, тонут при его нагревании, поэтому MHiqx>CKon не удается настроить на
резкость.
Предлагаем стекла не смазывать вазелином совсем и тогда споры легко просматрива­
ются в поле зрения микроскопа. Стекла устанавливают по радиусу от очага заспорения
(Рис.7). Ориентируют стекла по розе ветров в данной местности. Этим способом легко уста­
новить лет спор и определить доминирующее направление их рассеивания.
В наших условиях доминирующее направление - северо-западное и северо-восточное.
В условиях 2005 года в зоне исследований преобладали ветры восточного и северо­
восточного направления, в связи с чем наибольшее поражение дикорастущих злаков отмече­
но по правобережью р. Тобол.
Рисунок 7 - Методика улавливания
спор при заражении злака
Ow
Рисунок 8 - Формирование очагов первичного
заражения злаков
Пример применения методики б.
2.7.0прсдсясивс два заражения барбаряса
За прототип взята методика В Н И И Ф . Автор ее О.Н. Ашонова связывает дату зараже­
ния барбариса расчетным путем по минимальному периоду увлажнения, необходимого для
заражения барбариса. Поскольку в условиях засушливой погоды в июне такой расчет сделать
невозможно, а б^)6афис все-таки поражается, нами предложена методика определения дня
заражения путем визуальных ежедневных наблюдений в районе поймы реки Тобол. Именно
в этих условиях можно наблюдать создание резервных очагов даже в период засухи. Посто­
янная влажность воздуха, которую поддерживает водная поверхность, обеспечивает сильное
заражение барбариса. Такие очаги создаются на протяжении всего бассейна рек, озер, ручь­
ев. В случае дождливой погоды во время налива семяя злаков очаги обеспечивают макси­
мальное их первичное заражение. Дальнейшее заражение осуществляется с помощью летней
стадии (Рис. 8).
Возможность формировзвия резервных зон реализуется не только в бассейнах круп­
ных рек, но и небольших речушек, на берегах которых произрастает барбарис. В научной ли­
тературе вопрос о резервации не обсуждался, поэтому представленные здесь наблюдения
имеют приоритетиый х^>актерСозданию таких резерваций способствует массовое размещение барбариса вдоль на­
селенных и железных дорог, о чем будет сказано в разделе превентивных мер борьбы с
ржавчиной.
Пример применения методики 7.
2.8. Устройство световой камеры для заражения листьев
i лябораторин
Известен способ оценки восприимчивости пшеяицы к ржавчинным грибам, вклю­
чающий заражение инокулюмом патогена исследуемых растений и определение их воспри­
имчивости, по сравнению с неинфекционными, отличающийся тем, что определение воспри­
имчивости проводят по активности экзоцеллюлазы в клеточных стенках. Расчет целлюлазной аЕпгености определяют по формуле, которая показывает количество высвободившейся
глюкозы, по ее данным строят калибровочную кривую. Способ весьма сложен, требует опре­
деленных реактивов и квалификации. Более схожим по техническому исполнению является
способ определения устойчивости сортов пшеницы к стеблевой ржавчине, включающий
инокуляцию тест-растений, выращиваемых на питательвых субстратах в вегетативных сосу­
дах. Способ отличается тем, что определение устойчивости проводят путем внесения в пита­
тельный субстрат '^Р за сутки до начала анализа с последующим сравнением скорости вклю­
чения Р в кислоторастворииые фосфорсодержащие соединения у больных и здоровых рас­
тений.
Однако способ исключительно сложен и требует пюмоздкого биохимического иссле­
дования. С целью устранения всех указанных недостатков нами предложен способ, вклю­
чающий заражение проростков первых листьет диксфастущих и культурных злаков на бензимидазоле, отличающийся тем, что система бензимидазол-растение устанавливается в осве­
тителе, изготовленном из медицинского шкафа и четырех ламп дневного света (Рис. 9).
Меднцяискмй опсаф
Рисунок 9 - Устройство для заражения P.dramims листьев
и проростков на бевзимидазоле
Предлагается переоборудование медицинского шкафа под световую камеру. Для это­
го с наружной стороны стеклянных стенок шкафа устанавливают в вертикальном положении
пампы дневного света. Все это объединяется в электрическую схему и подключается к ро­
зетке 220 V . С боковых сторон шкафа устанавливается по две лампы, а с внешней стороны
задней - четыре. Это обеспечивает з^>аженне отрезков или первых листьев проростка злаков
необходимым количеством света.
На стеклянных полках в чашках Петри на бензимидазоле проводят проращивание
спор и згфажение суспензиями. Суспензии можно готовить из эций и урединиоспор.
2.9^f однфикация методякв изучения твпа питания
возбудителя стеблевой р ж а в ч в я ы днкораст]пщих злаков
Для изз'чения типа питания P.graminis на пырее ползучем (ржавая форма) следует на­
брать совокупность (выборку из генеральной совокупности) пораженных стеблей, сгруппи­
ровать 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 от­
дельно каждый отрезок. После взвешивания каждого отрезка определяют степень пораже­
ния стебля по указанной выше шкале. При взвешивании необходимо уточнить вариацнояный ряд по показателю массы и убрать из ряда значения, которые явно не соответствуют
средней (Табл.1^ и на рис. Ю и П ) .
Таблвца 1 - Результаты учета массы участков стеблей пырея ползучего
в зависимости от интенсивности поражения и тяпа реакции
в условиях Курганской области (2003-2005 гг.)
Типреак№
Интенсивность
Тип реак­
Интенсивность
№
ШШ,
п/п
(степень пора­
Масса,г
п/п
(степень пора­
ции.
Масса,г
жения), %
жения), %
Шкала№3
Шкала ХгЗ
Шкапа№ 1
Шш1ла№1
5
3
0,06
20
10
4
0,14
1
2
10
3
0,02
21
5
4
0,09
3
25
3
0.04
22
10
4
0,13
4
5
3
0,02
23
10
4
0.09
5
5
3
0,05
24
10
4
0,12
6
10
3
0,04
25
10
4
0.10
7
5
3
0,04
26
10
4
0,07
8
5
3
0,Ю
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
U
5
3
0,07
30
10
4
0.05
12
5
3
0,02
31
10
4
0,08
13
5
3
0,06
32
10
4
0,15
14
5
3
0,07
33
10
4
0,15
15
5
3
0,08
34
10
4
0.12
16
5
3
0,04
35
25
4
0,09
17
5
3
0,05
1
40
5
0,17
18
5
3
0,08
2
40
5
0.22
19
5
3
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
0Д4
23
5
3
0,02
7
40
5
0Д2
24
5
3
0,03
8
40
5
0.31
1
10
4
0,14
9
40
5
0^2
2
10
4
0,13
10
40
5
0Д1
3
10
4
0,08
11
40
5
OJ28
4
10
4
0,16
12
40
5
0.28
5
25
4
0,15
13
40
5
0,26
6
25
4
0,12
14
40
5
0,21
7
10
4
0,15
15
40
5
0.23
8
25
4
0,11
1
65
6
ОДО
9
10
4
0,11
2
65
6
0Л9
10
10
4
0.13
3
65
6
0,30
И
5
4
0,11
4
65
6
0,37
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
0Д5
15
10
4
0,12
8
100
6
0^6
16
10
4
0,14
9
65
6
030
17
10
4
0,13
10
65
6
0Д6
18
10
4
0,12
П
65
б
033
19
10
4
0,08
12
65
6
0,30
13
65
6
0,22
10
Т а б л и ц а 2 - З а в и с и м о с т ь степени поражения A.repens or м а с с ы растения
№п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
И
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
У.
X
0,06
0,05
0,04
0,04
0,05
0,07
0,06
0,07
0.08
0,04
0,05
0,08
0,08
0,07
0,03
0,14
0,13
0.15
0.15
0,11
0,13
0,11
0,13
0.18
0,12
0,14
0,13
0,12
0,14
0,13
0,30
0,28
0Д6
0Д9
0,30
037
0,28
030
0^6
030
033
0Д8
0Д6
0Д8
0Д6
32,94
Y
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
10
10
10
10
10
10
$
10
10
10
10
10
10
10
10
40
40
40
65
65
65
65
65
65
65
65
65
100
100
100
1225
Х-х
-0,1
-0,11
-0,12
-0,12
-0,11
-0,09
-0,1
-0,09
А08
А12
-0,11
-0,08
А08
А09
-0,13
-0,02
АОЗ
0
-0,01
-0,05
-0,03
-0,05
■0,03
-0,02
-0,04
-0.02
-0,03
-0,04
-0,02
-0,06
0,14
0,12
0,10
0,13
0,14
0.21
0,12
0,14
0,10
0,14
0.17
0,12
0,10
0,12
0.10
0
Y-y
(Х-х)'
-22,2
-22,2
-223
-223
0.01
0,012
0,014
0,014
0.012
0,008
0,010
0,008
0,006
0,014
0,012
0,006
0,006
0,008
0,017
0,0004
0,001
-223
-223
-223
-223
-223
-223
-223
-223
-223
-223
-223
-17,22
-1732
-1732
-1732
-1732
-1732
0
-223
-17,22
-1732
-1732
-1732
-1732
-1732
-1732
-1732
12.78
12,78
12,78
37,78
37,78
37,78
37,78
37,78
37,78
37,78
37,78
37,78
72,78
72.78
72,78
0
u
1
0,0001
0,003
0,001
0,003
0,001
0,0004
0,002
0,0004
0,001
0,002
0,0004
0,001
0,02
0,01
0,01
0,02
0,02
0,04
0,01
0,02
0,01
0,02
0,03
0.01
0,01
0.01
0,01
0,424
(Y-y)'
493
493
493
493
493
493
493
493
493
493
493
493
493
493
493
297
297
297
297
297
297
493
297
297
297
297
297
297
297
297
163
163
163
1427
1427
1427
1427
1427
1427
1427
1427
1427
5297
5297
5297
41269
(X-x)(Y-y)
232
2,44
2,66
2,66
2,44
2,00
2,22
2.00
1,78
2,66
2,44
1,78
1,78
2,00
2,89
034
0,52
0
0.17
0,86
0,52
1,11
0,52
0,34
0,69
034
0,52
0,69
034
0,52
1.79
1.53
138
4,91
539
7,93
4,53
5,29
338
5,29
6.42
4,53
738
8,73
738
117,33
Г'0.в»*0.00в у—21.e«3««s
Иаееа отрезком стшЛгт пь>*р*я, г
Рисунок 10 - Корреляционное поле эмпирических значений
зависимости ивтеясяввоств поражения стеблевой
ржавчиной от массы стебля пырея ползучего
г-а.9«*о,1я
ут^т*т^лж
о^
Рисунок 11 - Корреляционное поле зависимости тнпа i
пырея ползучего в зависимости от массы растения
12
Структура родя Berberb L. в исследуемой зоне
а состав поражаемых ввдов семейства Мятликовые
В настоящее время семейство Berberidaceae вктаочает в себя 14 родов и 630 видов,
среди которых барбарисы известны как декоративные, лекарственные и пищевые растения. В
тоже время они являются промежуточными хозяевамн стеблевой ржавчины злаков Именно
этим определен наш интерес к этому роду.
Род Berberis L. весьма сложен по своей таксономии и многие общие и частные вопро­
сы, касающиеся систематики и, особенно, филогения Berberis L, требуют уточнения, и мы
это сделали.
Таблица 3 - Поражаемость видов растений семейства Роасеае Р gramims'
f.tritici 71Рgraminisf.secalis в условиях Курганской области
Виды злаков по трибам, родам я видам
Поражаемость, балл
f.tritici
fsecalii
Trilieeacea Dnm - Пшеянпаевые
3
3
Agropyron desertonim (Fisch.et Link) Schuit.
AgropyroD pectioatuin (Bieb.) Beauv.
3
3
Elymus sSriricus L.
3
2
Blytrigia repens (L.) Nevski
1
4
Hordeiim distichon L.
3
4
Ноп1еш11 jubabun L.
2
3
Hordemn vulgare L.
3
3
Leymus paboanus (Claus) Pilg.
0
2
Secale cereale L,
2
3
Tritici aestivum L.
4
0
Tritici dunun Dest
4
0
Bromeaea Dam - Коетвовые
4
Bromopsis tnennis (Leyss.) Holub.
0
Bromopsisriparia(RduD.) Holub.
0
0
Bronrapsis mollis L.
0
0
Pocae - Мвтлвковые
2
3
Dactylic glomerata L.
ЬоПшп peteime L.
0
0
Festuca pratensis Huds.
0
1
Poa angustifblia L.
0
3
Poa annua L.
0
3
Poa palustris L.
3
0
Phlecae Dum - ТнмоДеевковые
0
0
Alopecurus anmdinaceus Poir.
Alopecurus pratensis L.
0
2
Plileum phicoides (L.) KarsL
0
1
Phleum pretense L.
0
2
Aveneae -Овсовые
0
0
AvenafatuaL.
Avena sativa L.
0
0
Calamagrostis epigeios ( L ) Rodi.
4
0
Deschampsia cespitosa (L.) Beauv
0
3
Koeleria cristata (L.) Pers.
0
1
Stjneae Dam - Ковылевые
0
Stipa pennata L
0
Анализируя данные таблицы 3, можно сделать вывод о том, что стеблевая ржавчина
зимует в стадии телейтоспор в большинстве случаев яа дикорастущих злаках, поэтому они
являются основными источниками заражения бч>бариса весной.
Из большого списка видов злаков в качестве пятаюпшх растений возбудителя
P.grcaninis только определенные растения ежегодно сильно поражаются специализирован­
ными формами стеблевой ржавчины. Наиболее опасны: Agropyron desertorum, A.pectinatum,
13
Efytrigia repens, Dactylis glomerata, Calamagrostis epigeios, Bromopsis inermis и другие. Они
каждый год на 60-100 % поражаются стеблевой ржавчиной. Интенсивносп. ггоражения дру­
гих вкдов злаковых растений варьирует от слабой до средней. Кроме того, эти злаки тмогут
поражаться и другвми специализированными формами P.graminis.
Полученные результаты позволяют заключить, что повсеместно, где произрастает
барбарис, имеется местный источник заражения ржавчиной зерновых культур. В особенно­
сти страдают посевы вблизи этого кустарника.
В течение вегетационных периодов нами проводились обследования дЕкорастущвх
злаков на поражаемость их ржавчиной. Определение форм стеблевой ржавчины осуществля­
ли по биологическим их различиям, то есть способности поражать определенный круг питающюс растений.
Список видов дикорастущих злаков семейства Роасеае, произрастающих на террито­
рии Курганской области, которые способны поражаться стеблевой ржавчиной: Agropyron
deserlorum (Fiscket Link) Schlt.. Agropyron pectinatum (Bieb) Beauv., Agrostis stolonifera L,
Agrostis tenuis Siblh., Alopecurus arundinaceus poir., Alopecurus pratensis L, Apera spica-venti
(L) beauv., Arrhenatherum elatius (L) Mertet koch, Avenafatua L, Beckmannia eruciformis (L.)
Host, brachypodium pirmatum (L.) Beauv,, Bromopsis inermis (Leyss.) Holub., Bromopsis
Lriparia (Rehm.) Holub, Bromus mollis L, Calamagrostis epigeios (L) Roth., Dactylis glomerata
L, Deschampsia cespitosa (L) Beauv., Elymus sibiricus L, Elytrigia repens (L.) NevsU, Festuca
ovina L, Festuca pratensis Huds, Festuca rubra L, Hordewn jubatum L, Koeleria cristata (L.)
Pers, Leymus paboanus (Clous) Pilg,, Lolium pererme L, Milium effiisum L, Molinia caerulea (L.)
Moench, Phleum phleoides (L) Karst, Phleum pretense L, Poa angustifolia L, Poa atmua L, Poa
palustris L, Poa pratensis L, Stipapennata L
Анализ фитосанитарной обстановки в Курганской области в отношении стеблевой
ржавчины P.graminis ftritici проведен нами за достаточно длительный период, охватываю­
щий 1980-1992 годы. Двенадцатилетний срок распадается на 3 этапа в изучении этого вредо­
носного заболевания: 1980-1982 (3 года); 1985-1987 (3 года) и 1991-1992 (2 года). Это связа­
но с тети, «гто за 1983, 1984, 1988, 1989,1990 данными мы не располагаем, а в последние годы
исследования при искусственном заражении в Курганской области были прекращены в от­
ношении стеблевой ржавчины, что связано с распадом СССР. Дело в том, что в советские
времена система снабжения энтомофитоучастков урединиоспорами Pgramints была хорошо
отлажена, а инфекционный материал централизованно поставлялся из специализированного
института, работавшего в Казахстане, Сегодня для нас это стало недоступным.
Если проследить за эпифитотиями стеблевой ржавчины в указанный первод, то сле­
дует отметить, что их не было совсем, поскольку последние эпифитотии, сопровождавшиеся
массовой гибелью посевов зерновых, отмечались в семидесятых годах. В те годы вредонос­
ность болезни была настолько большой, что Курганская область совершенно ве получила
зерна пшеницы практически повсеместно. Особенно памятен 1967 год. Только в Куртамышском районе Курганской области площадь сильнейшего за всю историю области поражения
составила 100 тыс. га. В 1968, 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 только в области, во и по всей Западной Сибири, от­
сутствовал. Считалось, что возбудитель зимует в форме уредивиомицелия в корневищах пы­
рея Об анропогевяом расселении этого кустарника в те годы не было и речи. Это стало на­
блюдаться с развитием садоводческих индивидуальных участков, когда неожиданно обна­
ружили, что ягода барбариса, имеющая высокую кислотность, может быть использована в
кулинарии для приготовления киселей, варенья с экзотическим кислым вкусом и др. Сейчас
барбг^ис распространен повсеместно и в самую пору считать его, чуть ли, ве главнейшим
промежутотаиком. В этой связи цикл развития из сокращенного превратился в полный и
yroirty способствовало именно антропогенное его распространение (Рис. 12).
14
в годы эпифитотий было установлено, что гриб Р graminis в курганских условиях да­
ст 5 урединиогенераций на пшенице и почти вес они проходят в июле. При этом первая гене­
рация отмечалась в конце первой - начале второй декады июля. Вторая - 16, третья - 22,
четвертая - 29 июля. Последняя, пятая, пеполная генерация отмечена в первой декаде авгу­
ста. Фактические даты окончания генераций совпадают с теоретическими расчетными. В пе­
риод с 2003 по 2005 годы расчет урединиогенераций на диких и культурных злаках практи­
чески одинаков по годам (Табл. 4,5).
В Курганской области популяция урединиоспор фиба представлена 21 (60 % ) , 17 (35
% ) и 40 (5 % ) расами. Именно такая синтеггическая популяция ежегодно составлялась в Ка­
захстане и ее присылали в Курган для искусственного заражения. Обычно споры герметично
запаивали in vitro и они по документации имели влажность 9, всхожесть 78, чистоту 90 %
Прохождение урединиогенераций в Курганской области представлено в таблице 4
Рисунок 12 - Культигеяный ареал Berberis vulgaris в лесостепном Зауралье
Т а б л и ц а 4 - П о р я д о к расчета с у м м ы эффективных температур при
Дата
заражении барбариса с т и л е в о й р ж а в ч и н о й , " С
6.05
7.05
8.05
9.05
10.05
11.05
12.05
13.05
14.05
15-05
16.05
17.05
18.05
19.05
Среднесуточная темпе-
Эффективная
температура
рпура
воздуха
22
И
15
9
18
22
23
26
25
28
29
28
22
24
21,1
10,1
14,1
8,1
17,1
21,1
22,1
25,1
24.1
27,1
28.1
27,1
21,1
23.1
15
Сумма
эффогтивных
температур
21,1
31,2
45.3
53,4
70,5
91,6
113,7
138,8
162,9
190.0
218,1
245,2
266,3
289,4
Таблица S - Прохождение урединиогоюраций стеблевой ржавчины на пырее
и костреце по Н Х . Поусовой (Курган, 2003-2005 гг )
Среднесуточвах твноераЭффективна»
Дата
тура
темпцятура,
во»духа,Ч;
•С
Начало и кояец 1-ой урепннногеперацяя
25
23.5
20 05
26
24.5
27 05
Начало н конец 2-оЯ уредняогеверации
15
13.5
28,05
30
28.5
5.06
Начало и конец 3-ой урсдяяногенерацин
23
21,5
6.06
26
24.5
12.06
Начало н конец 4-ой урешпшогеисрацмн
23
13.06
21.5
22
20.5
19.06
Начало н конец 5-ой уреднвяогеверацнн
22
20.5
20 06
21
26.06
!9^
Начала я конец б-ой уредняногенерафт
24
22.5
27,06
22.5
2,07
24
Начало я конец7-ой уредняногенераанн
24
22,5
3,07
18
16,5
9,07
Начало я конец 8-ой уредняиогенерация
21
19.5
10.07
19
17.5
17.07
Начало я кояец 9-ой урсяяяногеиеряцня
24
22J
13.07
26
23.07
24.5
Начало н конец 10-ой уредииногеяерапия
24
24.07
224
29.07
29
274
Начало я конец 11-ой треяяниогенерацяя
27
30.07
254
26
4.0S
244
Начало и конец 12-ой уредяяиогенерацяя
29
S.08
274
10.08
16
144
Начало и кояец 13-й уреанниогеяерацни
16
11.08
144
16.08
31
294
Начало я конец 14-й урсзпнногикряцвя
17.08
25
234
24.08
11
94
Начало я конец 15-й уреяинногеясрапяя
23.08
11
94
3.09
19
174
Начало и конец 16-й уреаянвогенерацяи
4.09
16
144
13.09
15
134
14.09
22.09
23.09
3 10
Начала я конец 17-й урсаяняопяеряцяи
15
134
15
134
Начало я конец 18-й урсаявяогеясрацяя
15
134
18
164
Начало 19-й ур<яняяогенераиии
16
Сумма
эффективных
температур^°С
154,0
1514
1534
1304
1444
149,0
1334
147,0
149.0
151,0
138,0
133,0
152.0
132.0
138.0
130.0
1364
1344
Рентабельность превентивных мероприятий на обеих кормовых культурах составит 10
В заключение раздела экономического обоснования мероприятий можно констатиро­
вать, что при сильном поражения растений стеблевой ржавчиной использование соломы изза 100%-яого поражения запрешево, поэтому вырашенвые на семенных посевах кострец и
пырей в общий объем потерь войдет солома, которую обычно используют в кормлении. М ы
это не учитывали в проведенном экономическом анализе.
3. Энергетическая ■ экономическая эффаггнвность
Энергетическую оценку проюводства продуктов растениеводства рекомендуется
производить по следующим показателям: Qp - накопление потенциальной энергии (органи­
ческого вещества) сельскохозяйственных растений (МДж); Qj - совокупные затраты антро­
погенной энергии (МДж); Э - энергетическая эффективность технологий: Э = Qp/Q,.
В случае без применения обработки урожайность щпеяицы составит 2,5 - 1,7 (при­
бавка) = 0,8 т/га. По таблице всего затрат 128, коэффициент для пшеницы составит 4461 То­
гда совокупные затраты будут равны 26814 - 128 = 26686 МДж, а накопление потенциальной
энергии составит 0,8 х 4461 = 35688 МДж. Энергетическая эффективность технологии Э «=
35688/26686 = 1,3.
Для работ с применением обработки урожайность составила 2 3 т/га, накопление
потенциальной энергии в этом случае составит 2,5 ч 4461 = 91450 МДж, а совокупные за­
траты равны 26814 (то технологической карты при обычном рядовом посеве). Тогда энерге­
тическая эффективность составит 91450/26814 = 3,0. Данная цифра говорит о том, что прове­
дение превентивных мероприятий эиергетическв эффективно.
На основании данных математической обработки можно высчитать потери урожая
двух кормовых культур - костреца безостого и пырея. Если учесть, что масса зерна одного
растения костреца (здоровое растяше) составляет 0,138 г, а пырея - 0,055 г, то разница равна
0,08 г. В пересчете на 1 м^ при количестве растений 300 шт, масса зерна составляет у здоро­
вых растений - 41,4 г/м^, а на гектар - 4,14 ц, тогда как у больных только 1,65 ц/га. Таким
образом, потери от стеблевой ржавчины при 100%-яом поражении стебля исключительно
Экономическая эффективность выращивания семян костреца
Если учесть, что стоимость семян костреца и пырея составляет 30 тыс. руб/г, то при­
менение превентивных мероприятий может дать 5100 рублей на 1 га.
Пырей ползучий, а равно и пьфей бескорневшцяый используются в кормлении жи­
вотных. По кормовым достоинствам они практически равны. В данном случае разнила меж­
ду здоровыми и больными растениями (по семенам) составляет 0,07 г, на 1 м^- 21 г, на гектч>е-210гг.
Экономическая эфАективность выращивания семян пырея
При стоимости семян пырея 30 тыс. р^/т денежная величина прибавки составит 6,3
тыс. руб/га.
Если учесть затраты на приобретение семян этих кормовых культур, которые состав­
ляют при норме высева костреца равной 24 кг/га, пырея 18 кг/га или соответственно 720
руб/га и 540 руб/га, чистый доход при равенстве прочих прямых затрат, одинаковых в техно­
логической к^гге для здорового и больного массива составит за счет защитных мер 7560 и
5760 руб/га соответственно.
Выводы ■ прсоложеяня
Стеблевая ржавчина - это одна из вредоносных болезней в условиях Курганской области Она
распространена повсеместно и особенно сильно вдоль железных и атомобильных дорог, а
также на водоразделах Kpymiux рек Тобол, Исегь, Миасс, Уй и других более мелких речных
системах.
2. Модифицированы новые методы работы с вредоносным объектом, в частности: подсчет числа
базноиоспор при заражении куста барбариса, подсчет однородности эциоспор, методика за­
ражения злаков, определение форм стада<й ржавчины по степени поражения дикорастущих
злаков в природе, методика подсчета базидиоспор и урединиоспор с помощью стекол, опре1
17
деление дня заражения барбариса, методика иззгченяя типа питания возбудшсля стеблевой
ржавчины дикорастущих злаков.
Для территории Курганской области изучена роль барбариса обыкновенного в цикле развития
стеблевой ржавчины, который существует автономно наряду с известным неполным циклом
развития, с преимуществом первого, чему способствует культигенное массовое расселение
кустарника садоводами, не поддающееся учету.
Установлен полный цикл развития эциальной спшии ржавчины на барбарисе и определена
сумма эффективных температур при заражении с первой декады и по конец второй декады
мая, а также расселение эциослор яереа 14 дней на злаки
Проведен расчет урединиогенераций на злаках. При этом, в первую очередь поражаются виды
пырея на протяжении 4-S массовых урединиогенераций, 6-12 урединиогенераций массово по­
вреждают кострец безостый и его отаву. По шкале HerqicoHa развитие болезни достигает 10О
%.
Установлена вредоносность стеблевой ржавчины на злаковых травах, которая зависит от ин­
тенсивности поражения и типа реакции. Прямолинейная корреляция между массой стеблей
пырея ползучего и интенсивностью поражения доказана при коэффициенте корреляции г =
0,8S±0,0O5, а также представлена уравнением регрессии у = -21,8 +30бх. Зависимость типа ре­
акции пырея ползучего от его массы - при г = 0,96*0,15 и у = 2,7 + 8,4х.
Определены формы возбудителя стеблевой ржавчины, при этом доминирующей формой сле­
дует счшать ржаную, которая является узкоспепиализированиой.
Совокупные затраты энергии составляют 26 686 МДж, а накопленная потенциальная - 35 688
МДж. При этом энергетическая эффективность существующей технологии составляет 1,3 (без
обработки), а для работ с применением обработки - 3,0.
Рентабельность превентивных мероприятий на пырее и костреце равна 10.
Предлоксвия аровзведству
Лабораториям научно-исследовательских институтов предложены новые методы работы со
стеблевой ржавчшюй.
Предложено состакление краткосрочного прогноза и количества урединиогенераций на кор­
мовых злаковых травах.
Станции зашиты растений и службе прогноза предложено использовать сведения о местона­
хождении резерваций растений-хозяев с целью применения преветпвных мероприятий
Список работ, опублвкованиых оо теме даесерггацнк
Прусова Н.Г., Голощапов А.П Возбудитель стеблевой ряасвчииы злаков в связи с промежу­
точным хозяином // Наука - сельскому хозяйству / Тез. докл регион науч -практич конф ,
посвящ. 60-летию Курганской области и 90-летшо сельскохозяйственной науки Зауралья. —
Курган, КГСХА, 2002.-С. 171.
Прусова Н.Г., Голощапов А.П. Стеблевая ржавчина злаков // Аграрный вестник Урала. ~ 2003.
№ 5 (17).-С. 43.
Прусова Н.Г., Голощапов А.П. Технология получения здоровых посевов в первичном семено­
водстве зерновых культур // Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур / Сб.
матер. VIII Всерос. науч.-практич. конф. - Пенза; РИО ПГСХА, 2004 - С 109-111.
Прусова R r . Прогнозирование развития стеблевой ржавчины злаков в условиях Зауралья //
Научные результаты - агропромышленному комплексу / Сб. трудов - Курган: Зауралье, 2004,
T.i.-C.360-362.
Прусова И Г Цикл развития стеблевой ржавчины в условиях Зауралья // Биотехнология - ох­
ране окружающей среды / Труды Межпунар биотехнологич. центра МГУ Ч.1 - М,- Изд-во
Спорт и культура, 2004. - С. I6I-I62.
Прусова Н Г Цикл развития стеблевой ржавчины в условиях Зауралья // Биотехнология - ох­
ране окружающей среды / Тез. докл второй междунар научн конф и третьей школы-конф.
мо^годых ученых и студенгов. - М.- Спорт и наука, 2004. - С 73
Прусова Н.Г. Значение зцидиальной стадии в цикле разв>ггия ржавчинных грибов // Зыряновские чтения. Мат-лы межрегион Науч -практич. конф - Курган, 2004. - С. 184.
18
На правах рукописи
ПРУСОВА
Надежда Геннадьевна
КУЛЬТИГЕННЫИ АРЕАЛ БАРБАРИСА ПРОМЕЖУТОЧНОГО ХОЗЯИНА СТЕБЛЕВОЙ РЖАВЧИНЫ
КУЛЬТУРНЫХ И ДИКОРАСТУЩИХ ЗЛАКОВ В КУРГАНСКОЙ
ОБЛАСТИ
06.01.11- защита растений
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
канцшдата сельскохозяйственных наук
1
Г
Подписано в печать 14.11.05. Печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 574
Редакционно-издательский центр ЮГУ.
640669, г. Курган, ул. Гогля,25.
Курганский государственный университет.
»23696
РНБ Русский фонд
2006-4
23122
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
852 Кб
Теги
bd000102805
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа