Биологическая защита овса от обыкновенной корневой гнили и большой злаковой тли

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: «Биологическая защита овса от обыкновенной корневой гнили и большой злаковой тли»

Содержание

Введение

1. Аналитический обзор литературы

2. Биологическая защита овса от большой злаковой тли и обыкновенной корневой гнили

2.1 Характеристика биологических особенностей овса

2.2 Особенности биологии вредных объектов

2.2.1 Особенности биологии злаковой тли

2.2.2 Особенности биологии возбудителя обыкновенной корневой гнили овса

2.3 Характеристика биологических средств, используемых для регуляции численности вредных организмов

2.3.1 Характеристика комплекса энтомофагов

2.3.2 Характеристика препарата Триходермин

2.4 Система наблюдений за вредными организмами

2.4.1 Надзор за вредителями овса

2.4.2 Система наблюдений за корневой гнилью

2.5 Защита овса с помощью биометода

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Современная интенсификация сельского хозяйства не мыслима без использования средств защиты растений. Применение химических пестицидов не редко ограничено для использования на сельскохозяйственных культурах, ввиду своей токсичности и длительного периода распада в окружающей среде. Поэтому в настоящее время разработка экологически безопасных средств защиты растений является важной социальной задачей.

Наиболее оправданная альтернатива химическим пестицидам -- использование природных агентов (микроорганизмов, энтомофагов, гербифагов) для регуляции численности фитофагов, возбудителей болезней растений и сорняков в естественных биоценозах, а также создание трансгенных растений, устойчивых к вредным организмам. Поэтому в настоящее время наметилась тенденция возрастания роли биологических методов в общей системе интегрированной защиты растений; возникла новая идеология биологической защиты, адаптированная к региональным условиям, основанная на использовании расширяющегося ассортимента биологических средств защиты растений и сохранении природных регуляторов численности вредных видов.

Особенность современного этапа развития биологической защиты растений -- расширение сети региональных государственных малотоннажных предприятий, биолабораторий и коммерческих фирм, которые обеспечивают и производство биопрепаратов и работающих культур насекомых для защиты растений.

Биологический препарат для защиты растений (биопестицид) -- это биологическое средство борьбы (контроля) с вредными организмами, активным ингредиентом которого служат агенты биологической природы, в качестве которых используют микроорганизмы или их метаболиты.

1. Аналитический обзор литературы

овес биологическая борьба злаковая тля гниль

Биологическая защита растений -- это фундаментально-прикладная область знаний, предметом исследования которой являются биоагенты и биорегуляторы -- естественные и/или генетически измененные организмы и их генные продукты.

К агентам биологической защиты относятся:

- хищники, паразиты и энтомопатогены против вредителей;

- растительноядные животные и фитопатогены против сорняков;

- антагонистические микроорганизмы, их метаболиты и индукторы устойчивости растений против болезней растений.

Главная цель биологической защиты растений -- получение высококачественной (экологически безопасной) продукции при сохранении биологического разнообразия биоценозов. Основу биологической защиты растений от вредителей, болезней и сорняков составляет направленное использование эволюционно сложившихся в природе межвидовых взаимоотношений. Биологическая защита -- это в первую очередь не искоренение вредных видов, а регуляция их численности (биологический контроль численности).

В последние годы в защите растений от вредных организмов все более широко и успешно используются биотехнологические методы, что открывает новые перспективы в создании новых устойчивых сортов и экологически безопасных средств защиты растений. Поэтому современная защита растений от вредных организмов немыслима без достижений биотехнологии, как традиционной, так и новейшей.

Биотехнология - (в широком смысле) использование механизмов функционирования живой клетки для получения высокоэффективных форм живых организмов с заранее заданными свойствами, полезными для хозяйственной деятельности человека; (в более узком смысле) это получение организмов с заданными свойствами на основе достижений молекулярной биологии и генной инженерии (новейшая биотехнология).

На современном этапе биотехнология пронизывает все сферы человеческой деятельности: медицину, промышленность, сельское хозяйство. В области защиты растений методами биотехнологии решаются три основные проблемы:

Получение генетически модифицированных сортов растений, устойчивых к вредным организмам (с использованием методов молекулярной генетики).

Создание биологических средств защиты растений и массовая наработка микробиопрепаратов, насекомых - энтомофагов и акарифагов, ботанических пестицидов и других аллелопатиков (с использованием методов микробиологии, биохимии и технической энтомологии).

Разработка методов и средств диагностики объектов защиты растений (с использованием методов клеточной и молекулярной биологии, например, иммуноферментного анализа или полимеразной цепной реакции).

Использование методов биотехнологии в защите растений, несомненно, послужит повышению ее роли в развитии современного сельскохозяйственного производства.

Основными вредителями овса в Сибири являются злаковые цикадки, красногрудая пьявица и большая злаковая тля. Энтомофаги и акарифаги играют значительную роль в регуляции численности фитофагов в природе. Реальное снижение численности вредителей энтомофагами зависит от многих факторов, включающих климатические и погодные условия, физиологическое состояние популяций, многообразные биоценотические связи и т.д. Численность злаковых тлей эффективно снижают хищники из сем. Coccinellidae, Chrysopidae и Syrphidae, а также паразитические перепончатокрылые сем. Aphidiidae. По многолетним данным комплекс хищников в Западной Сибири сдерживал численность злаковых тлей на хозяйственно неощутимом уровне при соотношении хищник - жертва на овсе - 1 : 55.

Биологическая защита растений от болезней заключается не только во внесении биопрепаратов в агроценоз, но и в сохранении естественных врагов фитопатогенов, что усиливает естественную регуляцию возбудителей болезней растений.

На территории России распространены грибные, бактериальные и вирусные болезни овса, которые уничтожают немалую долю урожая. Почти ежегодно в той или другой зоне страны наблюдается эпифитотия мучнистой росы, ржавчины, гельминтоспориоза, головневых, спорыньи и других заболеваний. От поражения болезнями не только снижается урожайность. Грибные и бактериальные болезни отрицательно сказываются на наливе зерна, снижая его массу, крупность и выравненность, одновременно повышая пленчатость.

Во многих регионах страны гарантированные сборы зерна ограничивает широко распространенное заболевание - корневая гниль, которая обуславливает ежегодные значительные потери продукции. Корневую гниль зерновых культур в Сибири вызывает патогенный комплекс, в состав которого входят грибы Bipolaris sorokiniana и виды рода Fusarium. По мере продвижения с севера на юг от зон подтайги к лесостепи и степи в патогенном комплексе начинает доминировать Bipolaris sorokiniana. Название болезни «корневые гнили» условно, поскольку Bipolaris sorokiniana и грибы р. Fusarium способны поражать все подземные и надземные органы растений. По многолетним данным, корневые гнили ежегодно снижают урожайность зерна на 20-23% при уменьшении в нем содержания и качества клейковины, подавлении ростовых процессов, снижении устойчивости и конкурентной способности растений по отношению к вредителям и сорнякам.

Основными мерами борьбы являются возделывание устойчивых сортов, агротехнические приемы, внесение органических удобрений для увеличения в почве антагонистов-супрессоров, химические и биологические методы.

Для профилактики обыкновенной корневой гнили используются агротехнические мероприятия:

- чередование культур в севооборотах;

- почвозащитная система обработки почвы (лущение стерни, ранняя зяблевая вспашка); соблюдение сроков посева: яровых - оптимально ранние, озимых - оптимально поздние,

- борьба с сорняками - источниками инфекции (кострец, тимофеевка, жабрей);

- выведение устойчивых сортов, очистка, калибровка, сушка семян перед посевом для профилактики инфекции;

- заделка семян на оптимальную глубину;

- размещение семеноводческих посевов вдали от рек, озер, где создаются оптимальные гидротермические условия для заражения семян возбудителем,

- применение фосфорно-калийных удобрений;

- браковка сильнозараженных семенных партий;

- с целью провокации почвенных конидий Bipolaris sorokiniana и увеличения антагонизма почвенной микрофлоры внесение в почву различных органических веществ: соевой муки, мелассы, глюкозы и т.д. Конидии прорастают и погибают под действием почвенной микрофлоры, т.к. ростковые трубки не способны дольше 4-7 дней существовать в почве,

- добавка в почву целлюлозы, древесных опилок, зрелой соломы усиливает фунгистазис, затрудняя прорастание покоящихся структур возбудителей даже в непосредственной близости от корней восприимчивых растений,

- дражирование семян активными штаммами Trichoderma lignorum. За счет этого обогащается ризосфера зерновых культур.

К оперативным мероприятиям относятся химическая предпосевная обработка семян (протравители Раксил, ТМТД, Премис-200) и обработка семян фунгицидами в период вегетации.

Преимущества биологических методов заключается в экологической безопасности, сохранении полезных видов, невысоких затратах на производство, возможность организовать небольшое производство на местных штаммах.

2. Биологическая защита овса от большой злаковой тли и обыкновенной корневой гнили

2.1 Характеристика биологических особенностей овса

Зерно овса - прекрасный концентрированный корм. В нем содержится свыше 13% протеина, 4 - 6% жира и около 40% крахмала. Жиры овса хорошо усваиваются. Белок отличается от белка пшеницы и ячменя повышенным содержанием незаменимых для организма аминокислот: аргинина, лизина, триптофана. В зерне имеется большое количество витаминов, а также органических соединений железа, кальция, фосфора.

По биологическим особенностям овес относится к числу влаголюбивых культур. На 1 ц урожая овес расходует 600 ц воды. Избыточное увлажнение в фазу кущения при умеренных температурах не снижает урожая. Засуху овес переносит хуже, чем яровая пшеница и ячмень. Недостаток влаги в период кущение - выход в трубку резко сокращает продуктивность растений (в связи с сокращением числа зерен в метелке). Особенно губителен для овса недостаток почвенной влаги в период трубкование - выметывание метелки, ускоряющий процессы генеративного развития и резко снижающий урожай. В фазу цветения овес очень чувствителен к атмосферной засухе.

Овес проходит такие фазы:

1. всходы

2. кущение

3. выход в трубку

4. колошение

5. цветение

6. молочная спелость

7. тестообразная фаза

8. восковая

9. полная спелость

Растения овса устойчивы к пониженным температурам в период всходов и молочной спелости. Семена его начинают прорастать при температуре +1+2?С, наиболее интенсивно прорастают при температуре +10+15?С.

Критический период захватывает большую часть фазы трубкования, выметывания и цветения. По отношению к вредителям два основных периода: роста стебля - формирования зерна.

2.2 Особенности биологии вредных объектов

2.2.1 Особенности биологии злаковой тли

(Отр. равнокрылые - Homoptera, сем. тли - Aphididae, большая злаковая тля -Sitobion avenae F.).

Бескрылая живородящая самка-основательница длиной 2,7-2,9 мм, травянисто-зеленая с ясной зеленой продольной полоской на верхней стороне брюшка; усики шестичлениковые, хвостик хорошо развит; соковые трубочки длиннее хвостика (рис. 1-1). Яйцо удлиненно-овальной формы размером 0,6?0,2 мм; свежеотложенное - зеленоватое, со временем темнеет и становится черным (рис. 1-3). Крылатые расселительницы с красновото-бурой грудью и зеленым брюшком (рис.1-2). Злаковая тля распространена в лесостепной и степной зонах европейской части России, на юге Сибири и Дальнего Востока, в Закавказье и Средней Азии.

Осенью самки откладывают оплодотворенные яйца на листья озимых, где они и зимуют. Плодовитость самки до 10 яиц. Весной из яиц выходят личинки, которые после 4 линьки превращаются в бескрылых самок-оснавательниц. Эти самки, размножаясь партеногенетически, рождают живых личинок, которые превращаются в бескрылых самок-основательниц и крылатых самок-расселительниц, перелетающих на незаселенные тлями растения. Осенью появляются полоноски, рождающие самцов и самок.

Фаза личинки летом продолжается 8 - 15 дней. Тли размножаются в течение всего вегетационного периода в 10 - 12 поколениях. Размножение особенно интенсивно в засушливые годы. Следовательно, наибольший вред особенно проявляется в засушливые годы.

Тли высасывают соки из зеленых, неогрубевших частей растений. Поврежденные части растений подсыхают и в дальнейшем отмирают. Сильно поврежденные растения не выметаются. Критическими фенофазами являются: рост стебля, флаговый лист.

Благоприятные условия для развития злаковых тлей содаются при высокой температуре воздуха; при повышенном содержании азота в почве, а также при использовании различных препаратов типа тилт, удлиняющих развитие растений

2.2.2 Особенности биологии возбудителя обыкновенной корневой гнили овса

Из всего комплекса вредных организмов наибольший вред в течение всего периода вегетации овсу причиняет гельминтоспориозная корневая гниль.

Впервые гельминтоспориоз в Сибири был выделен в 1890 году Н.В. Сорокиным. Обнаруженный им паразитарный гриб был описан Сарккадо в 1891 году и назван Helminthosporium sorokinianum Sacc. В 1910 году гриб переименовали в Helminthosporium sativum P.K. et B., и так он именовался до 1955 года, когда Р.А. Шумахер предложил назвать гриб Bipolaris sorokiniana. Совершенная стадия Cochliobolus sativus. Сумчатая стадия гриба в природе не обнаружена.

Bipolaris sorokiniana встречается в степных районах Западной и Восточной Сибири, Дальнего Востока, Алтайском крае, Северном Кавказе, Европейской части России. Корневые гнили в большей мере отмечаются в засушливых условиях, черный зародыш - в увлажненных, а все три формы (обыкновенная корневая гниль, черный зародыш и бурая пятнистость листьев) - в зонах неустойчивого увлажнения.

При взаимодействии возбудителя и растений-хозяев возникает комплекс симптомов, различающихся на разных органах растений. На большинстве надземных и подземных органов (первичные, вторичные корни, эпикотиль, колеоптиле, прикорневые листья, стебель) появляются светло-бурые, затем темно-коричневые пятна и полоски, которые, сливаясь, охватывают значительную часть органа. На листовой пластинке пятна более яркие со светлеющей зоной в центре и темной каймой. На зерновках темно-коричневая, почти черная окраска пораженных тканей чаще локализована в области зародыша, как на брюшной, так и спинной стороне. Отсюда название этой формы проявления болезни «черный зародыш». Недобор урожая от болезни составляет ежегодно примерно 15%. Снижается количество и качество клейковины, устойчивость и конкурентная способность растений по отношению к вредителям и сорнякам, подавляются ростовые процессы.

Возбудитель размножается бесполым путем: сначала накапливается вегетативная масса гриба, а затем формируется конидиальное спороношение. Инфекционные гифы способны проникать через неповрежденные клетки тканей, но особенно интенсивно они заражают поврежденные фитофагами органы растений при потере тургора клеток из-за дефицита влаги. Заражая подземные и надземные органы растений в наиболее слабом месте, возбудитель приобрел адаптацию к росту мицелия по поверхности органов от места первичной локализации к своей главной экологической нише - влагалищам прикорневых листьев. Именно в этой нише происходит массовое размножение возбудителя.

Мицелий Bipolaris sorokiniana многоклеточный с простыми перегородками. Грибница коричневая, располагается по межклетникам, а на поверхность пораженных тканей через устьица или межклетники эпидермиса выступает конидиальное спороношение. Конидиеносцы одиночные, многоклеточные, темные, длиной до 130 мкм, толщиной 6-7 мкм (редко до 10 мкм). Первые конидии образуются на конидиеносцах на расстоянии 50-90 мкм от их основы. На местах опавших конидий остаются следы, поэтому конидиеносцы со временем становятся зубчатыми. Конидии темно-коричневые, веретеновидные или удлиненно-яйцевидные, чаще правильной формы, но иногда изогнутые, с толстой оболочкой, размером 60-134 x 17-30 мкм, с 2-13 перегородками

Возбудитель адаптирован к факторам передачи: во времени (из года в год) через почву (конидии, хламидоспоры, покоящийся мицелий), инфицированные растительные остатки и семена (преимущественно покоящийся мицелий) и в пространстве - воздушные течения и капли дождя (конидии). Конидии и хламидоспоры сохраняют жизнеспособность в почве более 5 лет, а мицелий на (в) инфицированных растительных остатках - 1-2 года, в семенах - 8 лет и более при хранении в амбарах. Для длительного выживания конидии имеют темный пигмент, защищающий их от радиации. Прорастая под влиянием корневых выделений, покоящиеся в почве конидии или хламидоспоры формируют гифу, которая растет через толщу почвы в направлении корневой системы восприимчивых растений, обладая хемотаксисом. Заражение корней прорастающими пропагулами происходит веерообразно или одномоментно в первые недели после прорастания семян. Установлено явление саморегуляции прорастания конидий гриба. Оно проявлялось в том, что под влиянием корневых выделений растений-хозяев прорастает часть покоящихся пропагул гриба. Благодаря этому популяция избегает гибели значительной части своих особей, если в период прорастания конидии будут, неблагоприятные условия и заражение растений-хозяев не произойдет. При повторной волне прорастания пропагул шанс заражения тканей растений-хозяев может возрасти.

Возбудитель имеет широкие трофические связи. Виды растений-хозяев, наиболее часто заражаемые возбудителем в условиях Западной Сибири, можно представить в следующем убывающем порядке:

- культурные однолетние злаки: ячмень, твердая пшеница, мягкая пшеница, озимая рожь, овес;

- сорняки: щетинник, куриное просо, овсюг обыкновенный, жабрей;

- многолетние культурные и дикорастущие злаки: пырей ползучий, кострец безостый, тимофеевка луговая, овсяница луговая.

2.3 Характеристика биологических средств, используемых для регуляции численности вредных организмов

2.3.1 Характеристика комплекса энтомофагов

Злаковых тлей уничтожают паразитические перепончатокрылые сем. Aphidiidae, но наиболее эффективно снижают их численность комплекс хищных насекомых: кокцинеллид, златоглазок, сирфид и галлиц.

Афидииды (сем. Aphidiidae, отр. Hymenoptera). На злаковых тлях паразитируют Aphidius avenae, Aphidius ervi, Praon volucre, Ephedrus plagiator - широкие полифаги. Поливольтинны, являются одиночными эндопаразитами. Заражают личинок и взрослых тлей, откладывают в них обычно одно яйцо. Афииды развиваются в тле от яйца до имаго. Афидииды вызывают мумифицирование тлей: тля увеличивается в размерах, приобретает почти шаровидную форму и более темную окраску. Praon volucre также вызывает мумифицирование тли, но окукливается вне хозяина. Личинки 3-го возраста делают отверстие с нижней стороны погибшей тли и под ней изготавливают кокон в виде подушечки (рис.2). вышедшее из куколки взрослое насекомое перемещается обратно в мумию тли, прогрызает в ней отверстие и выходит наружу. Все развитие праона длится 12 - 27 дней, благоприятная температура 20 - 23 ?С и влажность 55 - 60 %. Имаго в природе питаюся сладкими выделениями тлей. Плодовитость самок от 63 до 175 яиц. Взрослые особи праона заселяют посевы овса в начале образования на растениях колоний тлей и остаются до уборки урожая. Доля паразитированных афиидами тлей в отдельные годы достигает 50 - 70%, в таком случае защитные мероприятия не проводят.

Кокцинеллиды (сем. Coccinellidae, отр. Coleoptera). К наиболее распространенным афидофагам на злаковых культурах относятся: коровка 7-точечная (Coccinella septempunctata), коровка 5-точечная (Coccinella quinquepunctata), коровка 13-точечная (Hyppodamia tredecimpunctata), коровка 2-точечная (Adalia bipunctata), коровка изменчивая (Adonia variegata), пропилея 14-точечная (Propylaea quatuordecimpunctata).

Божьи коровки хищничают в фазе личинки и имаго и обладают больщой прожорливостью (рис 3). На севере кокцинеллиды развиваются в одном поколении, на юге в 2 - 3 поколениях. Зимуют жуки на опушках леса, в дуплах, под корой и в других укрытиях. После зимовки проходят дополнительное питание в колониях тлей на деревьях в лесу и садах. Здесь они питаются также листоблошками, нектаром и пыльцой растений. Жуки 7-точечной коровки начинают заселять поля овса до появления на них тлей, но к откладке яиц приступают с образование колоний тлей. За 1 сутки жук может уничтожить от 80 до 200 тлей. Плодовитость божьих коровок варьирует от 160 до 500 яиц у перезимовавших самок и от 40 до 95 яиц у самок летнего поколения. Яйца божьих коровок ярко-желтого цвета, самки откладывают их группами вне колоний тлей на протяжении 1 - 1,5 месяцев. Отродившиеся личинки активно отыскивают свою жертву. За период своего развития личинка съедает 400 - 600 тлей. Окукливаются личинки на растениях, прикрепляясь на поверхности листьев вниз головой.

Златоглазки (сем. Chrysopidae, отр. Neuroptera). По широте распространения и обилию на полевых культурах ведущее положение занимает златоглазка обыкновенная - Chrysopa carnea (рис.4). В разных географических зонах развивается в 1 - 5 поколениях. Хищничают только личинки. Взрослые насекомые питаются нектаром и пыльцой, водой и сладкими выделениями тлей. Зимуют во взрослом состоянии в различных постройках неполовозрелые самки последнего поколения. В конце апреля - начале мая при температурах 12 - 13?С златоглазки появляются на цветущей растительности. На посевы овса златоглазка начинает мигрировать во время образования на растениях колоний тлей, в фазу цветения. Яйца созревают на 4 - 6 день после начала питания. Яйца златоглазок зеленого цвета, на длинных стебельках. Средняя плодовитость самок составляет 370 яиц, максимальная - более 700. К началу молочной спелости численность афидофагов заметно увеличивается. Отродившиеся личинки через 1 - 2 часа приступают к поиску добычи. Личинки камподеовидные, имеют хорошо развитые грудные ноги и серповидно-изогнутые челюсти. Пищевые потребности личинок зависят от возраста: личинка 1-го возраста съедает за 1ч 25 - 30 особей жертвы, прожорливость личинок 2-го и 3-го возрастов увеличивается соответственно в 2 - 4 и 6 - 10 раз. За период развития личинка в среднем уничтожает 390 - 1020 тлей. В результате их деятельности спад численности тли происходит в более сжатые сроки. Окукливается личинка в белом с кремовым оттенком рыхлом коконе. Куколка - открытого типа, располагается внутри скрученных листьев.

Сирфиды, или Журчалки (сем. Syrphidae, отр. Diptera). На злаковых культурах сирфиды представлены в основном видами сферофория украшенная (Sphaerophoria scripta), сирф полулунный (Syrphus corollae), сирф перевязанный (Syrphus ribesii), сирф окаймленный (Syrphus balteatus), сирф лобастый (Scaeva pyrastri). Относятся к постоянным вредителям злаковых тлей (рис.5). Большинство видов сирфид поциклично: развивают 2 - 4 поколения в год. Зимуют в фазе куколки в почве или на растительных остатках. Появляются весной. Мухи вылетают неполовозрелыми, для их созревания необходимо питание нектаром и пыльцой розанных, крестоцветных, сложноцветных, зонтичных и других растений. Самки летних поколений приступают к откладке яиц на 3-й день после начала питания. Яйца мелкие, овальные, молочно-белого цвета. Самки откладывают яйца на молодые листья растений в колонии тлей, приклеивая их к субстрату вертикально узким концом вниз. За один прием самка может отложить 3 - 5 яиц, размещая их разрозненно по одному. Развитие яйца длится 2 - 3 дня. Личинки имеют три возраста, развиваются около 20 дней, окукливаются в местах питания. За один день взрослая личинка уничтожает 60 - 200 тлей, а за весь период развития - 1000 - 2000 тлей. При питании личинка отрывает ротовыми органами тлю от субстрата, высасывает ее содержимое и отбрасывает оставшуюся от жертвы шкурку в сторону. Сирфиды откладывают яйца в колонии тлей со сравнительно высокой их численностью, что обеспечивает более полноценное питание и развитие малоподвижных и прожорливых личинок.

2.3.2 Характеристика препарата Триходермин

Препарат триходермин готовят на основе грибов Trichoderma harzianum, Т. viride. Грибы рода триходерма подавляют развитие фитопатогенов путем воздействия на них прямым паразитированием, конкуренцией за субстрат, выделением ферментов, антибиотиков (глиотоксин, виридин), которые угнетают развитие многих видов возбудителей заболеваний, тормозят репродуктивную способность патогенов. В почвы грибы года триходерма развиваются на различных растительных остатках, богатых целлюлозой, на мицелии фитопатогенов.

Триходерма образует хорошо развитую грибницу вначале белого, затем зеленого цвета. Размножается спорами (конидиями) которые образуются на конидиеносцах. Конидиеносцы разветвленные, споры шаровидной формы, собраны в головки по 10-20 штук на конце конидиеносца. Громе конидий гриб может образовывать покоящиеся споры (хламидоспоры). Споры окрашены в зеленый цвет, хламидоспоры - бесцветные, их диаметр в 3-4 раза больше, чем у спор. На искусственных питательных средах гриб образует колонии зеленого цвета почти округлой формы.

Оптимальная температура для развития Trichoderma harzianum 24...25?С, максимальная 32?С, минимальная 8?С. Температурный оптимум для развития Т. viride 24...28 ?С, максимум 31...32?С, минимум 18?С. Гриб является аэробом, что объясняет его быстрое развитие в хорошо аэрируемых почвах.

Самым распространенным продуцентом триходермина является Т. viride. Это типичный почвенный обитатель, хорошо растет на искусственных питательных средах. Чистые культуры гриба хранят в пробирках на сусло-агаре или плотной среде Чапека в холодильнике при 2...4?С. Через месяц хранения культуры пересевают на свежую среду, выращивают в термостате при 24...28?С в течении 3-4 дней и переносят в холодильник. Подавляет корневые гнили, фузариоз.

В процессе взаимодействия паразитических штаммов Trichoderma гриба-хозяина выделяют 3 фазы:

1. Первоначальное взаимодействие и узнавание хозяина. Штаммы Trichoderma имеют выраженный направленный рост (хемотаксис) по направлению к гифам гриба-хозяина, реагируя на метаболиты, выделяемые из клеток гифы хозяина. Это выделение метаболитов происходит под действием экзоферментов триходермы, способных к разрушению клеточной стенки.

2. Физическое и молекулярное взаимодействие с хозяином. В этот период штаммы триходермы выделяют комплекс антигрибных веществ, ферментов, антибиотиков. Затем паразит оплетает гифы гриба-хозяина, формирует структуры, схожие с апрессориями, и перфорирует клеточную стенку. Имеются штаммовые различия у триходермы в этот период: одни штаммы способны атаковать хозяина антибиотиками и ферментами до физического контакта, а затем сапротрофно колонизировать мертвые клетки. Для других штаммов необходим физический контакт их гиф с мицелием хозяина для активации ферментов, разрушающих клеточные стенки.

3. Полная колонизация хозяина. Микопаразитические штаммы Trichoderma проникают в мицелий хозяина, активно растут внутри клеток, приводя их к гибели. Ферменты паразита (хитиназы, целлюлазы, глюканазы) размягчают клеточную стенку хозяина, способствуя процессу проникновения гиф паразита и его антибиотиков.

Образование антагонистом антибиотиков является реакцией на взаимодействие с фитопатогеном. Кроме того разные штаммы обладают разной ферментативной активностью, что зависит так же от ИПС и способа культивирования. При глубинном культивировании триходерма образует несколько ферментов. Это геликаза, способствующая разрушению клеточных стенок патогенов, действующая на одноименные полимеры клеточных структур. Среди ферментов, вырабатываемых триходермой, доминирует целлюлоза.

Один из важнейших факторов получения эффективного препарата - подбор перспективных высокоактивных штаммов. Источником выделения штаммов служит почва. При скрининге и апробации основное внимание уделяется способности штаммов синтезировать комплекс антибиотиков и ферментов. Получают так же мутантные штаммы триходермы. Так, при воздействии УФ-лучей или химических мутагенов (этиленимин) могут быть получены штаммы, превосходящие в несколько раз исходную культуру по антагонистической активности. Триходермин получают поверхностным, глубинно-поверхностным и глубинным методами на жидких, агаризованных и сыпучих питательных средах. Наиболее распространен поверхностный способ.

Процесс производства состоит из следующих этапов:

1. приготовление посевного материала и питательной среды;

2. выращивание гриба на питательной среде или ферментация на сыпучих средах;

3. сушка, фасовка, упаковка.

Для массовой наработки биопрепарата поверхностным способом в разных странах используют зерно, отруби, солому пшеницы, свекловичный жом, торф, шелуху подсолнечника. При подборе оптимальных сред для производства триходермина возникает необходимость введения в вышеперечисленные субстраты дополнительных компонентов. Доказана возможность получения триходермина на целлюлозных гранулах - измельченной фильтровальной и упаковочной бумаге, пропитанной суслом из расчета 50мл на 10г массы. Благодаря волокнистой структуре гранулы после высушивания на подвергались деформации. При поверхностной наработке биопрепарата получают влажный триходермин, который до использования хранят при температуре 10...12?С не более 2 недель, и сухой влажностью не более 10% и сроком хранения 1-1,5 года. При выращивании гриба на жидких питательных средах получают на поверхности спорово-мицелиальную пленку. Ее высушивают и перемалывают в порошок. В такой форме препарата отсутствует питательная среда, цвет ее зеленый с оттенками. Споровый препарат на основе Trichoderma harzianum получают глубинным способом.

Технология глубинного культивирования триходермина включает следующие этапы:

1. выращивание посевного материала в колбах на качалке 24 часа при 200об/мин;

2. размножение посевного материала в посевном ферментере;

3. выращивание мицелиальной культуры в ферментере с мешалкой при 28?С и аэрации в течение 14 часов.

Пока недостатком глубинного культивирования является слабое созревание спор. Поэтому этим способом, в основном, получают мицелиальную форму и хламидоспоры. При образовании конидий в глубинной культуре они в большей степени подвержены повреждению внешнего покрова при обезвоживании препарата и снижению жизнеспособности, чем конидии, полученные в поверхностной культуре. Для исключения процесса обезвоживания биопрепарата, полученного в ферментерах, предпринята попытка применить его в виде гранул. Для этого влажную массу триходермы смешивают с автоклавированными смесями альгината натрия (20г на 750мл) и размолотыми пшеничными отрубями (50г на 250мл). Смесь добавляют по каплям в желеобразный раствор хлористого кальция для образования сферических гранул, которые высушивают на воздухе.

Можно использовать глубинно-поверхностный метод. Тогда полученную в ферментере биомассу объединяют со слоем субстрата (соломы, торфа), где и образуются конидии (через 9-10 суток при 28?С). После высушивания титр препарата составляет 10 млрд. спор в 1г [6].

Триходермин на основе Trichoderma harzianum получают так же поверхностным способом на жидкой картофельной среде. Для массового посева используют маточную культуру. Для этого делают смыв 1-2-недельной культуры гриба, выращенный в пробирке на среде Чапека. Затем суспензию с титром 5х10⁴спор в 1мл вливают в колбы или молочные бутылки с жидкой средой. Выдерживают при температуре 24...26?С при специальном освещении. На 2-3-е сутки появляется белый мицелий, на 7-10-е- обильное спороношение, цвет изменяется на зеленый. Для приготовления картофельной среды на 1л воды берут 300г очищенного картофеля, кипятят в течение 30 минут, сливают отвар и в него протирают через сито картофель, рН доводят до 3-4, среду стерилизуют 40 минут при 1 атм. Более производительным является использование вместо бутылок эмалированных кювет, куда разливают среду слоем 1см, соблюдая правила асептики. Мицелиально-споровая масса образуется через 7-10 дней. Ее высушивают и размалывают.

Триходермин, Г (ТОО НВЦ «Биодрон»). Гранулированная препаративная форма, содержит споровую массу гриба Т. viride, штамм ТВД-93. Титр - 2 млрд. спор в 1г. Рекомендован для борьбы с корневыми гнилями путем опудривания семян в дозе 50г/кг.

Триходермин, Ж (ТОО НВЦ «Биодрон»). Жидкая препаративная форма, содержит споровую массу Т. viride и антибиотики виридин, глиотоксин и др. Титр не менее 1 млрд. спор в 1г. Рекомендован для борьбы с корневыми гнилями. Проводят полив растений суспензией препарата с интервалом 1 месяц из расчета 100...200мл 0,5%-го рабочего раствора под каждое растение.

Триходермин-БЛ. Сухой порошок. Титр не менее 10 млрд. спор в 1г. Основа препарата Т. viride. Препарат содержит споры гриба, мицелий и остатки питательной среды. Применяется для борьбы с корневыми гнилями различных сельскохозяйственных культур.

2.4 Система наблюдений за вредными организмами

2.4.1 Надзор за вредителями овса

По отношению к вредителям овес в Сибири является одной из самых благополучных зерновых культур. Хозяйственное значение комплекса вредителей оценивается 5 - 7% потерь урожая зерна. Однако это благополучие относительное, и периодически насекомые-фитофаги оказывают существенное влияние на урожай овса. Это в первую очередь связано с годами и зонами массового размножения злаковой тли, но и в подобной ситуации потери урожая зерна редко превышают 25 - 30%. Надзор за большой злаковой тлей на посевах овса проводится с 21 по 27 июля при САТ 1370-1490?С в фазу цветение - формирование зерна. Подсчет тлей ведут в метелках, 10 проб по 1-2 метелки. ЭПВ = 20 - 30 тлей на метелку.

Система надзора за комплексом вредителей в посевах овса складывается из проведения учетов в 4 срока на уровне хозяйства и в 5 сроков на уровне службы прогнозов. Наиболее критическими по отношению к вредителям являются фенофазы роста стебля и формирования зерна.

2.4.2 Система наблюдений за корневой гнилью

Обыкновенная корневая гниль проявляется в трех формах: корневая гниль, чернота зародыша, темно-бурая пятнистость листьев.

Для учета черноты зародыша проводят фитоэкспертизу семян макроскопическим методом по А.Т. Троповой (1955).

Отбирают случайным образом по 100 семян из каждого образца, распределяют семена в соответствии с баллами шкалы на белом листе бумаги, подсчитывают процентное содержание семян разной степени зараженности «черным зародышем» и определяют долю больных семян. Эксперимент проводят в трех повторностях.

Таблица 1. Условная шкала по оценке зараженности семян «черным зародышем» (Тропова, 1955)

Балл	Степень поражения	Внешние признаки
0	Здоровые	Равномерная окраска зерновки, характерная для сорта
0.1	Очень слабая	Едва заметное побурение в области зародыша, или бороздки в виде отдельных точек
1	Слабая	Зона побурения охватывает до 1/3 зерновки
2	Средняя	Зона побурения до 1/2 зерновки
3	Сильная	Зона побурения более 1/2 зерновки

Формула для подсчета индекса развития болезни (ИРБ):

,где

сумма произведений числа органов или растений на соответствующий балл их поражения;

N - общее число учетных органов или растений (здоровых и больных);

К - высший балл учетной шкалы;

100 - коэффициент перевода показателя в проценты.

Распространенность болезни (Р) рассчитывают по формуле:

Р=n·100/N, где

n - количество больных растений, у которых хотя бы один орган поражен на 1 балл и выше;

N - общее количество учетных растений.

Для анализа корневой гнили необходимо учитывать заболевание дифференцировано по органам. Для этого используется шкала для оценки развития корневых гнилей в баллах:

0 - орган имеет равномерную светлую окраску, здоров;

0,1 - отмечаются небольшие единичные точки, полоски, пятна бурого цвета, занимающие не более 10% поверхности органа;

1 - побуревшая зона охватывает до 25% поверхности органа;

2 - то же, до 50%;

3 - то же, до 75% (рис 7б);

4 - орган полностью поражен или погиб.

Подсчитываются в процентах индексы развития болезни по каждому органу, в среднем по всем органам и распространенность болезни по растениям.

2.5 Защита овса с помощью биометода

Защита растений с помощью биометода заключается не только во внесении биопрепаратов в агроценоз, но и в сохранении естественных врагов, что усиливает естественную регуляцию в природных условиях. Применение биологических средств тесно связано с условиями окружающей среды. Климат конкретного региона обусловливает возможность использования тех или иных способов и средств биологической защиты растений.

Среди афидофагов наибольшее значение для подавления численности тлей имеют кокцинеллиды: на яровых культурах в Сибири на их долю приходится 64,5 - 90,9% от общей численности собранных в течение вегетации хищников.

Таблица 2. Использование биологических средств для защиты овса от обыкновенной корневой гнили и большой злаковой тли.

Фенологические фазы культуры	Вредные объекты и ЭПВ	Биологические агенты	Способ применения	Норма расхода
Семена	Обыкновенная корневая гниль	Триходермин, Ж	Предпосевная или заблаговременная обработка семян	0,5-1л/т
В течение вегетации	Большая злаковая тля	Кокцинеллиды		1:55

Расчет биологической эффективности защитных мероприятий

Биологическая эффективность выражается величиной гибели, степенью снижения численности вредных организмов или сокращением повреждения защищаемых растений.

Распространенность болезни - это величина, характеризующая часть растений или плодов в однородном сообществе, пораженных в любой степени. Выражают распространенность болезни в процентах:

Р = а•100/n

где Р - распространенность болезни;

а - количество больных растений (плодов) в выборке;

n - общее количество растений (плодов) в выборке.

Биологическая эффективность биопрепаратов, используемых для подавления фитопатогенов, оценивается по уровню снижения развития болезни или поражения растений под влиянием защитных мероприятий по формуле

БЭ = (1 - Р₁/ Р_о) * 100 ,

где Р₁ - распространенность после обработки;

Р_о - распространенность до обработки.

Задача. Против обыкновенной корневой гнили использовали препарат Триходермин, до обработки препаратом было поражено 46% растений, после обработки симптомы заболевания проявились на 8% растений,

БЭ = (1 - 8 / 46) * 100 = 83%

Помимо биологической эффективности для дачи оценки о результативности проведенных мероприятий рассчитывают и другие показатели, в частности хозяйственную и экономическую эффективность.

Хозяйственная эффективность - это разница в урожае защищаемых и контрольных полей, она выражается в тоннах (центнерах) прибавки урожая, рассчитанных на гектар.

Экономическая эффективность - стоимость дополнительного урожая с одного гектара за вычетом затрат на проведение защитных мероприятий.

Заключение

Главная цель биологической защиты растений -- получение экологически безопасной продукции при сохранении биологического разнообразия биоценозов. Это выполняется за счет регуляции численности вредных видов с помощью направленного использования эволюционно сложившихся в природе межвидовых взаимоотношений.

Биологические методы защиты растений от вредителей, болезней основаны на естественных механизмах регуляции численности видов. Для регуляции численности насекомых - фитофагов, особенно из семейства Aphididae, наиболее эффективны хищники из сем. Coccinellidae, Chrysopidae и Syrphidae, а также паразитические перепончатокрылые сем. Aphidiidae. Природные популяции энтомофагов способны существенно снижать численность вредных насекомых, что позволяет установить критерии эффективности. При его достижении численность вредителя снижается до хозяйственно неощутимого уровня и любые обработки нецелесообразны.

Против коревых гнилей широко используется препарат триходермин. Его готовят на основе грибов Trichoderma harzianum, Т. viride. Препарат содержит споры гриба, мицелий и остатки питательной среды. Его получают глубинным, поверхностным и глубинно-поверхностным методами. Препарат используют путем обработки семян перед посевом и растений в период вегетации.

Список используемой литературы

1. Коданев И.М. Ячмень./ Изд-во Колос, М.: 1964. - 238с.

2. Середина М.П. Ячмень./Новосибирское книжное изд-во.: 1961. - 23с.

3. Казначеев М.Н. Держим курс на широкое внедрение биотехнологической защиты //Защита и карантин растений, №4, 2004г - с. 7-9

4. Монастырский О.А. Биологизация защиты растений: отставание России становится все более очевидным//Защита и карантин растений, №11, 2004г - с.20-21

5. Биологическая защита растений/М.В. Штерншис, Ф.С.-У. Джалилов, И.В. Андреева, О.Г. Томилова; под ред. М.В. Штерншис. - М.:КолосС, 2004. - [4]л. ил.: ил. - 264с. - (Учебники и учебные пособия для студентов высш. учеб. заведений)

6. Штерншис М.В., Томилова О.Г., Андреева И.В./ Биотехнология в защите растений: Учеб. пособие/Мин-во сел. хоз-ва РФ. Новосиб. гос. аграр. ун-т. - Новосибирск, 2010. - 156с.

7. М.В. Штерншис, Ф.С. Джалилов, И.В. Андреева, О.Г. Томилова/ Биопрепараты в защите растений: Учебное пособие/Мин-во сел. хоз-ва РФ. Новосиб. гос. аграр. ун-т - Новосибирск, 2000. - 128с.

8. Яковлев А.А., Бабич Н.В., Покровская С.Д., Долженко В.И. Биологическая эффективность родентицидов против обыкновенной и общественной полевок/Вестник защиты растений, №2, 2005. - с. 55-57

9. Мамедова С.О., Халилов Э.А., Исмайлов М.Н. Магеррамов Д.Г. Особенности размножения полевок в Азербайджане

Защита и карантин растений, №11, 2006. - с. 35-36

10. Яковлев А.А., Бабич Н.В., Драгониров К.А. Как защитить урожай от мышевидных грызунов/Защита и карантин растений, №9, 2007. - с. 9-10

11. Бабич Н.В., Яковлев А.А., Драгониров К.А. Численность мышевидных грызунов возрастает/Защита и карантин растений, №2, 2007. - с. 44-46

12. Кандыбин Н.В., Дородных Ю.Н. Бактороденцид - достойная альтернатива химическим родентицидам/Защита и карантин растений, №4, 2007. - с 54-56

13. Фитосанитарный контроль за вредителями и сорняками сельскохозяйственных культур в Сибири: Учебное пособие / Н.Н. Горбунов, В.П. Цветкова, В.Б. Пивень, В.А. Коробов, Н. Ф. Шадрина, Д.П. Бедин, Л.Н. Васильковская, И.Б. Кнор, С.Б. Виноградов /под ред. проф. Н.Н. Горбунова, доц. В.П. Цветковой./ Новосиб. Гос. Аграр.ун-т.- Новосибирск, 2010.-146с.

14. Защита растений/ В.В. Гриценко, Д.А. Орехов, С.Я. Попов и др.; Под ред. профессора С.Я. Попова.- М.: Мир, 2005.-488с.: ил.- (Учебники и учебные пособия для студентов средних специальных учебных заведений)

15. Горбунов Н.Н. Вредители полевых культур в Сибири (видовой состав, биоэкологические особенности фитофагов, системы надзора и защитных мероприятий): Учебное пособие/ Горбунов Н.Н., Цветкова В.П., Шадрина Н.Ф.; Новосиб. гос. аграр. ун-т. - Новосибирск, 2004.- 210с.

16. Чулкина В.А. Защита зерновых культур от обыкновенной гнили. = М.: Россельхозиздат, 1979. - 72с., ил. (Серия «Производство зерна»)

17. Чулкина В.А. Корневые гнили хлебных злаков в Сибири. - Новосибирск: Наука, 1985. - 132с.

18. Торопова Е.Ю. Экологические основы защиты растений от болезней в Сибири. Под ред. В.А. Чулкиной. - Новосибирск, 2005. - 370с.

19. Сидоров А.А. Эколого-биологические основы патогенеза злаковых культур при поражении возбудителями корневых гнилей. - М.: МОО «Общество фитопатологов», 2010. - 182с.

Размещено на Allbest.ru