Еколого-біологічні особливості стеблової нематоди Ditylenchus destructor Thorne при паразитуванні на картоплі в зоні Полісся України

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

КОТЮК Людмила Анатоліївна

УДК 635.21:632.651

Еколого-біологічні особливості стеблової нематоди Ditylenchus destructor Thorne при паразитуванні на картоплі в зоні Полісся України

06.01.11 - фітопатологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

Київ - 1999

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на кафедрі селекції і фітомедицини Державної агроекологічної академії України Міністерства агропромислового комплексу України

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор Положенець Віктор Михайлович, Державна агроекологічна академія України, проректор з наукової роботи і міжнародних зв'язків

Офіційні опоненти: - доктор біологічних наук, професор, член-кореспондент УААН Сігарьова Діна Дмитрівна, Інститут землеробства УААН, завідуюча лабораторії нематології;

- кандидат біологічних наук Нікітін Віктор Сергійович, Інститут землеробства УААН, старший науковий співробітник

Провідна установа - Київський національний університет імені Тараса Шевченка

Захист відбудеться 19 листопада 1999 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.02 в Національному аграрному університеті за адресою: 252041, м.Київ-41, вул. Героїв оборони, 15, навч. корп. № 3, ауд. № 65.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 252041 м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 11, навч. корп. № 10.

Автореферат розісланий 15 жовтня 1999 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Менджул В. І.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Відомості про шкодочинність стеблової нематоди картоплі та заходи оздоровлення бульб від неї в зоні Полісся України дуже обмежені. Не повністю вивчені еколого-біологічні особливості D.destructor та перебіг складних біохімічних змін, які проходять в бульбах картоплі за ураження паразитом.

Недостатнє вивчення бiологiї паразита, його розповсюдження та шкiдливостi можуть призвести до небезпечної ситуацiї в насiнництвi картоплi, бо нi в елiтному насінні, нi в високих репродукцiях не допускається наявнiсть бульб, уражених стебловою нематодою. Використання стійких сортів в порівнянні з хімічним методом є більш сучасним і доцільним засобом захисту від дитиленхозу.

Протягом тривалого часу в бiльшостi наукових установ цiлеспрямована селекцiйна робота на стiйкiсть до Ditylenchus destructor Thorne майже не проводилась , а при районуваннi сортiв цю ознаку не завжди брали до уваги , що i призвело до значного поширення в країнi сортiв картоплi, нестiйких проти цього фітогельмiнта. Тому оцінка районованих і перспективних сортозразків картоплі та виділення з їх числа резистентних дозволить підвищити результативність селекції по створенню стійких проти стеблової нематоди сортів.

В зв'язку з тим, що дитиленхи локалізуються в основному в бульбах картоплі, а хімічні засоби захисту від гельмінтів як в індивідуальних, так і в колективних господарствах майже зовсім не застосовуються, постає необхідність удосконалення насінницьких заходів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана відповідно з тематичним планом програми науково-дослідних та дослідно-конструкторських робіт Державної агроекологічної академії України "Селекція картоплі на стійкість до шкідливих організмів і розробка технологій щодо виділення стимуляторів росту". Номер Державної реєстрації 01960018644.

Мета і завдання досліджень. Мета дисертацiйної роботи - вивчення розповсюдження i шкодочинності стеблової нематоди, особливостей взаємовiдносин з рослиною-господарем та патогенними органiзмами грибного i бактерiального походження , удосконалення заходiв захисту проти цього паразита. Для цього виконувались такі завдання:

- дослідження розповсюдження i шкодочинності стеблової нематоди;

- вивчення нематодофауни бульб картоплi в умовах Полiсся України ;

- уточнення бiологiчних особливостей D. destructor та впливу деяких біотичних факторів на стеблову нематоду;

- визначення вмісту крохмалю, відновлюючих цукрів та активності поліфенолоксидази в здорових і дитиленхозних бульбах картоплі;

- випробування районованих та перспективних сортiв картоплi на стiйкiсть проти картопляного дитиленха;

- дослiдження ролi насiнницьких заходiв та методу верхівкової меристеми в оздоровленні картоплі проти D. destructor .

Наукова новизна роботи. Вперше в умовах Полiсся України проведено нематологiчну експертизу в колективних господарствах та приватному секторі i виявлено шкодочинність стеблової нематоди. Досліджена симптоматика ураження окремих органiв картоплi дитиленхами на районованих сортах картоплi з рiзним ступенем стiйкостi проти паразита. Проведено оцінку резерваторів стеблової нематоди - сільськогосподарських культур і бур'янів за їх сприйнятливістю.

Встановлено, що мiж особинами D.destructor i збудниками Phytopthora infestans de Bary, Fysarium oxysporum Sch., Erwinia carotovora Holland, Corynebacterium sepedonicum Scapt et Burkh iснують синергічні зв'язки - iнвазiя стеблової нематоди посилює прояв мікозів та бактеріозів.

З'ясовано, що в результатi ферментативного впливу нематод в бульбах картоплi проходять складнi фiзiолого-бiохiмiчнi процеси , активнiсть яких залежить вiд ступеня резистентностi до D. destructor. Вперше визначено деякі опосередковані фактори стiйкостi районованих сортiв зони Полiсся України проти стеблової нематоди, зокрема активнiсть полiфенолоксидази, вмiст вiдновлюючих цукрiв.

На основi проведення оцiнки 70 сортiв i гiбридiв картоплi на стiйкiсть до стеблової нематоди видiлено 8 резистентних, якi доцiльно використовувати в селекцiйних установах України за вихiдний матерiал на цю ознаку.

Серед комплексу насiнницьких заходiв з метою оздоровлення картоплi вiд дитиленхозу запропоновано проводити ретельне перебирання з вибраковуванням хворого посадкового матеріалу та наступним прогріванням його при температурі 15-17о С і другим перебиранням, що дозволило зменшити кількість дитиленхозних бульб в новому урожаї на 19,4%. Встановлено, що використання методу верхiвкової меристеми рослин повнiстю оздоровлює картоплю вiд стеблової нематоди.

Практичне значення одержаних результатів. Вивчення біологічних та екологічних особливостей стеблової нематоди дало можливість обгрунтувати заходи щодо обмеження чисельності нематод в зоні Полісся України.

На основi проведення нематодоекспертизи встановлена ступiнь шкiдливостi стеблової нематоди картоплi в колективних та iндивiдуальних господарствах.

Вивчення особливостей взаємовiдносин мiж особинами D.destructor i збудниками грибних та бактерiальних хвороб показало, що нематоди , вiдкриваючи шляхи для проникнення патогенiв, сприяють поширенню мiкозiв i бактерiозiв , що викликає значнi втрати посадкового матерiалу.

Можливість резервування стеблової нематоди на горосі та озимій пшениці вказує на необхiднiсть мінімального використання їх в сiвозмiни при загрозі ураження картоплі стебловою нематодою.

Вміст редукуючих цукрів та поліфенолоксидазна активність можуть слугувати опосередкованими критеріями оцінки селекційного матеріалу на стійкість до D.destructor. Стійкі сорти характеризуються більш низьким вмістом відновлюючих цукрів та високою активністю поліфенолоксидази.

Вісім сортозразків картоплі - Зарево, Кобза, Сонета, Сафір, Воловецька, Пролісок, Мавка, Н.86/611-2, якi виявлені найбільш резистентними, запропоновано селекцiйним установам України використовувати як вихiдний матерiал на цю ознаку.

В ланках первинного насінництва, а також у приватних господарствах для оздоровлення картоплі від D. destructor рекомендується використовувати промивання у водi та перебирання з вибраковкою хворих бульб до і пiсля їх прогрiвання.

Метод верхiвкової меристеми доцільно використовувати в науково-дослідних та насінницьких господарствах для оздоровлення інвазійованого посадкового матеріалу.

Особистий внесок здобувача. Дослідження виконані особисто. Участь здобувача полягала в постановці завдань експериментів і визначенні шляхів їх вирішення, проведенні лабораторних і польових дослідів, узагальненні та статистичній обробці експериментальних даних, підготовці матеріалів до друку.

Апробація результатів роботи. Основні положення дисертаційної роботи повідомлені і отримали позитивну оцінку на міжнародній науково-практичній конференції "Наукове забезпечення агропромислового виробництва" (Одеса, державна сільськогосподарська дослідна станція УААН , 1999 р.), на міжнародній науково-практичній конференції " Наукові основи стабілізації виробництва продукції рослинництва" ( Харків, інститут рослинництва ім. В. Я. Юр'єва УААН, 1999 р. ), на міжвузівській науково-практичній конференції студентів та молодих вчених (Житомирський інженерно-технологічний інститут , 1999р.), на засіданнях науково-методичної ради Державної агроекологічної академії України (Житомир, 1996-1999 рр.).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано сім друкованих праць.

Обсяг та структура дисертації. Дисертація складається із вступу, огляду літератури, матеріалів і методів досліджень, результатів досліджень - всього п'ять розділів, висновків, переліку посилань, додатків. Загальний обсяг - 117 сторінок, включае 15 таблиць, 25 рисунків, з них 12 фотознімків. Список літератури містить 262 джерела, в тому числі 80 зарубіжних авторів.

МІСЦЕ, МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дисертаційна робота виконувалась протягом 1995-1998 років на кафедрі селекції і фітомедицини Державної агроекологічної академії України та дослідному полі учгоспу "Україна" Черняхівського району Житомирської області. Крім того, бульбові зразки для проведення нематоекспертизи відбирали в колективних і приватних господарствах Волинської, Житомирської, Київської та Рівненської областей, які знаходяться в зоні Полісся України.

Матеріалом досліджень правили бульби з ознаками ураження стебловою нематодою, зразки культурних рослин, бур'янів і грунту, відібрані в зоні Полісся України.

Нематод виділяли модифікованим методом Бермана ( Кирьянова Е.С., Кралль Э.Л., 1969, Деккер Х., 1972), фіксували ТАФом ( Кирьянова Е.С., Кралль Э.Л., 1969, Парамонов А.А., Брюшкова Ф.И., 1956 ) та визначали під мікроскопом МБІ-15, МБІ-3 на тимчасових водно-гліцеринових препаратах.

Вивчення рослин-резерваторів стеблової нематоди проводили на штучно створеному інвазійному фоні. При цьому в грунт вносили шматочки дитиленхозних бульб сорту Світанок київський в кількості 1,5 кг/м2 на глибину 10-12 см (Иванова Б.П., 1973). Мікроскопічні обстеження в органах рослин проводили методом однограмових проб (Свешникова Н.М., Терентьева Т.Г., 1967). При проведенні польових досліджень користувались методикою польового досліду (Доспехов Б.А., 1985). Виділення грибів і бактерій в чисті культури проводили загальноприйнятими методами (Бельтюкова К.И., 1968, Чумаков А.Е., 1974, Положенец В.М., 1985, Попкова К.В., Шмыгля В.А., 1987), штучну інокуляцію бульб здійснювали за методикою В.М. Положенця (1985, 1989).

Штучний інвазійний фон при випробуванні сортозразків на стійкість проти стеблової нематоди створювали згідно з рекомендаціями Goodey T.D.( 1935), Чумакова А.Е. ( 1974 ), Положенця В.М. ( 1986 ). Для оцінки вихідного матеріалу картоплі використовували сорти і гібриди з колекції Інституту картоплярства УААН та його мережі.

Вміст крохмалю в бульбах картоплі визначали ваговим методом, активність полі-фенолоксидази - титрометричним методом (Починок Х.Н., 1976). Вміст відновлюючих цукрів в бульбах картоплі визначали за методикою Бертрана ( Кирюхин В.П., Ладыгина Е.А.,1989 ).

Обліки ураження бульб при польових дослідженнях проводили через місяць після збирання урожаю. Статистичну обробку цифрових даних здійснювали методами одно- та багатофакторного дисперсійного на ПЕОМ моделі ІТ 486-DX з використанням програм ARMSTAT та ANOVA.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

РОЗПОВСЮДЖЕННЯ ТА БІОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ D. DESTRUCTOR

Розповсюдження стеблової нематоди

За даними весняних та осінніх обстежень встановлено , що картопляні дитиленхи розповсюджені в усіх обстежених господарствах, що відносяться до зони Полісся України. Ступінь шкідливості нематоди Ditylenchus destructor залежить від якості посадкового матеріалу, стійкості сортів, дотримання основних правил агротехніки, рівня проведення захисних заходів проти неї.

Щодо ступеня шкідливості стеблової нематоди в зоні Полісся України виділено три зони ( рис.1 ): до зони сильного розвитку дитиленхозу ( кількість уражених нематодою бульб становить більше 10,1 відсотків ) віднесено північні райони Житомирської області (Народицький, Ємільчинський), деякі райони Волинської (Луцький, Любомильський) та Рівненської (Володимирецький, Сарненський) областей. Зона помірного розвитку дитиленхозу (кількість уражених бульб складає 5,1-10,0%) включає господарства центральних районів Житомирської (Черняхівський, Дзержинський, Житомирський, Новоград-Волинський), господарства Любомильського району Волинської та Рокитнівського району Рівненської областей. Зона незначного розвитку дитиленхозу ( кількість дитиленхозних бульб не перевищує 5%) обмежується господарствами Броварського району Київської області та Зарічнянського і Дубровицького районів Рівненської областей.

Рівень інвазїі бульб залежить від форми власності господарства - у порівнянні з колективним сектором він вищий ( на 0,4-3,1%) в приватних господарствах, де не дотримуються технологічні вимоги до вирощування картоплі. Неоднакова ступінь зараження в колективних господарствах пов'язана з використанням різних сортів, стійких і нестійких, а в приватному секторі - в основному сортосуміші та вирощуванням картоплі в монокультурі.

Нематофауна бульб картоплі в умовах Полісся України

У хворих бульбах виявлено 6 видів нематод, які належать до шести родин і двох рядів. Окрім D. destructor, виявлено вид Pratylenchus pratensis ( de Man) Filipjev, який також є ендопаразитом і широко розповсюджений на території України. До групи мікогельмінтів відноситься Aphelenchus avenae Bastian, який є космополітом і досить характерний для грунтів України. Група сапрофітних нематод представлена трьома видами, які є також звичайними для нематодофауни України , а саме: Panagrolaimus rigidus Schneider, Cephalobus persegnis Bastian i Rhabditis brevispina (Claus) Biitsyli.

В більшості випадків у хворих бульбах картоплi в Полiськiй зонi переважали нематоди D. destructor, частота виявлення яких складала 46,6 ( Київська обл.) -61,5% ( Волинська обл ). Крім D. destructor, який є безперечно домінуючим, досить часто зустрічається інший паразитуючий вид нематод - P. pratensis. Частина бульб заселена нематодами із групи сапробіонтів (від 3,5 до 16,9%) та мікогельмінтів ( від 0 до 13,3%), що свідчить про розвиток гнилісних процесів, пов'язаних з появою сапрофітних грибів та бактерій, якими нематоди живляться.

Вплив D. destructor на ріст, розвиток і урожайність картоплі

Між ступенем стійкості сорту, ростом і розвитком рослин та їх продуктивністю виявлено прямий зв'язок. Із підвищенням ступеня стійкості зростає продуктивність та урожайність картоплі.

У нестійкого до ураження сорту Світанок київський спостерігали затримку в фазах розвитку на 4 доби, зниження показників польової схожості на 26,8%, зменшення кількості стебел в кущі на 24,2%, висоти рослин на 14,9%, а також збільшення кількості хворих бульб в урожаї до 43,1% і зменшення урожайності на 35,4% (табл.1). Середньо-стійкий сорт Луговська також характеризувався зниженням польової схожості на 13,3%, зменшенням кількості стебел в кущі на 6,5%, збільшенням кількості хворих бульб в новому урожаї до 14,1% і зменшенням урожайності (на 26,1%). У відносно стійкого сорту Пролісок на протязі вегетації чіткі ознаки дитиленхозу не спостерігались, лише при аналізі урожаю було виявлено 5,8% хворих бульб, що призвело до зниження урожайності на 10,1%.

Більш стiйкi сорти є гiршим харчовим субстратом, нiж сприйнятливi, а природа стiйкостi криється в складних фiзiолого-бiохiмiчних процесах, якi виникають в системi рослина-господар - нематода.

Деякі біоценотичні зв'язки D. destructor в агроценозі картоплі

Міграційні шляхи стеблової нематоди

Досконале знання шляхів поширення D. destructor дозволить правильно і своєчасно дотримуватися необхідних санітарних умов та інших профілактичних заходів, які б забезпечили зниження недобору урожаю від цього патогена.

Вивчення міграційних шляхів стеблової нематоди в польвих умовах показало, що особини D. destructor локалізуються в основному в бульбах, де їх кількість складає від 10 до1500 екз./г., та столонах (від 3 до 15 екз./г.), інколи - в грунті (від 3 до 36 екз./г.) в залежності від фази розвитку рослини. Коренева система рослин картоплі була вільна від дитиленхів на протязі всієї вегетації. Хоча надземні стебла досить інтенсивно заселялись нематодами ( від 2 до 9 екз./г.),особини D. destructor знайдено не вище 2 см. над поверхнею грунту, в більш високих частинах рослин їх не виявлено. Однак, отримані нами результати свідчать, що бадилля картоплі може бути джерелом розповсюдження інвазії і тому його треба знищувати.

Таким чином, стеблова нематода з материнської бульби мiгрує в проростки, столони, а потiм в бульби нового урожаю, рiдше - в грунт, а iнколи - у нижню частину стебла, але не вище 2 см.

Рослини-господарі стеблової нематоди

Вивчення можливості інвазіювання стебловою нематодою ряду сільськогосподарських культур і бур'янів показало, що D. destructor не монофаг і при відсутності основного господаря -картоплі, може переносити несприятливі умови на інших рослинах.

Всi обстежуванi нами культурнi рослини i бур'яни по сприйнятливостi до D. destructor поділено на дві групи: сприйнятливі, в коренях яких виявлено всі стадії розвитку та накопичення стеблових нематод і несприйнятливі, у яких в коренях та інших органах рослин дитиленхів не виявлено. До сприйнятливих віднесено: горох, озиму пшеницю, люпин, редис, моркву, подорожник великий, пирiй повзучий, мишiй сизий, грабельки звичайнi, кукурудзу, олiйну редьку, куряче просо, лободу розлогу, триреберник непахучий. До несприйнятливих - ячмiнь, гречку, гiрчак шорсткий, кульбабу лiкарську, сурiпку звичайну, хвощ польовий, щавель кiнський, спориш звичайний, щирицю лободоподiбну.

На нашу думку, ячмінь і гречку слід використовувати в сівозмінах для зменшення інвазійованості грунту. Особливу увагу слід приділяти знищенню таких бур'янів як подорожник великий, пирій повзучий, мишій сизий, грабельки звичайні, які можуть стати резерваторами стеблової нематоди в агроценозі.

Взаємозв'язок з грибами

В лабораторних та польових умовах вивчено особливості взаємовідносин стеблової нематоди із збудниками Fysarium oxysporum та Phytophthora infestans. Встановлено, що стеблова нематода зберігає свою життєдіяльність у присутності названих патогенів, а також сприяє поширенню інфекції сухої гнилі та фітофторозу в тканинах бульб картоплі.

Проведені дослідження показали, що сумісне зараження бульб нематодою і збудником F. oxysporum призвело до збільшення кількості хворих бульб до 27,9%, тоді як при інвазуванні бульб лише особинами D. destructor цей показник складав 14,9%, а при інфікуванні конідіями гриба F. oxysporum - 8,3%. Недобір урожаю у порівнянні з контролем становив відповідно 13,2; 11,0; 3,3%. Штучне зараження посадкового матеріалу особинами D. destructor і P. infestans одночасно сприяло збільшенню показника ураження бульб до 35,5% і зниженню урожайності на 14,4%. Інвазіювання бульб стебловою нематодою спричинило ураження 15,1% бульб і знизило урожайність на 9,1%. Відсоток хворих бульб з урожаю інфікованого збудником P.infestans посадкового матеріалу складав 10,6, а недобір урожаю - 4,6 %.

Особливості взаємовідносин нематод з бактеріями

Лабораторні і польові дослідження свідчать, що нематоди D. destructor посилюють патогенну дію збудника мокрої гнилі Erwinia carotovora. Так, у випадку інфікування бульб збудником E.carotovora, відсоток ураження бульб становив 7,4 , що призвело до зниження урожайності на 14,5%. Інвазіювання посадкового матеріалу стебловою нематодою спричинило ураження 17,5% бульб та зниження урожайності на 17,2%. При сумісному зараженні картоплі двома патогенами ці показники відповідно зростали до 34,4 і 29,7%.

Результати досліджень з використанням збудника кільцевої гнилі Corynebacterium sepedonicum сумісно зі стебловою нематодою показали, що значно збільшилась кількість хворих бульб - до 44,2%, а недобір урожаю складав 21,9%. У той же час при використанні в досліді лише стеблової нематоди ці показники відповідно становили 17,5 і 10,6%, а збудника C. sepedonicum - 11,7 і 12,2%.

Таким чином, стеблова нематода може співіснувати та продовжувати свій життєвий цикл в присутності збудників бактеріального і грибного походження, сприяючи їх розповсюдженню. Це пояснюється рухливістю нематод та їх здатністю переносити на своїй кутикулярній поверхні інфекцію грибних та бактеріальних хвороб. Крім того, ферментативна дія травних виділень нематод на клітини бульб створює сприятливі умови для живлення і росту колоній мікроорганізмів, що прискорює загнивання тканин.

Між особинами D. destructor і збудниками грибних та бактеріальних хвороб (F. oxysporum, P. іnfestans, E.carotovora, C. sepedonіcum ) виявлено синергічні взаємозв'язки.

БІОХІМІЧНІ ЗМІНИ В БУЛЬБАХ КАРТОПЛІ ПІД ВПЛИВОМ D. DESTRUCTOR

Вплив стеблової нематоди на вміст крохмалю в бульбах

Вивчення вмісту крохмалю проводили в здорових та уражених стебловою нематодою бульбах картоплі різних за стійкістю сортів : Пролісок, Луговська, Світанок київський . Встановлено, що в дитиленхозних бульбах картоплі всіх обстежуваних сортів цей показник перебуває у залежності від стійкості сорту до D. destructor. У відносно стійкого сорту Пролісок та середньостійкого Луговська зменшення вмісту крохмалю в дитиленхозних бульбах у порівнянні із здоровими не перевищувало 1,5 та 2,1% і було неістотним. Але у сорту Світанок київський вміст крохмалю в дитиленхозних бульбах становив 13,4%, а в здорових - 16,9%, що на 3,5% менше, що суттєво впливає на вихід крохмалю при переробці бульб (рис. 2).

Вплив стеблової нематоди на вміст редукуючих цукрів в бульбах картоплі

Встановлено зворотну залежність між вмістом редукуючих цукрів в бульбах і схильністю сортів картоплі до ураження стебловою нематодою (рис.3). Із зниженням стійкості сорту зростає відсоток відновлюючих цукрів в бульбах , особливо в дитиленхозних. Так, у сприйнятливого сорту Світанок київський вміст відновлюючих цукрів в дитиленхозних бульбах складав 1,71, а в здорових - 0,67%; у середньостійкого сорту Луговська - 1,07 і 0,49%; у стійкого сорту Пролісок - 0,57 і 0,45% . Під впливом життєдіяльності стеблових нематод відбувається розщеплення крохмалю та збільшення кількості відновлюючих цукрів в бульбах в залежності від ступеня стійкості сортів відповідно в 2,6; 2,1 та 1,3 рази.

Поліфенолоксидазна активність в бульбах картоплі

Встановлено зв'язок між активністю поліфенолоксидази в бульбах і ступенем резистентності сортів картоплі до стеблової нематоди - поліфенолоксидазна активність зростає з підвищенням ступеня стійкості сорту.

Найнижча активність цього фермента спостерігалась у нестійкого сорту Світанок київський. Так, в здорових бульбах вона становила 38,9, а в уражених стебловою нематодою - 47,2 відносних одиниць на 1г. речовини. Середньостійкий сорт Луговська характеризувався дещо вищими показниками поліфенолоксидазної активності - в здорових бульбах він становив 60,4 , а в інвазійних - 73,9 в.о.. Найвища активність фермента була відмічена у відносно стійкого сорту Пролісок , де цей показник в здорових бульбах складав 98,6, в хворих - 169,8 в.о. ( рис.4 ).

Слід відмітити підвищення активності ПФО в дитиленхозних бульбах у порівнянні із здоровими у сортів Світанок київський та Луговська у 1,2 рази, а у сорту Пролісок - в 1,7 рази. Це свідчить про більш інтенсивний синтез речовин, що є важливими факторами активного імунітету у стійких сортів.

УДОСКОНАЛЕННЯ ЗАХОДІВ ЗАХИСТУ ПРОТИ СТЕБЛОВОЇ НЕМАТОДИ

картопля стебловий нематода урожайність

Оцінка сортозразків картоплі на стійкість до D. destructor

Результати проведених досліджень свідчать, що сорти і гібриди картоплі як вітчизняної, так і зарубіжної селекції відрізняються за сприйнятливістю до ураження стебловою нематодою. Діапазон дитиленхозних бульб після збирання врожаю картоплі був відносно широким і складав в середньому за три роки від 0,1 ( сорти Кобза, Сафір) до 51,2% (Світанок київський). До числа сортозразків вітчизняної і зарубіжної селекції, які проявили відносну стійкість до D. destructor (відсоток ураження від 0 до 5,0) віднесено 8 сортозразків, що складає 11,4% від загальної кількості випробовуваних.

Середньою стійкістю до стеблової нематоди (ступінь ураження 5,1-10,0%) характеризуються 29 зразків, що складало від загального обсягу 41,5%.

До слабосприйнятливих сортів і гібридів картоплі (уражено 10,1-15,0% бульб) віднесено 15, що складає 21,4%, а до сприйнятливих сортозразків віднесено 11 сортів або 15,7% від загального обсягу зразків картоплі, які знаходились у сортовипробуванні на цю ознаку.

Найбільшу ступінь ураження бульб картоплі стебловою нематодою ( більше 20%) мали сорти вітчизняної і зарубіжної селекції, а саме : Аноста, Берегиня, Samara, Вармас, Верховина, Адретта, Світанок київський, що становило 10% від загального обсягу досліджуваних сортозразків.

Виділені нами резистентні сортозразки картоплі Кобза, Сонета, Сафір, Мавка, Н.86 611-2, Пролісок, Воловецька, Зарево доцільно використовувати в селекційних установах України як вихідний матеріал для створення нематодостійких сортів.

Роль насінницьких заходів в оздоровленні картоплі від стеблової нематоди

Вивчення ролі профілактичних заходів в зменшенні інвазійованості картоплі стебловою нематодою показало, що висаджування перебраних і вибракованих, прогрітих при температурі 15-170 С та другий раз перебраних бульб дало можливість знизити відсоток їх ураження стебловою нематодою до 2,4%, що на 11,7% менше в порівнянні з варіантом, в якому висаджували посадковий матеріал без перебирання. При цьому недобір урожаю знизився на 19,4%. Перебирання та озеленення бульб дозволяє зменшити кількість уражених стебловою нематодою бульб в порівнянні з варіантом, у якому бульби не перебирали на 10,3% та зменшити недобір урожаю на 26,5%. Слід відмітити, що навіть при одноразовому перебиранні бульб перед посадкою ураженість посадкового матеріалу зменшується у 2 рази.

Оздоровлення картоплі методом верхівкової меристеми

Аналіз рослин і бульб, одержаних методом культури верхівкової меристеми, яку виділяли з паростків, одержаних від дитиленхозних бульб, показав повну відсутність в них інвазії D. destructor. При цьому у всіх випадках кількість одержаних здорових рослин і бульб складала 100%. Таким чином, доведена можливість використання методу верхівкової меристеми для одержання здорових рослин із посадкових партій картоплі, уражених стебловою нематодою.

ВИСНОВКИ

1. Стеблова нематода Ditylenchus destructor розповсюджена в усіх обстежених колективних та приватних господарствах зони Полісся України, рівень ураження бульб становить від 0,6 до 16,8%. Більш високий рівень інвазії бульб виявлено в господарствах північних регіонів Житомирської області, в деяких районах Волинської та Рівненської областей, менш високий - в господарствах Київської області. Рівень інвазії вищий в приватному секторі в порівнянні з колективним на 2,5%, що пояснюється порушенням технологічних вимог до вирощування та зберігання картоплі.

2. В хворих бульбах картоплі було виявлено наступні види нематод : Ditylenchus destructor, Pratylenchus pratensis, Panagrolamus rigidus Aphelenchus avenae, Cеphalobus persegnis, Rhabditis brevispina. За трофічними зв'язками їх відносять до трьох груп : фітогельмінти (2 види), мікогельмінти (1 вид ), сапробіонти (3 види ).

3. Встановлено, що нематода D. destructor впливає на ріст, розвиток та урожайність картоплі. У нестійкого сорту Світанок київський спостерігали зниження показників польової схожості, затримку в проходженні фаз розвитку, зменшення кількості стебел у кущі, висоти рослин та урожайності на 35,4%, а також збільшення кількості хворих бульб в урожаї до 43,1%. У стійкого сорту Пролісок на протязі вегетації чіткі ознаки дитиленхозу не спостерігались, але при аналізі урожаю було виявлено 5,8% хворих бульб, що призвело до зниження урожайності на 10,1%.

4. Досліджувані нами сільськогосподарські культури і бур'яни за ступенем сприйнятливості до стеблової нематоди можуть бути розподілені на дві групи: сприйнятливі та несприйнятливі. До першої групи нами віднесено горох, озиму пшеницю, люпин, редис, моркву, подорожник великий, пирiй повзучий, мишiй сизий, грабельки звичайнi, кукурудзу, олiйну редьку, куряче просо, лободу розлогу, триреберник непахучий; до другої - ячмінь, гречку, гірчак щорсткий, гірчак почечуйний, кульбабу лікарську, суріпку звичайну, хвощ польовий, щавель кінський, спориш звичайний, щирицю лободоподібну.

5. Встановлено, що між особинами D. destructor і збудниками мікозів (Fusarium oxysporum, Phytophthora infestans) та бактеріозів (Erwinia cаrotovora, Corуnebacterium sepedonicum) існують синергічні зв'язки. Нематоди сприяють проникненню і розповсюдженню інфекції, що призводить до загнивання посадкового матеріалу в період зберігання. Сумісна дія нематод і збудників хвороб спричиняє недобір урожаю картоплі на 9,1-29,7%, тоді як вплив лише одного патогена - на 3,1-14,5%.

6. Під впливом травних ферментів стеблової нематоди в бульбах картоплі зменшується вміст крохмалю на 1,1 - 3,5%, кількість редукуючих цукрів збільшується в 1,3 - 2,6 раз, а активність поліфенолоксидази зростає в 1,2-1,7 рази.

7. Оцінка 70 сортозразків картоплі на стійкість проти стеблової нематоди показала, що найбільш стійкими до ураження паразитом виявились сортозразки Кобза, Сонета, Сафір, Мавка, Н.86 / 611-2, Пролісок, Воловецька і Зарево.

8. Подвійне перебирання з вибракуванням хворих бульб до і після прогрівання на протязі двох тижнів при температурі 15-170 С знижує у 5,6 рази кількість дитиленхозних бульб.

9. Використання методу культури верхівкової меристеми дає можливість повністю оздоровити картоплю від стеблової нематоди.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

Сортозразки Кобза, Сонета, Сафір, Мавка, Н.86 / 611-2, Пролісок, Воловецька і Зарево доцільно використовувати в селекційних установах для одержання дитиленхозостійких сортів картоплі.

Ячмінь та гречку рекомендується включати в сівозміни для очищення грунтів від інвазії стеблової нематоди.

В ланках первинного насінництва та в приватних господарствах для профілактики дитиленхозу картоплі слід проводити промивання посадкового матеріалу у воді, озеленення, перебирання і вибраковку бульб до і після їх прогрівання.

Метод верхівкової меристеми пропонується використовувати для одержання здорових рослин із партій посадкового матеріалу, інвазійованого стебловою нематодою.

Список робіт, опублікованих за темою дисертації

1. Положенець В.М., Гриб С.Ф., Бондаренко Л.Б., Котюк Л.А. Інвазія бульб стебловою нематодою і її вплив на зараження їх збудниками бактеріальних хвороб при зберіганні // Захист рослин. - 1997.- №11. - С.20. [Особистий внесок - 25%. Проведено частину експериментальної роботи та сформульовано висновки ].

2. Положенець В.М., Котюк Л.А. Оцінка сортів на стійкість проти стеблової нематоди // Захист рослин. - 1998. - №5. - С.16 [Особистий внесок - 75%. Проведення експерименту та узагальнення даних].

3. Котюк Л.А. Дитиленхозні бульби. Вміст крохмалю і редукуючих цукрів за ураження рослин стебловою нематодою // Захист рослин.- 1998. - №7. - С.15.

4. Котюк Л.А. Нематода - не монофаг // Захист рослин. - 1998. - №8. - С.18-19.

5. Положенець В.М., Іващенко І.В., Котюк Л.А. Вивчення можливості перенесення інфекції збудників бактеріальних хвороб картоплі стебловою нематодою // Вісник ДААУ. - 1998. - №2. - С.44-45 [Особистий внесок - 30%. Проведено частину експериментальної роботи].

6. Котюк Л.А. Роль насінницьких заходів в оздоровленні картоплі від стеблової нематоди // Одеса. - Аграрний вісник Причорномор'я.- 1999.- Випуск №3 (6). Ч.II.- С.238-242

7. Котюк Л.А., Іващенко І.В. Поліфенолоксидазна акативність в здорових і дитиленхозних бульбах картоплі // Тези доповідей Міжнародної конференції "Наукові основи стабілізації виробництва продукції рослинництва". - Харків. - 1999. - С.419-420 ( Особистий внесок - 75%. Проведення досліджень і узагальнення даних).

анотації

Котюк Л.А. Еколого-біологічні особливості стеблової нематоди Ditylenchus destructor Thorne при паразитуванні на картоплі в зоні Полісся України.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук зі спеціальності 06.01.11 - фітопатологія. Національний аграрний університет. Київ. 1999.

Дисертація присвячена вивченню еколого-біологічних особливостей стеблової нематоди картоплі в умовах Полісся України.Виявлено її поширення та шкодочинність. Проаналізовано вплив стеблової нематоди на вміст в бульбах крохмалю, редукуючих цукрів та активність поліфенолоксидази. Проведено оцінку районованих і перспективних сортозразків картоплі на стійкість до паразита. Запропоновані ефективні екологічно безпечні заходи оздоровлення картоплі від цього фітогельмінта.

Ключові слова : фітонематоди, фітогельмінти, стеблова нематода, дитиленхоз, рослини-господарі, розповсюдженість, інвазія, сприйнятливість.

Котюк Л.А. Эколого-биологические особенности стеблевой нематоды Ditylenchus destructor Thorne при паразитировании на картофеле в зоне Полесья Украины.

Диссертация на соискание научного степеня кандидата биологических наук по специальности 06.01.11 - фитопатология. Национальный аграрный университет. Киев, 1999.

Диссертация посвящена изучению распространения и вредоносности стеблевой нематоды картофеля в зоне Полесья Украины, биологических особенностей, влиянию биотических факторов на ее жизнедеятельность, изучению некоторых биохимических изменений в клубнях картофеля и приемов защиты.

Проведенные обследования показали, что нематода D. destructor распространена в Волынской, Житомирской, Киевской и Ровенской областях. В зависимости от степени вредоносности нематоды выделено три зоны: сильного, умеренного и незначительного развития дитиленхоза.

Наряду с Ditylenchus destructor в больных клубнях обнаружены и другие виды нематод, а именно Pratylenchus pratensis (фитогельминт); Aphelenchus avenae (микогельминт); Panagrolamus rigidus, Cеphalobus persegnis и Rhabditis brevispina (сапробионты).

Определён круг растений-хозяев стеблевой нематоды среди сельскохозяйственных культур и сорняков. По степени заселения их нематодами они отнесены к группам восприимчивых и невосприиимчивых.

Установлено, что D. destructor влияет на развитие растений картофеля , снижая урожайность картофеля на 10,2 (сорт Пролисок) -35,4% (сорт Свитанок киевский ).

На основании лабораторных и полевых опытов установлено, что между особями D. destructor и возбудителями грибных заболеваний Fysarium oxysporum, Phytophthorа infestans, а так же бактериальных Erwinia carotovora, Corynebacterium sepedonscum существуют синергетические взаимосвязи, способствующие развитию гнилостных процессов в клубнях картофеля.

При паразитировании стеблевых нематод наблюдалось более существенное снижение содержание крахмала в клубнях восприимчивых сортов. Со снижением степени устойчивости сорта возрастает процент редуцирующих сахаров в дитиленхозных клубнях в сравнении со здоровыми: у восприимчивого сорта Свитанок киевский - в 2,6 раз, у среднеустойчивого Луговской - в 2,1 раза, у относительно устойчивого Пролисок - в 1,3 раза. Напротив, полифенолоксидазная активность в клубнях картофеля возрастает с повышением устойчивости сорта. В дитиленхозных клубнях по сравнению со здоровыми активность ПФО повышается у сорта Свитанок киевский на 31,6%, а у сорта Пролисок - на 58%.

Проведена оценка 70 сортообразцов картофеля по степени устойчивости к D. destructor. Относительной устойчивостью к стеблевой нематоде обладают сортообразцы: Кобза, Сонета, Сафир, Мавка, Пролисок, Воловецкая, Н. 86 611-2 и Зарево. К восприимчивым отнесены сорта Аноста, Берегиня, Samara, Вармас, Верховина, Адретта, Свитанок киевский.

Установлено, что переборка с последующим прогревом на протяжении двух недель при температуре 15-170 С и второй переборкой даёт возможность снизить потери урожая и поражённость посадочного материала дитиленхозом. Исследования показали, что метод верхушечной меристемы полностью оздоравливает посадочный материал картофеля от стеблевой нематоды.

Ключевые слова: фитонематоды, фитогельминты, стеблевая нематода, дитиленхоз, распространение, растение-хозяин, инвазия, восприимчивость.

L. A. Kotyuk. Ecological and biological peculiarities of Ditylenchus destructor Thorne stem nematode as potato parasite in Ukrainian Polissya. - Manuscript.

Thesis for the degree of Candidate of science (Biol.). Specialization: 06.01.11 - phytopathology. National Agrarian University. Kyiv, 1999.

The paper studies ecological and biological features of potato stem nematode in Ukrainian Polissya. Its prevalence and harmfulness have been revealed. The influence of stem nematode in the content of starch and reducing sugars in tubers as well as on polyphenoloxidase activity has been analysed.The evaluation of recognized and promising potato varieties as to their resistance to the parasite has been conducted. The author suggests effective ecologically safe measures for antihelminthic treatment of potatoes.

Key words: phytonematodes, phytohelminths, stem nematode, ditylenhosis, host plant, prevalence, invasion, perceptivity.

Размещено на Allbest.ru