Біологічне обгрунтування заходів зниження інфекційного потенціалу збудників в’янення томата роду Fusarium Link Ex Fr. у плівкових теплицях у Лісостепу України

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний університет біоресурсів і природокористування України

УДК 635.64:632.4:632.937:631.544

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

Біологічне обгрунтування заходів зниження інфекційного потенціалу збудників в'янення томата роду Fusarium Link Ex Fr. у плівкових теплицях у Лісостепу України

06. 01. 11 - фітопатологія

Азарков Олексій Михайлович

Київ - 2009

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано в Інституті овочівництва і баштанництва Української академії аграрних наук

Науковий керівник : доктор сільськогосподарських наук, професор ТУРЕНКО Володимир Петрович, Харківський національний аграрний університет ім. В. В. Докучаєва МінАП України, завідувач кафедри фітопатології

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор СЛЮСАРЕНКО Олександр Миколайович, Одеський національний університет ім. І.І.Мечнікова МОН, професор кафедри ботаніки

кандидат біологічних наук ЗАХАРЧУК Наталія Анатоліївна, Інститут картоплярства УААН, вчений секретар

Захист відбудеться "19"червня 2009 року о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.02 у Національний університет біоресурсів і природокористування України за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв Оборони, 15, навчальний корпус № 3, аудиторія 65

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв Оборони, 13, навчальний корпус № 4, к. 28

Автореферат розісланий "12" травня 2009 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Мороз М.С.

фітосанітарний агроценоз гриб теплиця

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. В'янення томата у плівкових теплицях є однією із найрозповсюдженіших і небезпечних хвороб. Поширеність її сягає в окремі роки 50 - 80 %, а втрати продукції - до 30 - 65 %. Патогенез означеної хвороби в умовах України в усіх культурозмінах як плівкових, так і скляних теплиць передбачає участь комплексу грибів родів Fusarium Link ex Fr., Verticillium та бактерії Pseudomonas corrugata і Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis [7, 18, 93].

Аналіз літературних джерел свідчить, що в Україні, як і в інших країнах, в'янення томата фузаріозного походження є маловивченою хворобою. Більшість робіт присвячено висвітленню питань поширеності та розробки хімічних заходів щодо обмеження розвитку хвороби. Дослідження ж біолого-екологічних особливостей збудників роду Fusarium Link ex Fr., етіології хвороби в'янення, причин, що спричиняють її поширенню в умовах плівкових теплиць, та біологічних заходів захисту є дуже обмеженими, а в зоні Північно-східного Лісостепу України ці питання взагалі не вивчались.

Саме це й зумовило актуальність, наукову новизну і пріоритетність обраного напрямку досліджень.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана в рамках державної науково-технічної програми ”Захист рослин”. Вона є складовою частиною підпрограми 06.05 ”Розробити та вдосконалити систему біологічного захисту рослин в умовах закритого ґрунту” (номер Державної реєстрації 0105U002626).

Мета і завдання дослідження. Мета роботи полягала у визначенні видового складу збудників хвороби в'янення томата у плівкових теплицях, її поширеності, дослідженні біолого-екологічних, морфолого-культуральних особливостей грибів роду Fusarium Link ex Fr. та експериментальне обґрунтування біологічної системи її захисту.

Для досягнення поставленої мети вирішували такі завдання:

- дослідити фітосанітарний стан агроценозів томата у плівкових теплицях;

- уточнити типові та специфічні ознаки хвороби в'янення;

- дослідити особливості філогенетичної, онтогенетичної та органотропної спеціалізації грибів роду Fusarium Link ex Fr.;

- вивчити морфолого-культуральні особливості грибів роду Fusarium Link ex Fr.;

- встановити патогенні властивості грибів роду Fusarium Link ex Fr.;

- провести скринінг грибів роду Fusarium Link ex Fr. за їх фітотоксичною активністю;

- обґрунтувати і розробити біологічні заходи щодо обмеження шкідливості Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici в плівкових теплицях;

- дослідити вплив системи біологічного захисту на анатомічні та фізіолого-біохімічні властивості томата.

Об'єкт дослідження - хвороба в'янення томата в плівкових теплицях, біологічна система захисту.

Предмет дослідження - морфологічні, біологічні та культуральні особливості збудників фузаріозного в'янення томата, препарати для біологічного захисту.

Методи дослідження - польові (маршрутні обстеження, збір ізолятів, оцінка ступеня ураження рослин), лабораторні (чисті культури, мікроскопіювання), статистичні (дисперсійний, кореляційний та регресивний аналізи).

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в Північно-східному Лісостепу України проведено моніторинг поширення і розвитку хвороби в'янення рослин томата у плівкових теплицях, встановлено спектр типових і специфічних ознак ураження рослин цією хворобою, досліджено видовий склад її збудників та складові шкодочинності.

Вперше встановлено, що в умовах плівкових теплиць в патогенезі в'янення рослин томата беруть участь 9 видів грибів родів Fusarium (F. oxysporum f. sp. lycopersici, F. oxysporum f. sp. radicis-lycopersici, F. avenaceum, F. semitectum, F. solani, F. oxysporum f.sp. vasinfectum, F. moniliforme) та Verticillium (V. albo-atrum, V. dahliae), а також бактерії Pseudomonas corrugata та Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis.

В результаті ґрунтовного вивчення особливостей патогенезу, поширеності збудників фузаріозного в'янення, встановлено, що провідне місце в цих процесах належить грибу Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici.

Стосовно патосистеми "томат-в'янення" складено специфічний ключ, який дозволяє визначати основні групи збудників хвороб в'янення.

Визначено типи взаємодії (А, B, D, E) між всіма видами грибів роду Fusarium у чистій культурі. Досліджено їх філогенетичну, органотропну та онтогенетичну спеціалізацію.

З'ясовано ефективність різних препаратів та схем захисту томата від фузаріозного в'янення, обґрунтовано доцільність їх використання у біологічному контролі цієї хвороби в плівкових теплицях.

Встановлено, що мінливість характеристики прояву ступеня ураженості рослин томата хворобами в'янення фузаріозного походження на 93,5% залежить від збільшення активності в рослинах таких ферментів, як пероксидаза та поліфенолоксидаза.

Вперше експериментально доведено, що в судинах рослин томата, уражених фузаріозним в'яненням, відбувається процес тилоутворення, який дозволяє рослині механічно загальмовувати швидкість розповсюдження гіф міцелію.

Практичне значення одержаних результатів. Наслідки вивчення симптомів в'янення на рослинах томата у плівкових теплицях дозволяють більш достовірно та об'єктивно діагностувати цю хворобу та прогнозувати рівень спричиненої нею шкоди.

Дослідження біологічних та морфологічних особливостей розвитку гриба Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici має важливе значення у прогнозуванні розвитку хвороби в'янення та при розробці заходів захисту щодо обмеження поширення цього збудника у плівкових теплицях.

Експериментально обґрунтовано можливість використання повного комплексу токсинів, які продукує мікроміцет Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici, для експрес-оцінки ступеня фузаріозостійкості рослин томата на ранніх етапах онтогенезу.

Розроблено систему біологічного захисту томата від в'янення у плівкових теплицях, виробниче використання якої дозволяє зменшити ступінь ураженості на 22%, підвищити урожайність на 5,1 кг/м² та отримати додатковий прибуток 4,67 грн/м².

Прогноз ступеня ураженості зразків (рослин) фузаріозним в'яненням можна скласти, скористувавшись рівнянням: Y = - 145,1 - 6,2 Ч X₁ + 80,56 Ч X₂, де Y - ступінь ураженості рослин, %; X₁ - показник активності пероксидази; X₂ - показник активності поліфенолоксидази.

Особистий внесок здобувача. Здобувачем розроблено програму, проведено польові та лабораторні експерименти, проаналізовано і узагальнено отримані результати.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень, викладені в дисертації, оприлюднені на Міжнародній науковій конференції "Наука и образование в развитии современного овощеводства стран СНГ и Балтии" (Минск, 2008) та на щорічних засіданнях Вченої ради Інституту овочівництва і баштанництва УААН (Мерефа, 2004 - 2007).

Публікації. Матеріали дисертаційної роботи викладено у 5 публікаціях, з яких 4 наукові роботи у виданнях, затверджених ВАК України як фахові для біологічних наук, та методичні рекомендації.

Структура дисертації. Дисертація викладена на 132 сторінках комп'ютерного тексту, складається з вступу, 6 розділів, 13 висновків та 2 додатків, містить 18 таблиць, 30 рисунків. Перелік літературних джерел включає 141 найменування, у тому числі 34 іноземних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Огляд літератури

На основі аналізу узагальнених літературних даних висвітлено історичний стан досліджень з розповсюдження і шкодочинності патогенної мікрофлори томата в умовах закритого ґрунту. Детально проаналізовано дані щодо видового складу, спеціалізації, морфологічних, фізіолого-культуральних властивостей та патогенезу збудників в'янення томата. Узагальнено відомості стосовно стану вивчення можливості і перспектив використання рострегулюючих та біологічних препаратів у системі захисту томата від хвороби в'янення фузаріозного походження.

Умови і методики проведення досліджень

Дослідження за темою дисертаційної роботи проведені протягом 2004 - 2007 рр. в лабораторії захисту рослин Інституту овочівництва і баштанництва УААН (ІОБ УААН).

Встановлення біологічних, морфологічних особливостей збудників в'янення томата, а також обґрунтування хімічного та біологічного заходів захисту проводили шляхом закладання лабораторних, вегетаційних та польових дослідів.

Біологічні властивості збудників в'янення досліджували обстеженням агроценозів томата у плівкових теплицях, зборанням уражених в'яненням рослин та їх органів, на основі яких визначали видовий склад збудників, симптоми патогенезу та специфічні діагностичні ознаки. Ідентифікацію збудників проводили за допомогою мікроскопічного аналізу моноспорових ізолятів, їх визначення - за працями Н. М. Підоплічка (1977), В. І. Білай (1955, 1989), C. Booth (1971), морфолого-біологічні та культуральні властивості - методом чистих культур згідно з „Методическими указаниями по экспериментальному изучению фитопатогенных грибов” (1974), „Методами эксперементальной микологии” (1982), Наумовым Н.А. (1937), Чумаковым А.Е. та ін. (1974).

Фітотоксичну активність і пошук оптимального розведення культуральних фільтратів рідини (ФКР) визначали шляхом використання ізолятів Fusarium f. sp. lycopersici методом біопроб на насінні та паростках різних за різновидом і типом куща зразків томата: індетермінантного гібрида КДС-5, детермінантного сорту Любимий (Lycopersicon esculentum var. vulgare) і штамбового сорту Чайка (Lycopersicon esculentum var. validum). Скринінг за ступенем фітотоксичної активності на 30-добові рослини томата усіх виділених ізолятів вивчали шляхом визначення різниці у динаміці прояву інтенсивності в'янення рослини (Пискун С.Г., 2003; Ермоленко Н.Л., 2006).

Активність ферментів, вміст різних біохімічних речовин у плодах томата встановлювали за методиками і рекомендаціями, наведеними в роботах В.І. Сафонова (1971) і В.Ф.Переверзєвої (2003).

Рівень фунгіцидної дії препаратів та еколого-економічне обґрунтування схем біологічного захисту томата від фузаріозного в'янення у плівкових теплицях з'ясовували за „Методикою польового досліду в овочівництві і баштанництві”, (2001), „Методическими указаниями по государственным испытаниям фунгицидов, антибиотиков и протравителей семян сельскохозяйственных культур” (1985), „Методикою випробування і застосування пестицидів” (2001). В якості біологічного та хімічного еталонів із визначеними схемами застосування використовували рекомендовані „Переліком…” (2008) препарати Триходермін БТ (водна суспензія спор грибів роду Trihoderma) та Превікур 607 СЛ, 70% в.р.

Статистичний аналіз експериментальних даних проводили за Б.А. Доспєховим (1985), В. С. Горем (1978) та О. С. Улановою і В.М. Забєліним (1990).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Діагностичні ознаки хвороби в`янення томата, біологічні та морфологічні особливості основних збудників

Узагальнюючі зведення результатів моніторингових досліджень стану агроценозів томата закритого ґрунту в Харківській області довели, що хвороба в'янення щорічно фіксується в середньому на 57% обстежених площ. При цьому особливо високий рівень ураженості рослин цією хворобою (до 72%), з різним ступенем прояву симптомів ураження, спостерігався саме у плівкових теплицях із весняно-літньою культурозміною.

Маршрутними обстеженнями встановлено, що найбільш поширеним на рослинах томата у плівкових теплицях протягом в усі роки досліджень були саме симптоми в'янення фузаріозного походження. Відносний показник кількості уражених ним рослин щорічно коливався в межах 31 - 37%.

При моніторингових дослідженнях для визначення видового складу збудників хвороб в'янення (не вірусного походження) з різних органів рослин томата було зібрано і досліджено понад 500 моноізолятів грибного, та 70 - бактеріального походження.

Узагальнені за роками результати мікроскопічного аналізу довели, що у Лісостеповій зоні України в умовах плівкових теплиць хвороби в'янення томата були наслідком ураження рослин грибними патогенами родів Fusarium Link ex Fr. (види - F. oxysporum f. sp. lycopersici, F. oxysporum f. sp. radicis-lycopersici, F. solani, F. semitectum, F. moniliforme, F. oxysporum f.sp. vasinfectum, F. avenaceum) та Verticillium (види - V. albo-atrum, V. dahliae), а також збудниками бактеріального походження (види Pseudomonas corrugata, Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis).

Паралельно проведений аналіз органотропної спеціалізації збудників в'янення томата різного філогенетичного походження дозволив констатувати, що з усіх без винятку уражених органів рослин (судин стебла, коріння, листків, китиць, плодів) найчастіше в чисту культуру виділялись гриби роду Fusarium Link ex Fr. Кількість моноізолятів грибів цього роду сягала від загальної рівня 68,7%. Наступне місце за частотою виявлення, незалежно від місця і термінів збирання ізолятів, займали бактерії Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, Pseudomonas corrugata. Дослідженнями також з'ясовано, що ізоляти грибних фітопатогенів роду Verticillium виділялися в чисту культуру в найменшій кількості і лише зі стебел рослин томата зі специфічними візуальними ознаками в'янення. За роками досліджень відносна частка їх від загальної кількості становила 12,3% (рис. 1).

На основі визначених типових та узагальнення специфічних візуальних ознак хвороб в'янення томата, нами складено дихотомічний ключ для класифікації основної (родової) належності збудників за характерним для спеціалізованих визначників принципом:

1. Рослина в'яне, колір судин змінюється…………………..……..…2.(8)
2. Рослина гине протягом 2-3-х тижнів. Листки деформуються, скручуються та відмирають, але з рослини не опадають.....………....3 (4)
3. Листки світло-зелені (хлоротичні), але загалом - зелені. Судини ураженої рослини темно-бурі. Зміна кольору судинної системи - по всій довжині рослини. Температура поверхні ґрунту 26 - 280С…...Fusarium (4)
4. Листки жовтіють. Судини ураженої рослини світло-бурі. Зміна кольору судинної системи - на рівні кореневої шийки. Температура поверхні ґрунту 21 - 250С …..……………………………..…Verticillium (5)
5. Рослина гине протягом 2-3-х тижнів. Навколо уражених судин тканина жовтого або бурого кольору………………………………….…6 (7)
6. Перші симптоми на листках проявляються у вигляді пожовтіння та в'янення більш молодих листків у верхній частині рослини. На стеблах бурі плями різного розміру, значна частина серцевини бура та зруйнована………………….……………………………......Pseudomonas (7)
7. На уражених частинах стебла невеликі білі шанкроподібні виразки …...……………………………………………………………....Clavibacter (1)
8. В'янення вірусного походження………………………………….……..1

Для визначення рівня еволюційної пристосованості комплексу збудників фузаріозного в'янення томата в умовах плівкових теплиць до певної філогенетичної групи рослин (родини Solanaceae і Cucurbitaceae) було додатково проведено спеціальні дослідження. Результати експерименту засвідчили, що жоден із ізолятів гриба F. oxysporum f.sp. lycopersici, не дивлячись на їх походження (виділених з рослини перцю або томата) та рівень патогенності (високий, середній), здатності уражувати рослини іншої родини (зокрема огірка, кабачка) а ні в лабораторних умовах, а ні в умовах плівкової теплиці не виявив.

Це ще раз підтверджує результати досліджень A. Di Pietro and all. (2003), М.Д. Євтушенка, М.П.Лісового та ін. (2004) про те що, грибні фітопатогени, які належать до роду Fusarium Link ex Fr., через широкий набір ферментів здатні уражувати різні види рослин, але ця здатність чітко обмежується родинною належністю рослини-живителя (табл. 1).

Таблиця 1 - Особливості філогенетичної пристосованості грибів роду Fusarium Link ex Fr. на прикладі виду F. oxysporum f.sp. lycopersici (2005 р.)

Рослина - живитель	Ступінь розвитку хвороби, %
	Перець солодкий (сорт Дружок)	Томат (КДС-5 F1)
	I*	II	I	II
Лабораторні умови	Томат (КДС-5 F1)	84,9 ± 1,4	54,2 ± 0,9	98,7 ± 0,9	78,7 ± 1,2
	Перець солодкий (сорт Дружок)	89,1 ± 0,8	65,4 ± 1,2	93,3 ± 1,1	71,4 ± 1,5
	Огірок (Ксана F1)	0	0	0	0
	Кабачок (сорт Чаклун)	0	0	0	0
Плівкова теплиця	Томат (КДС-5 F1)	80,1 ± 1,2	49,1 ± 1,0	94,1 ± 1,6	74,4 ± 1,1
	Перець солодкий (сорт Дружок)	82,5 ± 1,5	60,2 ± 1,4	88,7 ± 1,5	67,9 ± 1,4
	Огірок (Ксана F1)	0	0	0	0
	Кабачок (сорт Чаклун)	0	0	0	0

Примітка. * І - високий рівень патогенності ізолятів, ІІ - середній

Моніторинг поширеності і шкідливості хвороби в'янення томата, зокрема фузаріозного походження, дозволив також виявити характерні закономірності специфічної пристосованості конкретних видів грибів роду Fusarium Link ex Fr. відносно певного органу рослини. На підставі цих даних встановлено, що широку органотропну спеціалізацію, пов'язану зі здатністю уражувати судини усіх органів (кореня, стебла, листків, китиць та плодів), мав лише один вид - F. oxysporum f. sp. lycopersici. Здатність уражувати кореневу систему і стебло мали види F. oxysporum f. sp. radicis-lycopersici, F. avenaceum та F. semitectum, вузьку органотропну спеціалізацію мали гриби F. solani, F. oxysporum f.sp. vasinfectum та F. moniliforme.

Результатами досліджень з'ясовано, що представникам роду Fusarium Link ex Fr. також притаманна різна онтогенетична специфічність щодо строків поширення на рослинах томата в плівкових теплицях. Гриби Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici, F. solani та F. oxysporum f. sp. radicis-lycopersici мали широку специфічну пристосованість до ураження від моменту висіву насіння і до кінця вегетаційного періоду рослин. Гриб F. semitectum масово виділявся з рослин томата лише у фазі цвітіння першої і другої китиць, види F. moniliforme та F. avenaceum - у фазі плодоутворення, F. oxysporum f. sp. vasinfectum - починаючи з фази цвітіння і до самого кінця вегетаційного періоду рослин.

Таким чином, отримані дані свідчать, що основним збудником фузаріозного в'янення томата в умовах плівкових теплиць був гриб F. oxysporum f. sp. lycopersici.

Біологічні особливості розвитку грибів роду Fusarium Link ex Fr. в чистих культурах

Результати вивчення низки кількісних і якісних характеристик ураження рослин томата збудниками в'янення фузаріозного походження дозволили зробити наступне припущення - між ними теж можливі різні типи взаємовідносин. Саме ця гіпотеза і стала основною підставою для проведення додаткової серії лабораторних експериментів щодо встановлення типу взаємовідносин між означеними видами грибів роду Fusarium Link ex Fr. (табл. 2).

Таблиця 2 - Характеристика взаємовідносин грибів роду Fusarium Link ex Fr. збудників в'янення томата в чистих культурах, (середнє за 2006 - 2008 рр.)

Види грибів роду Fusarium Link ex Fr.	F. oxysporum f.sp. lycopersici	F. oxysporum f.sp. radicis-lycopersici	F. solani	F. oxysporum f.sp. vasinfectum	F. avenaceum	F. semitectum	F. moniliforme	F. culmorum
F. oxysporum f. sp. lycopersici		А	< D	> Е	> D	> D	А	> D
F. oxysporum f. sp. radicis-lycopersici	А		< D	> Е	> D	> D	А	> D
F. solani	> D	> D		А	>Е	>Е	> D	> D
F. oxysporum f. sp. vasinfectum	< Е	< Е	А		А	> Е	> Е	> D
F. avenaceum	< D	< D	< Е	А		> D	А	А
F. semitectum	< D	< D	< Е	< Е	< D		А	А
F. moniliforme	А	А	< D	< Е	А	А		А
F. culmorum	< D	< D	< D	< D	А	А	А

Ступінь антагонізму грибів роду Fusarium Link ex Fr., виділених у чисту культуру безпосередньо як з рослин томату, так і з ґрунту, визначали за інтенсивністю росту міцелію та шляхом вимірювання абсолютного розміру колоній на КГА.

Після узагальнення наведених даних, можна аргументовано стверджувати, що у чистій культурі найвищий рівень територіальної активності (> D) був притаманний таким видам, як F. oxysporum f.sp. lycopersici, F. oxysporum f.sp. radicis-lycopersici та F. solani.

Згідно з експериментально визначеним типом взаємодії між всіма видами збудників в'янення томата фузаріозного походження в чистих культурах, для створення штучних інфекційних фонів рекомендується використовувати лише один вид гриба цього роду - збудника фузаріозного в'янення томата F. oxysporum f.sp. lycopersici.

В результаті вивчення рівня фітотоксичної активності повного комплексу метаболітів ізолятів гриба F. oxysporum f. sp. lycopersici методом біопроб на насінні томата було експериментально встановлено його оптимальну концентрацію розведення дистильованою водою у співвідношенні 1:1 (табл. 3). З'ясовано, що фітотоксична активність і агресивність впливу ФКР в цьому розведенні є найбільш стабільно негативною за дією на рослини і, не залежно від ботанічної та сортової належності томата, становила 37,2 і 37,5 % (до контролю).

Таблиця 3 - Вплив ФКР збудника Fusarium f.sp. lycopersici на енергію проростання насіння томата при різних концентраціях, %

Варіант	Сорт Чайка	Сорт Любимий	Гібрид КДС-5
	х ± Sx	Відхилення до контролю	х ± Sx	Відхилення до контролю	х ± Sx	Відхилення до контролю
Вода (контроль)	87,5 ± 5,31	--	96,0 ± 3,95	--	90,6 ± 4,3	--
ФКР (нативний)	35,2 ± 4,35	- 52,3	52,1 ± 6,41	- 43,9	44,2 ± 5,2	- 46,4
ФКР (1:1)	50,3 ± 2,62	- 37,2	57,6 ± 3,95	- 38,4	53,1 ± 2,91	- 37,5
ФКР (1:3)	69,1 ± 4,51	- 18,4	61,4 ± 7,35	- 34,6	65,3 ± 5,12	- 25,3
ФКР (1:5)	72,4 ± 3,98	- 15,1	86,6 ± 6,35	- 9,4	81,9 ± 4,26	- 8,7
ФКР (1:7)	89,7 ± 3,75	2,2	97,7 ± 4,39	1,7	95,2 ± 3,91	4,6
ФКР (1:10)	93,1 ± 2,48	5,6	98,8 ± 3,21	2,8	94,3 ± 2,85	3,7
НІР01	14,66		18,71		16,75

Другий біотест (на швидкість втрати рослинами тургору) щодо загального визначення рівня фітотоксичної активності грибів, збудників в'янення томата роду Fusarium Link ex Fr., був проведений на 30-добовій розсаді (табл. 4). Застосування повного комплексу метаболітів (ФКР) грибів роду Fusarium Link ex Fr. дозволяє стверджувати, що саме розведення ФКР дистильованою водою у пропорції 1:1 має найвищу фітотоксичну дію. Всі означені 4 сорти томата у цьому біотесті однотипово реагували на дію ФКР, що довело універсальність фітотоксичної дії повного комплексу токсинів на тканини і клітини дослідних рослин.

Таблиця 4 - Динаміка фітотоксичної дії ФКР ізолятів грибів роду Fusarium Link ex Fr. на 30-добові рослини томата, % (середнє за 2005-2006 рр.)

Вид гриба	Всього	В'янення рослин протягом годин залежно від різновиду
		6	12	24	36	48
	Л*	Ч*	Л	Ч	Л	Ч	Л	Ч	Л	Ч	Л	Ч
F. culmorum	100	100	7	2	14	5	9	18	41	30	29	45
F. semitectum	100	100	10	8	29	20	61	72	0	0	0	0
F. moniliforme	100	100	12	10	34	25	50	50	4	15	0	0
F. solani	100	100	56	45	44	50	0	5	0	0	0	0
F. avenaceum	100	100	51	39	49	48	0	13	0	0	0	0
F. oxysporum f. sp. radicis-lycopersici	100	100	48	35	52	59	0	6	0	0	0	0
F. oxysporum f. sp. lycopersici	100	100	83	67	17	30	0	3	0	0	0	0
F. oxysporum f. sp. vasinfectum	100	100	76	68	24	28	0	4	0	0	0	0

Примітка: * Л - сорт Любимий, Ч - сорт Чайка

Зважаючи на отримані дані, ми можемо аргументовано рекомендувати використовувати повний комплекс токсинів, які продукує мікроміцет Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici, для проведення експрес-оцінки ступеня фузаріозостійкості рослин томата на ранніх етапах онтогенезу.

Біологічні заходи по обмеженню шкідливості Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici в умовах плівкових теплиць

При розробці біологічної системи захисту томата від хвороби в'янення грибного походження оцінено ефективність використання різних рострегулюючих препаратів (РРП), біологічних препаратів у чистому вигляді та у баковій суміші на насінні, у фазу 3-4 справжніх листків та на рослинах, що вегетують. Збільшення енергії проростання за варіантами обробки насіння порівняно з контролем становило від 9,3 до 11,1%, довжина корінця при цьому збільшувалася на 3,2 - 3,4 мм.

Використання препарату як Мікосан Н і його бакової суміші із Емістимом С при обробці рослин у розсадний період, що дозволяє отримати фунгіцидний ефект, подібний за дією на хворобу в'янення еталонних препаратів Превікур та Триходермін БТ.

З метою підтвердження ефективності різних препаратів і схем їх застосування для біологічного захисту томата від фузаріозного в'янення було закладено спеціальний дослід у теплицях з плівковим укриттям на провокаційному природному фоні (весняно-літня одинадцятирічна монокультура томата зі щорічним внесенням під рослини інокулюму Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici).

Доведено, що при вирощуванні томата в плівкових теплицях у весняно-літній культурозміні найбільш ефективним для захисту від хвороб грибного (фузаріозного) в'янення, є застосування біологічного препарату за такою схемою: однократний обробіток рослин у фазу 3-4 справжніх листків Мікосаном Н (норма витрати - 0,0012 л/м²) з наступним трикратним обробітком ним рослин у період вегетації (норма витрати на одну обробку - 0,0012 л/м²). Ця схема захисту дозволяє отримати біологічну ефективність на рівні 31,4%, чистий прибуток - 2,21 грн/м², рентабельність 85%.

Обробіток рослин у фазі 3-4 справжніх листків з наступним трикратним обробітком за період вегетації рослин баковою сумішшю препаратів Мікосан Н та Емістим С (норма витрати на одну обробку - 0,0012 л/м² та 0,0005 мл/м² відповідно) дозволяє отримати чистий прибуток з 1 м² 4,67 грн, рентабельність 157 % при біологічній ефективності 62,2 % (табл. 5).

Вплив різних систем захисту на анатомічні та фізіолого-біохімічні властивості рослин томата

Результати гістологічного аналізу свідчать, що в рослинах гіфи концентрувалися в судинах прикореневої частини стебла, найбільш активним розвиток міцелію фітопатогенів роду Fusarium sp. був у судинах рослин контрольного варіанту.

Встановлено, що застосування препаратів різного походження (РРП, біологічні, хімічні) і спектру їх дії на рослини гальмувало процес утворення міцелію та поширення гіфів гриба по провідній системі.

При проведенні додаткових гістологічних досліджень для незначної кількості рослин встановлено маловідоме явище тилоутворення як процес виросту стінок судин клітин осьової або променевої паренхіми. Ці новоутворення (тили) заповнювали порожнини судин в ушкоджених ділянках ксилеми. Ми вважаємо, що вони представляють механічну перешкоду на шляху наступного поширення гіф гриба по судинах, а речовини, що накопичуються в них (смоли, камеді, таніни), мають антисептичні властивості і, можливо, теж відповідають за підвищення рівня опору рослини дії фітопатогенів.

Супутні дослідження показали зміни активності окислювально-відновлювальних ферментів пероксидази і поліфенолоксидази в листках. Зростання ступеня ураженості рослин томата супроводжується підвищенням активності ферментів, при цьому реакція на проникнення і поширення грибних фітопатогенів носить в рослині не локальний, а системний характер.

Нами встановлено, що рівень активності окислювально-відновлювальних ферментів прямо залежить від дії досліджуваних препаратів на рослину, а саме: чим більшою є фунгіцидна активність схем застосування препаратів у стримуванні розвитку хвороби, тим меншою є активність ферментативного апарату рослини.

Рівняння регресії (прогнозу), що дозволяє прогнозувати можливий ступінь ураженості зразків (рослин) за рівнем активності цих ферментів, має вигляд: Y = - 145,1 - 6,2 Ч X₁ + 80,56 Ч X₂, де Y - ступінь ураженості рослин, %; X₁ - показник активності пероксидази; X₂ - показник активності поліфенолоксидази.

Також встановлено, що високу зворотну кореляційну залежність між ступенем ураженості рослин за варіантами систем застосування різних препаратів мають такі біохімічні характеристики плодів, як вміст в них загального цукру (r = - 0.77) та аскорбінової кислоти (r = - 0,85). Кореляційний зв'язок між показником ступеня ураженості рослин, сухої речовини та кислотності є середнім, але різним за напрямком: для сухої речовини - зворотнім (- 0,44), для кислотності - прямим, і (0,35) відповідно. Це означає, що вміст сухої речовини, загального цукру та аскорбінової кислоти залежить від ступеню ураженості рослин томата хворобами в'янення. Чим він вищій, тим менше цих пластичних (біохімічних) речовин накопичується у плодах, а кислотність соку, навпаки, зростає. Однак слід зазначити, що незалежно від природи препаратів, механізмів дії їх на рослини, норм і способів застосування та кратності обробок, статистично достовірних змін біохімічних параметрів у порівнянні з контролем у плодах томата не зафіксовано.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено підсумки щодо вивчення біологічних, морфологічних, культуральних особливостей грибів роду Fusarium Link. ex Fr. Визначено типи взаємодії між визначеними видами грибів роду Fusarium у чистій культурі. Досліджено їх філогенетичну, органотропну та онтогенетичну спеціалізацію. Обґрунтовано біологічну систему захисту томата від фузаріозного в'янення в плівкових теплицях. Вирішення цих питань є актуальним для спеціалістів із захисту рослин, науковців і товаровиробників. На основі одержаних експериментальних даних та виробничої перевірки було сформульовано наступні висновки:

1. Моніторинг стану агроценозів томата у плівкових теплицях в Харківській області свідчить, що хвороба в'янення рослин щорічно фіксується на 57% обстежених площ і є наслідком ураження їх грибними фітопатогенами родів Fusarium Link ex Fr. (7 видів), Verticillium (2 види), а також збудниками бактеріального походження (2 види).

2. Аналіз стрівальності частот зустрічаємості фітопатогенів грибного і бактеріального походження довів, що перше місце в патогенезі належить грибам роду Fusarium, друге - бактеріям, третє - грибам роду Verticillium. Показник кількості уражених фузаріозним в'яненням рослин щорічно коливався від 31 до 37%.

3. Встановлено, що грибні фітопатогени з роду Fusarium Link ex Fr., виділені з рослин томата, в умовах плівкових теплиць уражували різні види пасльонових (томат, перець), але не родини гарбузових (огірок, кабачок). На інфекційну здатність їх впливає не рівень патогенності ізолятів, а родинна належність рослини-живителя.

4. Визначено, що основним збудником фузаріозного в'янення томата в умовах плівкових теплиць є гриб F. oxysporum f. sp. lycopersici (Sacc.) Snyder & Hansen. Індивідуальна частка цього виду з усієї проаналізованої сукупності моноізолятів роду Fusarium Link ex Fr. (465 шт.) становила 36,4%.

5. Із усіх видів збудників в'янення фузаріозного походження широку органотропну спеціалізацію, пов'язану зі здатністю уражувати всі органи рослини (корінь, стебло, листки, китиці та плоди), мав вид F. oxysporum f. sp. lycopersici. Здатність уражувати кореневу систему і стебло мали види F. oxysporum f. sp. radicis-lycopersici, F. avenaceum та F. semitectum, здатність уражувати лише окремі органи - F. solani, F. oxysporum f.sp. vasinfectum та F. moniliforme.

6. Встановлено, що грибам Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici, F. solani та F. oxysporum f. sp. radicis-lycopersici притаманна висока онтогенетична пристосованість масово уражувати рослини, починаючи від посіву насіння до самого кінця вегетаційного періоду, вид F. semitectum масово виділявся з рослин лише у фазі цвітіння першої і другої китиць, види F. moniliforme та F. avenaceum - у фазі плодоутворення, вид F. oxysporum f. sp. vasinfectum - починаючи з фази цвітіння і до самого кінця вегетаційного періоду рослин.

7. На основі типовості та специфічності візуальних ознак хвороб в'янення томата, а також мікробіологічного аналізу моноізолятів складено дихотомічний ключ для визначення основних груп збудників хвороб в'янення за системою, характерною для спеціалізованих визначників.

8. Згідно з експериментально визначеними типами взаємодії (А, B, D, E) між всіма видами грибів роду Fusarium в чистих культурах для створення штучного інфекційного фону, що дозволить отримувати достовірно фузаріозостійкий вихідний матеріал томата, рекомендовано використовувати вид F. oxysporum f.sp. lycopersici, який має найвищій рівень територіальної активності (> D).

9. Застосування повного комплексу метаболітів грибів роду Fusarium Link ex Fr. експериментально підтвердило їх здатність диференційовано впливати на енергію проростання насіння та викликати в'янення рослин томата.

Найбільш стабільну негативну селективну дію мав ФКР гриба F. oxysporum f. sp. lycopersici у розведенні 1:1, що дозволяє рекомендувати використання повного комплексу його метаболітів для експрес-оцінки стійкості зразків до фузаріозного в'янення.

10. Встановлено, що при вирощуванні томата в плівкових теплицях у весняно-літній культурозміні найбільш ефективним для захисту від фузаріозного в'янення є наступна схема: однократна обробка рослин у фазі 3-4 справжніх листків баковою сумішшю препаратів Мікосан Н та Емістим С із наступною їх трикратною обробкою цими препаратами в період вегетації (норма витрати на одну обробку - 0,0012 л/м² та 0,0005 мл/м² відповідно), що дозволяє при рівні біологічної ефективності 62,2% отримати чистий прибуток з 1 м² 4,67 грн, рентабельність - 157 %

11. При гістологічних дослідженнях уражених органів томата фітопатогенами роду Fusarium в судинах рослин зафіксовано процес тилоутворення. Це свідчить про здатність рослин створювати додаткову механічну перешкоду при поширенні гіф по судинах провідної системи.

12. Мінливість рівня ураженості рослин томата на 93,5 % залежить від активності синтезу в листках окислювально-відновлювальних ферментів пероксидази та поліфенолоксидази. Доведено, що зі збільшенням фунгіцидної активності препаратів активність ферментативного апарату рослини зменшується, що описується рівнянням Y = - 145,1 - 6,2 Ч X₁ + 80,56 Ч X₂, де Y - ступінь ураженості рослин, %; X₁ - показник активності пероксидази; X₂ - показник активності поліфенолоксидази, яке можна використовувати для прогнозу ступеня ураженості рослин хворобами в'янення.

13. Встановлено, що ступінь ураженості рослин томата хворобами в'янення має обернену залежність до вмісту сухої речовини, загального цукру та аскорбінової кислоти, пряму до кислотності соку. Тобто чим вищій ступінь ураженості, тим менше пластичних (біохімічних) речовин накопичує у плодах уражена рослина.

ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

Спеціалістам із захисту рослин, науковцям, товаровиробникам рекомендовано застосовувати систему біологічного захисту рослин томата по обмеженню шкідливості в'янення грибного походження в умовах плівкових теплиць, яка включає в себе:

- однократну обробку рослин у фазі 3-4 справжніх листків баковою сумішшю препаратів Мікосан Н та Емістим С;

- трикратну обробку рослин у період вегетації баковою сумішшю препаратів Мікосан Н та Емістим С.

Норма витрати препаратів на одну обробку становить 0,0012 л/м² Мікосан Н та 0,0005 мл/м² Емістим С.

Розроблена система біологічного захисту томата дозволяє у виробничих умовах отримати додатковий чистий прибуток у розмірі 4,67 грн/м².

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Азарков О. М. Збудники в'янення томата. Взаємодія грибів роду Fusarium на рослинах культури в захищеному ґрунті / К. М. Черненко, О. М. Азарков // Карантин і захист рослин. - 2007. - № 6. - С. 17 - 18.

2. Азарков О. М. Добір за реакцією на токсичність культуральних фільтратів грибів роду Fusarium Lk / К. М. Черненко, О. М. Азарков // Карантин і захист рослин. - 2007. - № 8. - С. 13 - 14.

3. Азарков О. М. Хвороби в'янення томата закритого ґрунту - симптоми та діагностика / О. М. Азарков // Карантин і захист рослин. - 2008. - № 6. - С. 26 - 28.

4. Азарков О. М. Наука и образование в развитии современного овощеводства стран СНГ и Балтии : материалы Межд. научно-практической конф., (Минский р-н, пос. Самохваловичи, 9-11 июля 2008 г.) / Национальная академия наук Беларуси, РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по картофелеводству и плодоовощеводству», РУП «Институт овощеводства» - Минск. : В.Ю.А. - 2008. - 356 с.

5. Азарков О. М. Вирощування томата у плівкових теплицях (рекомендації) / [ Яровий Г. І., Абросімова Г. Л., Онищенко О. І., Азарков О. М. та ін. ]. - Харків : Плеяда, 2008. - 20 с.

АНОТАЦІЯ

Азарков О.М. Біологічне обґрунтування заходів зниження інфекційного потенціалу збудників в'янення томата роду Fusarium Link ex Fr. в плівкових теплицях. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 06.01.11 - фітопатологія. - Національний університет біоресурсів і природокористування України, Київ, 2009.

Дисертація присвячена вивченню біологічних особливостей грибів роду Fusarium Link ex Fr., їх ролі в етіології й патогенезі хвороб в'янення томата в умовах плівкових теплиць. Досліджено їх філогенетичну, органотропну та онтогенетичну спеціалізацію. З семи виділених видів збудників в'янення фузаріозного походження широку органотропну спеціалізацію, пов'язану зі здатністю уражувати всі органи рослини (корінь, стебло, листки, китиці та плоди), мав вид F. oxysporum f. sp. lycopersici. Здатність уражувати кореневу систему і стебло мали види F. oxysporum f. sp. radicis-lycopersici, F. avenaceum та F. semitectum, здатність уражувати лише певні органи - F. solani, F. oxysporum f.sp. vasinfectum та F. moniliforme. Встановлено, що тільки видам грибів Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici, F. solani та F. oxysporum f. sp. radicis-lycopersici притаманна висока онтогенетична пристосованість масово уражувати рослини, починаючи з посіву насіння і до кінця вегетаційного періоду рослин.

Розроблено систему біологічного захисту томата від в'янення у плівкових теплицях: однократна обробка рослин у фазі 3-4 справжніх листків баковою сумішшю препаратів Мікосан Н та Емістим С із наступною їх трикратною обробкою цими препаратами в період вегетації (норма витрати на одну обробку - 0,0012 л/м² та 0,0005 мл/м² відповідно) Виробниче використання цієї системи дозволило зменшити ступінь ураженості рослин хворобою в'янення на 22%, підвищити урожайність на 5,1 кг/м² та отримати додатковий прибуток 4,67 грн/м².

Ключові слова: збудники, хвороба в'янення, томат, біологічні препарати, моноізолят, спеціалізація.

АННОТАЦИЯ

Азарков А.М. Биологическое обоснование способа снижения инфекционного потенциала возбудителей увядания томата рода Fusarium Link ex Fr. в пленочных теплицах. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 06.01.11 - фитопатология. - Национальный университет биоресурсов и природоиспользования Украины, Киев, 2009.

Диссертация посвящена изучению биологических особенностей грибов рода Fusarium Link ex Fr., их роли в етиологии и патогенезе болезней увядания томата в условиях пленочных теплиц. Исследована их филогенетическая, органотропная и онтогенетическая специализация. Из семи выделенных видов возбудителей увядания фузариозного происхождения широкую органотропную специализацию, связанную со способностью поражать все органы растения (корень, стебель, листья, кисти и плоды), имел вид F. oxysporum f. sp. lycopersici. Способностью поражать только корневую систему и стебель имели виды F. oxysporum f. sp. radicis-lycopersici, F. avenaceum и F. semitectum, узкую (способность поражать отдельные органы) - F. solani, F. oxysporum f.sp. vasinfectum и F. moniliforme. Установлено, что только видам грибов Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici, F. solani и F. oxysporum f. sp. radicis-lycopersici присуща высокая онтогенетическая приспособленность массово поражать растения, начиная от посева семян и до конца вегетационного периода.

Экспериментально обосновано использование полного комплекса токсинов, которые продуцирует микромицет Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici, для экспресс-оценки степени фузариозоустойчивости растений томата на ранних этапах онтогенеза.

Впервые экспериментально доказано, что в сосудах растений томата, пораженных фузариозным увяданием, происходит процесс тилообразования, который позволяет растению механически уменьшить процесс распространения гиф мицелия.

Разработана система биологической защиты томата от увядания в пленочных теплицах, которая включает обработку растений баковой смесью микробиологического препарата Микосан Н и РРП Емистим С в фазу 3-4 настоящих листьев (однократно) и на протяжении вегетационного периода (трехкратно). Производственное испытание этой системы позволило уменьшить степень поражения растений болезнью увядания на 22%, повысить урожайность на 5,1 кг/м² и получить дополнительную прибыль 4,67 грн/м².

Установлено, что варьирование показателя степени пораженности растений болезнями увядания фузариозного происхождения на 93,5% зависит от увеличения активности в растениях таких ферментов, как пероксидаза и полифенолоксидаза.

Ключевые слова: возбудители, болезнь увядания, томат, моноизолят, биологические препараты, специализация.

ANNOTATION

Azarkov O.M. Biological substantiation of a mean of decrease in infectious potential of originators of withering of an apple of love of sort Fusarium Link ex Fr., in film hothouses. - Manuscript.

Dissertation for scientific degree of Candidate of Biological Sciences by speciality 06.01.11 - phytopathology. - National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine , Kyiv, 2009.

The thesis is dedicated to the study of biological peculiarities of Fusarium Link ex Fr. genus fungi, their role in etiology and pathogenesis of tomato wilt diseases under conditions of film greenhouses. Their phylogenetic, organotropic and ontogenetical specialization has been investigated. From seven isolated species of fusarial wilt causal the species F. oxysporum f. sp. lycopersici had the wide organotropic specialization bound up with the ability to affect all the organs of a plant; (root, stem, leaves, clusters and fruits). The ability to affect the root system and stein was in species F. oxysporum f. sp. racticis - lycopersici, F. avenaceum and F. semitectum, particular specialization (ability to affect separate organs) was in F. solani, F. oxysporum f. sp. vasinfectum and F. moniliforme. It is determined that only species of fungi Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici, F. solani and F. oxysporum f. sp. radicis-lycopersici have the high ontogenetical ability to affect on a mass scale plants beginning from a phase of seedling and to the end of vegetation. There has been worked out the system of tomato biological protection against wilt in film greenhouses, which includes plants treatment by the tank mixture of the microbiological preparation Micosan N and growth a regulating preparation Emistym S in the phase of 3-4 true leaves-(one time) and during vegetation (thrice). Production use of this system allowed to reduce the degree of plants damage by wilt disease by 22 %, to increase the yield on 5,1 kg/m² and to obtain additional profit at the level 4,67 Hr/m².

Key words: causal organisms, wilt disease, tomato, biological preparations, monoisolates, specialization. Размещено на Allbest.ru