ДЖАМ МАЙЯ АНАТОЛІЇВНА

УДК 632.9 : 633.1

ОСОБЛИВОСТІ РОЗВИТКУ ФУЗАРІОЗУ КОЛОСА ЗЕРНОВИХ КОЛОСОВИХ КУЛЬТУР В УМОВАХ ПОЛІССЯ УКРАЇНИ ТА ВДОСКОНАЛЕННЯ ЗАХИСНИХ ЗАХОДІВ

06.01.11 - фітопатологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ - 2005

Дисертацією є рукопис

збудник фузаріоз колос зерновий

Робота виконана у лабораторії фітопатології Інституту захисту рослин Української академії аграрних наук.

Науковий керівник - кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Ретьман Сергій Васильович, Інститут захисту рослин УААН, заступник директора з наукової роботи, завідувач лабораторії фітопатології.

Офіційні опоненти - доктор сільськогосподарських наук, професор Корнійчук Микола Сергійович Інститут землеробства УААН, завідувач відділу захисту рослин від шкідників і хвороб.

кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Ковалишина Ганна Миколаївна Миронівський інститут пшениці ім. В.М.Ремесла УААН, завідувач відділу захисту рослин.

Провідна установа - Державний агроекологічний університет Міністерства аграрної політики України, кафедра агроекології, м. Житомир.

Захист відбудеться “23” грудня 2005 р. о 1200 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.02 у Національному аграрному університеті 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, кімн. 41

Автореферат розісланий “ 23 ” листопада 2005 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Мороз М.С.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Нарощування виробництва зерна і підвищення ефективності зернового комплексу є одним із найважливіших напрямів розвитку сільського господарства України.

Серед комплексу найбільш розповсюджених і шкідливих хвороб зернових колосових культур особливе місце займає фузаріоз колоса.

Основною причиною, що викликає значне поширення захворювання зерна фузаріозом, є сприятливі для росту й розвитку мікроміцетів погодні умови, а також перехід сільського господарства на екстенсивну систему вирощування зернових колосових культур, що призвело до змін у балансі біотрофних і сапротрофних видів грибів (Понировский, 1992; Левитин,, 1994). Все це сприяє активізації патогенів роду Fusarium, які викликають забруднення зерна і зернопродуктів небезпечними фузаріотоксинами. Ці токсини забруднюють сільськогосподарську продукцію, вживання якої може призвести до тяжких отруєнь людей і тварин (Леонов, Кононенко, Соболева, 1991; Монастырский, 1998; Ображай та ін., 2002;). У зв'язку з цим проведення наукових досліджень з вивчення видового складу збудників фузаріозу колоса на зернових колосових культурах, встановлення їх шкідливості та застосування ефективних фунгіцидів для зменшення накопичення токсинів в зерні є актуальним.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Роботу виконано в рамках галузевих і державних програм “Обгрунтувати наукові основи та розробити рекомендації багатоцільової оптимізації інтегрованого захисту сільськогосподарських культур як органічної складової екологічно орієнтованого землеробства” (№ державної реєстрації 0101U003859) і “Дати теоретичне обгрунтування раціональному застосуванню пестицидів в інтегрованій системі захисту рослин” (№ державної реєстрації 0101U003860).

Мета і завдання досліджень. Програмою досліджень передбачалося вивчення особливостей поширення, розвитку фузаріозу колоса на озимій пшениці, тритікале та житі в Поліссі України, а також встановлення видового складу збудників хвороби, оцінка їх шкідливості та розробка системи захисних заходів.

Для досягнення поставленої мети вирішувались такі завдання:

- визначити поширення та розвиток захворювання в умовах Полісся України;

- дослідити видовий склад збудників фузаріозу колоса;

- встановити зв'язок між ступенем розвитку хвороби, видовим складом та метеорологічними умовами погоди;

- оцінити шкідливість фузаріозу колоса при ураженні різними видами патогенів;

- вивчити ефективність сучасного асортименту препаратів для захисту зернових від фузаріозу колоса в умовах штучного інфекційного фону та польових дослідів;

- визначити вміст мікотоксинів в зерні при застосуванні засобів захисту.

Об'єкт дослідження: особливості біології та характер взаємодії зернових колосових культур до збудників фузаріозу колоса.

Предмет дослідження: збудники фузаріозу колоса зернових колосових культур в умовах Полісся України, сорти та система захисту від захворювання.

Методи досліджень. Фітопатологічні (дослідження особливостей біології збудника, визначення шкідливості та характеру взаємодії зернових культур і патогенів фузаріозу колоса). Ефективність окремих прийомів технології захисту з урахуванням впливу метеорологічних умов на фузарії. Вивчення співвідношення збудників фузаріозу колоса та їх ідентифікація. Математично-статистичні (оцінка достовірності отриманих результатів, встановлення кореляційних зв'язків). Методом регресійного аналізу отримано рівняння залежності питомої частки збудників фузаріозу колоса від суми опадів за період цвітіння - молочна стиглість.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в умовах Полісся України ідентифіковано видовий склад збудників фузаріозу колоса на озимій пшениці, тритікале та житі. Встановлено, що найбільшу питому частку в комплексі збудників фузаріозу колоса займає: на озимій пшениці - F.graminearum (35,0%), тритікале - F.graminearum (27,4%), житі - F. сulmorum (32,8%). Виявлена наявність кореляційного зв'язку між кількістю опадів за період цвітіння - молочна стиглість та питомою часткою видів F.graminearum (r = 0,589), F. avenaceum (r = 0,875) i F. sporotrichiella var. poae (r = -0,647) і побудовані моделі. Доведено залежність між інтенсивністю ураження та показниками маси зерен з колоса, маси 1000 зерен і схожості.

Виділено стійкі й помірно стійкі сорти озимої пшениці, тритікале і жита щодо збудників фузаріозу колоса.

В умовах in vitro встановлено високу фунгіцидну активність препаратів Фолікур БТ, к.е., Колосаль, к.е. та бінарної суміші Агат 25 К, т.п. і Альто Супер 330 ЕС, к.е. щодо інгібування конідій F. graminearum, F. culmorum, F. sporotrichiella var. poae.

Експериментально встановлено, що застосування суміші біопрепарату Агат 25 К, т.п. і фунгіциду Альто Супер 330 ЕС, к.е. перешкоджає накопиченню токсинів у зерні озимої пшениці.

Практичне значення одержаних результатів. Встановлено, що сорти озимої пшениці Носівчанка, Подолянка, Циганка, жита - Харківське 78, Верхняцьке 32, Інтенсивне 99, тритікале - Гарне, Ладне є відносно стійкими до збудників фузаріозу колоса. Це дає змогу рекомендувати їх виробництву.

Розроблено технологію захисту озимої пшениці на основі використання бінарної суміші біопрепарату Агат 25 К, т.п. (0,01 л/га) та фунгіциду Альто Супер 330 ЕС, к.е. (0,25 л/га), що сприяє зниженню накопичення токсинів (ДОН, ЗЕА, Т-2 токсин) в зерні (Патент України № 62293). Запропонована технологія пройшла виробничу перевірку в 2004 році в ПСГП “Івановицьке” Житомирської області на площі 5 га. Збережений врожай складав 0,49 т/га, рентабельність - 157,8%.

Експериментально доведено, що найбільший вміст дезоксиниваленолу (ДОН) накопичується у вегетативних частинах колоса.

Результати досліджень можуть бути використані службами захисту рослин та виробниками сільськогосподарської продукції.

Особистий внесок здобувача. Автором самостійно розроблено програму дослідів, узагальнено огляд літератури, проведено польові та виконано лабораторні досліди, здійснено статистичний аналіз результатів досліджень. Сформульовано наукові положення дисертації, зроблено висновки, дані рекомендації для практичного використання. Підготовлено та опубліковано наукові праці за темою дисертації.

Апробація роботи. Основні результати досліджень доповідалися на Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих вчених і спеціалістів з проблем виробництва зерна в Україні (Дніпропетровськ, 2002), II Міжнародній конференції молодих вчених “Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений” (Харків, 2003), XII Міжнародному симпозіумі “Нетрадиционное растениеводство. Этиология. Экология и здоровье” (Сімферополь, 2003), четвертій міжвузівський науково-практичній конференції аспірантів “Сучасна аграрна наука: напрями досліджень, стан і перспективи”(Вінниця, 2004). Результати досліджень по дисертаційній роботі обговорювались у лабораторії фітопатології та на засіданні Вченої ради Інституту захисту рослин УААН (2001, 2002, 2003, 2004). Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 9 наукових праць, в тому числі 4 в фахових журналах, 4 тези матеріалів конференцій та 1 патент на винахід.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 163 сторінках машинописного тексту. Вона складається зі вступу, загальної характеристики роботи, огляду літератури, опису умов та методики проведення досліджень, трьох розділів експериментальної частини, висновків, переліку використаних джерел, додатків. Дисертація включає 23 таблиці, 25 рисунків. Перелік використаних джерел охоплює 159 найменувань, в тому числі 30 - іноземних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

В огляді літератури на підставі літературних джерел вітчизняних та зарубіжних авторів висвітлено особливості біології та шкідливості збудників фузаріозу колоса зернових колосових культур. Описано еколого-біологічну характеристику збудників захворювання та заходи захисту від захворювання.

УМОВИ ТА МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження за темою дисертаційної роботи проводили в 2001-2004 рр. у відділі захисту зернових культур ІЗР УААН, а також у польових умовах типових для Полісся - на державних сортовипробувальних станціях Київської, Житомирської та Чернігівської областей.

Грунт - cірий опідзолений, з вмістом гумусу 2,0%, рН 5,5. Клімат помірно-континентальний з відносно теплим і вологим літом, (але період вегетації нерідко буває досить посушливим) та з м'якою зимою. Тривалість безморозного періоду - 150-160 днів. Середня температура повітря в липні коливається від 18,5 до 25,7?С. Річна сума опадів становить 550-650 мм.

Поширення та розвиток фузаріозу колоса визначали на сортах озимої пшениці, тритікале та жита на державних сортостанціях вищевказаних областей (Рекомендации по борьбе с фузариозом..., 1988).

З метою визначення видового складу збудників проводили фітопатологічний аналіз зразків зерна, зібраного в різних районах обстежуваної зони (Билай, 1977). При відсутності типового спороношення використовували метод мікрокультури (Билай, Элланская, 1975). Методом кореляційного аналізу встановлено залежність між показниками погоди та часткою домінуючих видів (Доспехов, 1973).

Шкідливість захворювання визначали на природному та штучному інфекційних фонах (Методы селекции…, 1988). Інокуляцію колосся здійснювали суспензією конідій F.graminearum, F.culmorum, F.sporotrichiella var. poea, а також їх сумішшю. Уражене колосся етикувалось (за 5-бальною шкалою). Методом регресійного аналізу отримано рівняння залежності зниження маси зерен з колоса та маси 1000 зерен від ступеня розвитку хвороби на штучному та природному фонах (Захист зернових.., 1992; Доспехов, 1973).

Для визначення токсичних властивостей фунгіцидів застосовано метод пророщування конідій в краплині розчину препарату на предметному склі (Голишин, 1970).

Ефективність дії фунгіцидів вивчали в умовах штучного інфекційного фону.

Ідентифікацію та визначення вмісту мікотоксинів здійснювали скринінг-методом (Методичні вказівки..., 1998).

Статистичну обробку експериментальних даних проводили за методами варіаційної статистики (Доспєхов, 1985) з використанням комп'ютерних програм Excel i Statgraphics.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ. ПОШИРЕННЯ, РОЗВИТОК І ВИДОВИЙ СКЛАД ЗБУДНИКІВ ФУЗАРІОЗУ КОЛОСА В УМОВАХ ПОЛІССЯ УКРАЇНИ

Поширення та розвиток фузаріозу колоса зернових колосових культур. Досліджено, що в умовах Полісся України фузаріоз колоса поширений в усіх обстежених областях. Встановлено, що в середньому показники поширення і розвитку захворювання були вищими на пшениці, ніж на житі і тритікале (табл.1).

Таблиця 1 - Поширення та розвиток фузаріозу колоса зернових колосових культур (середнє за 2001-2004 pp.)

* - в дужках наведені граничні значення показників

Видовий склад патогенів фузаріозу колоса. В результаті фітопатологічного аналізу зерна озимої пшениці, жита і тритікале ідентифіковано 5 видів та різновидностей грибів роду Fusarium. Виділені види належать до 4-х секцій роду Fusarium: Diskolor, Rozeum, Sporonrochiella та Elegаns (за класифікацією Білай , 1977).

В умовах Полісся домінуючим патогеном на зерні озимої пшениці в 2001-2003 рр. був F.graminearum (44,6-48,7% відповідно) (рис.1). У 2004 р. зерно найчастіше колонізувалось видом F. sporotrichiella var. poae (76,2%).

У 2001-2003 рр. зерно тритікале переважно уражувалось збудником F. graminearum (34,8-38,1%). Значний відсоткок зерна в 2004 р. був контамінований F. sporotrichiella var. poae - 50,0%.

На житі в 2001-2003 рр. зерно колонізував вид F.сulmorum (40,0-50,0%), а у 2004 р. домінуючим виявився F. avenaceum (100%).

Таким чином, основними збудниками фузаріозу колоса зернових колосових культур в зоні проведення досліджень є F. graminearum, F. сulmorum та F.sporotrichiella var. poae. Встановлено, що домінуюче положення займає F.graminearum - 28,8%.

Вивчення впливу сорту на видовий склад збудників. У формуванні популяції збудників фузаріозу колоса значну роль відіграє сорт.

У 2001-2004 рр. нами проаналізовано зразки зерна зернових колосових культур та встановлено зв'язок між патогенами і розвитком захворювання. Відмічена різниця за ступенем ураження збудниками фузаріозу колоса в залежності від особливостей сорту.

Експериментально доведено, що сорти озимої пшениці Носівчанка, Подолянка, Циганка, жита - Харківське 78, Верхняцьке 32, Інтенсивне 99, тритікале - Гарне, Ладне характеризуються відносною стійкістю до основних токсиноутворюючих збудників фузаріозу колоса.

Вплив метеорологічних умов на розвиток захворювання та формування видового складу патогенів озимої пшениці. Встановлено наявність зв'язку між кількістю опадів за період цвітіння - молочна стиглість зерна та питомою часткою видів роду Fusarium. Спостерігається тісна залежність між кількістю опадів та частотою ізоляції виду F. avenaceum (коефіцієнт кореляції r = 0,875). Середньої сили зв'язок виявлений між даним показником і часткою F. graminearum (r = 0,589), а також зворотний зв'язок між кількістю опадів за зазначений період та колонізацією зерна патогеном F. sporotrichiella var. poae (r = -0,647).

Визначення шкідливості основних збудників хвороби. За роки дослідження виявлено, що при максимальному розвитку захворювання у варіанті з інокуляцією колосся збудниками F. graminearum спостерігається зниження маси зерна з колоса на 69,6%, F. culmorum - 66,7%, при зараженні сумішшю видів - 50,6%.

На природному та штучному інфекційних фонах встановлена залежність між інтенсивністю ураження сумішшю видів (F.graminearum, F.culmorum і F.sporotrichiella var. poae) й показниками маси зерен з колоса, маси 1000 зерен та схожості. Так, на природному фоні коефіцієнт кореляції становить: для маси зерен з колоса - -0,9943, маси 1000 зерен - -0,9913, схожості - -0,9899; на штучному фоні - -0,9788, -0,9869, -0,9986 відповідно. Методом регресійного аналізу отримано рівняння залежності зниження маси зерен з колоса від ступеня розвитку хвороби на штучному та природному фонах.

Так, на штучному інфекційному фоні коефіцієнт детермінації R? = 0,9721, а на природному - 0,9887. Для маси 1000 зерен в умовах штучного інфекційного фону R? = 0,9946, а для природного - 0,9827. Для схожості зерен на штучному фоні R? = 0,9966, а на природному - 0,9799.

ЕФЕКТИВНІСТЬ ДІЇ ФУНГІЦИДІВ ПРОТИ ЗБУДНИКІВ ФУЗАРІОЗУ КОЛОСА

Токсикологічна оцінка дії фунгіцидів на окремі види грибів в умовах in vitro. Вивчено інгібуючу дію на конідії F.graminearum, F. culmorum та F. sporotrichiella var. poae різних концентрацій препаратів Фолікур БТ, к.е., Колосаль, к.е., Спортак, к.е., Агат 25 К, т.п., Альто Супер 330 ЕС, к.е. та суміші Агат 25 К, т.п. і Альто Супер 330 ЕС, к.е. (градієнт концентрацій від 0,0001 до 0,5%). Встановлено, що найбільше пригнічення проростання 50% (ЕД50) конідій F.graminearum спостерігається при концентрації фунгіцидів Фолікур БТ, к.е. - 1,0 х 10-2, Колосаль, к.е. - 1,8 х 10-2 та суміші біопрепарату Агат 25 К, т.п. і фунгіциду Альто Супер 330 ЕС, к.е. - 2,2 х 10-3. При цьому ЕД95 препаратів відповідно складало 2,3 х 10-1, 3,7 х 10-1, та 5,7 х 10-2 (рис. 8). Аналогічну дію фунгіциди мали на збудників F.culmorum та F. sporotrichiella var. poae (рис. 9-10).

Таким чином, отримані результати вказують на високу фунгітоксичність препаратів Колосаль, к.е. та суміші Агат 25 К, т.п. і Альто Супер 330 ЕС, к.е. для конідій основних збудників фузаріозу колоса в умовах Полісся.

Ефективність дії фунгіцидів. В умовах штучного інфекційного фону вивчено ефективність препаратів проти фузаріозу колоса. Встановлено, що при обприскуванні посівів озимої пшениці в фазу цвітіння фунгіцидом Колосаль, к.е. розвиток хвороби був на рівні еталонного препарату Фолікур БТ, к.е. Ефективність дії становила 74,0%, що забезпечило збереження маса 1000 зерен та схожості на рівні 40,9 г та 78% відповідно (табл. 2).

Таблиця 2 - Ефективність застосування фунгіцидів проти фузаріозу колосу на озимій пшениці (штучний інфекційний фон, ПСГП “Івановицьке”, Житомирська обл., 2001 - 2004 рр.)