Биоморфологические особенности возбудителя Ustilago nigra Tapke и пути снижения потерь урожая ячменя от головни тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.11, кандидат сельскохозяйственных наук Усольцев, Юрий Александрович

• Усольцев, Юрий Александрович
• кандидат сельскохозяйственных наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат сельскохозяйственных наук Усольцев, Юрий Александрович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1, ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИИ ВОЗБУДИТЕЛЯ Ustilago nigra Тарке.

1.1. Обзор литературы.

1.2. Методика исследований.

1.3. Результаты исследований.

ГЛАВА 2. ОЦЕНКА УСТОЙЧИВОСТИ СОРТОВ К ВОЗБУДИТЕЛЮ Ustilago nigra.

2.1. Обзор литературы.

2.2. Методика исследований.

2.3. Результаты исследований.

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ПОТЕРЬ ОТ ЯВНОГО И СКРЫТОГО ПОРАЖЕНИЯ ВОЗБУДИТЕЛЕМ Ustilago nigra.

3.1. Обзор литературы.

3.2. Методика исследований.

3.3. Результаты исследований.

ГЛАВА 4. ПОВЫШЕНИЕ БОЛЕЗНЕУСТОЙЧИВОСТИ ЯЧМЕНЯ К ЧЁРНОЙ ПЫЛЬНОЙ ГОЛОВНЕ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ.

4.1. Обзор литературы.

4.2. Методика исследований.

4.3. Результаты исследований.

ГЛАВА 5. ПРИМЕНЕНИЕ ПРЕПАРАТОВ НА ХИМИЧЕСКОЙ И БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНОВЕ В БОРЬБЕ С ВОЗБУДИТЕЛЕМ ЧЁРНОЙ ПЫЛЬНОЙ ГОЛОВНИ.

5.1. Обзор литературы.

5.2. Методика исследований.

5.3. Результаты исследований.

ВЫВОДЫ.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Биоморфологические особенности возбудителя Ustilago nigra Tapke и пути снижения потерь урожая ячменя от головни»

Актуальность работы. В настоящее время рост урожайности сельскохозяйственных культур достигается в основном за счет жгенсификации растениеводства Прежде всего, это возделывание сортов интенсивного тала, отзывчивых на полноценное питание и уход, а также применение современных технологий, предусматржающих широкое использование средств защ иты растений.

Основное количество зерна в нашей стране (около 70% валового сбора) расходуется на кормовые цели. ГЬэтому большое знамение имеет возделывание зфнофуражных купыур, среда которых наибольшее распространение имеет ячмень. ГЬ занимаемой гоющади в нашей стране он находится на втором месте после пшеницы В Зауралье ячмень также занимает одно го ведущих мест. Потенциальные возможности в формировании урожая у него огромны, и в силу этого, несмотря на жёсткие погодные условия нашей зоны, имеется возможность получения высоких и устойчивых урожаев.

Одним из резервов увеличения урожайности ячменя является снижение потерь до неощутимых размеров от главнейших болезней, среди которых ратросгршенными и вредоносными считаются головневые заболевания, вызываемые возбудителями: IMLßgo hordei (Pers.), Ustilago nuda (Jens.), Ustilago nigra (Tapke).

В 40-50-е года усилиями фитопатологов, в числе которых были АИ Борггардт, Т.Д. Страхов, НА Наумов, ПА Цювда, ПН Давьщов, ЬСЯ. Калашников, ИМ ГЪляков, была разработана и внедрена система мероприятий по борьбе с головней хлебных злаков. Она обеспечила снижение недобора урожая от головневых болезней с 12 до 0,75% и сохранила от гибели миллионы тонн зерна (ИВ. Каратьжтш, 1986). Результаты мер борьбы с головневыми заболеваниями оказались столь внушительными, что создалось впечатление о практически полной ликвидации этой группы заболеваний. Однако защита зерновых культур от головнёвых болезней до сих пор остается общегосударственной задачей.

В настоящее время потери урожая от головневых болезней в среднем по стране не превышают двух процентов, но в отдельные года возникают вспышки болезни, приводящие к потере части урожая и снижения его качества При сильном развитии болезни недобор урожая ячменя может достигать 10-15% и боже. В последние годы распространенность головневых болезней заметно усиливается. ГЪ вькжазываниям целого ряда исследователей (Т.О. Чертова, 1994; НМ Бурова и В.Т. Алёхин, 1994; В.И Черкашин, 1995) нарастание головнёвых заболеваний в некоторых регионах страны сюль высоко, что возможны эпифитотии данных болезней.

Росту поражения ячменя головневыми болезнями благоприятствует недостаточная эффективность защитных мероприяттш. Во-первых, это отказ в силу экологических и экономических причин от проведения предпосевной обработки семян. Во-вторых - отсутствие среда районированных в Зауралье сортов, невосприимчивых к головне.

В последнее время активно развивается экологическое направление в защите растений от болезней. Оно предусматривает управление динамикой численности вредных видов в агросистемах при максимальном использовании естественных биологических факторов. Это вызывает необходимость анализа действия специфических факторов эпифшотического процесса инфекционных болезней растений в конкретных условиях среды

В связи с этим актуальными являются исследования, направленные на познание сущности паразитизма и изменчивости возбудителей головневых божзней ячменя в тканях растений при изменении условий как внутренней, так и внешней среды, а также работы, связанные с усовершенствованием основного мероприятия в борьбе с головневыми болезнями - предпосевного протравливания семян. Современное состояние агроэкошетем требует поиска малотокшчных препаратов, обладающих антистрессовыми и иммуностимулирующими свойствами, способных защищать посевы от неблагоприятных воздействий окружающей среды при минимальных дозах расхода.

Наследования проводились в 1989 - 1998 годах в соответствии с планами научных робот Курганской СХА, утверждены Ученым советом академии протокол № 10 от 20 июня 1992 г.), номер государственной регасярации 01910045921.

Цель и задачи исследований. Целью иселедовашш явлшюсъ изучение хода инфекционного процесса и особенностей развития L&tilago nigra в тканях растений сортов ячменя с различной степенью устойчивости к возбудителю, а также при использовании микроэлементов, препаратов на химической и биожгической основе, с тем. чтобы разработать конкретныг рекомендации по их применению в борьбе с указанным возбудатежм.

В связи с этим были поставлены следующие заодчи:

- дать оценку з'стойчивоспи к Ustilago nigra и урожайности сортам ячменя распространенным в нашем регионе, а также находящимся на сортоиспытании в госсотроеги Курганской и Челябинской областей, сорта отличающиеся высокой урожайностью, но поражаемые головнёвыми болезнями;

- определить размеры потерь урожая связанного с явным и скрытым поражением растений возбудителем Ustilago nigra,

- провести шстожгаческие исследования характера развития патогена в растениях относящихся к сортам с различной степенью устойчивости к Ustilago nigra, а также выявить особенности развития головнёвого гриба в тканях растений при использовании иммунизаторов;

- изучить в лабораторных и полевых условиях возможность использования микроэлементов и регуляторов роста растений в повышении устойчивости ячменя к возбудителю Ustilago nigra;

- дать оценку эффеюивносш использования в борьбе с Ustilago rdgra новых препаратов, предназначенных для обработки семян.

Научная новизна. Изучены морфологические особенности паразитарной фазы базидиального гриба Ustilago nigra в тканях растений устойчивых и воотртшмчивых сортов ячменя. Оценена ишгеншвносгь развития мицелия возбудителя чёрной пыльной головни на поверхности колеоптиж, тканях основания первого листа, конуса нарастания. Выявлена возможность предварительной оценки поражения восприимчивьк к заболеванию сортов, исходя из анализа точек роста в начале фазы кущения. Установлена эффекб тивность подавления головни и эпифитошческих процессов болезни при использовании сортов, микроэлементов и протравителей.

Практическая ценность работы. Подтверждена возможность использования на ячмене методики расчёта общих потерь от головнёвого заболевания, проложенной АЕ. Чумаковым. ЕЬщежны сорта, устойчивые к чёрной пыльной головне, Карабалыксжий 1, Баган, Таловский 36, Вавилон 87, Донецкий 8, Длинный 213, и сорта, обешечивающие получение вькхжого урожая зерна в условиях Зауралья, Прерия, Прима, Одесский 135, Омский 86. Выявлена эффективность, в борьбе с чёрной пыльной головнёй ячменя, обработки семян комбинированными химическими препаратами берет, капранг 117 и 129, и замачивания семян в 0,1% растворах микроэлементов кобальта, никеля, меда, цинка. Использование более урожайных сортов, применение обработай семян изученными в работе препаратами на химической основе и микроэлементами позволяет повысить урожай зерна ячменя в условиях Курганской области на 2-3 ц/га, или на 10-15%.

Апробация работы. Основные положения работы доложены на научно-практических конференциях Свердловского НИИСХ (пос. Илок, 1992 год) и Курганской СХА (1991 - 1999 гг.).

Публикации. ГЪ материалам диссертации опубликовано 8 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 200 страницах машинописного текста, состоит из введения, пяти глав, выводов, приложений. Содержит 39 таблиц, 41 рисунок и 4 графика Список использованной литературы включает 202 наименования, в том числе 21 - иностранных авторов.

Заключение диссертации по теме «Защита растений», Усольцев, Юрий Александрович

Выводы

1. В результате проведённых исследований выявлены биоморфолошческие особенности головнёвого гриба Ustilago nigra, структура потерь урожая зерна по устойчивым и восприимчивым сортам, а также пути снижения этих потерь путём использования сортов, микроэлементов и препаратов для предпосевной обработки семян.

2. Проведённые шстолошческие исследования свидетельствуют о том, что питание гриба Ustilago nigra, находящегося на стадии промицелия и ди-кариотичеокого мицелия, имеет различия, что отражается на интенсивности образования базидиоспор и характере дикнриошчеокой юли. В среде» богатой питательными веществздш происходит интенсивное образование базидиоспор. При олиготрофных условиях процесс образования дикариотичесжого мицелия происходит за счёт образования мостиков между клетками одного промицелия, либо различных промицелиев, посредством шаровидных выростов.

3. Прорастание теяиоспор, последовательное формирование іфомицелия, базидиоспор и инфекционной гифы Ustilago nigra сопряжено с прорастанием семян ячменя и фазами развития растений.

4. Паибоже успешно инфекционный процесс осуществляется при локализации телиоспор на или вблизи колеоптиле - органа, ответственного за выход проростка на поверхность почвы В дальнейшем мицелий фотопатогена продвигается в направлении влагалищ прикорневых листьев и конуса нарастания, заражение которого щгоисходит в фазы третьего настоящего листа и кущения, что и обуславливает развитие соруса из тканей формирующего колоса

5. Использование сортов, устойчивых к возбудителю, сказывается на динамике инфекционного процесса. Ш устойчивых сортах ограничение развития патогена в тканях растений наминается с момента проникновения в ткани растений и продолжается в фазе выхода в трубку, когда возбудитель уже проник в ткани конуса нарастания. Проявление различий по распространению мицелия в конусах нарастания в фазе кущения на вооприимчивых к Ustilago nigra сортах служит основанием для их ранней диагностики на восхфиимчивосгь к данному патогену.

6. Оденка структуры потфь урожая зфна при поражении головнёвым возбущггеткм показывает, что дли восприимчивых сортов в большей степени характфны явные потфи, а для устойчивых - скрытые. Размф общих потфь при 4% проявлении головни на восприимчивых к возбудителю сортах Ильмен и Прфия составляет 9-10%, из них половина приходится на явнью. На устойчивых сортах Донецкий 8 и 1^линный 213 при 0,8% проявлении головни обпще потфи составляют 8%, из которых на явные приходится только лишь 0,8%.

7. Поражение ячменя чёрной пыльной головнёй оказывает существенное влияние на формирование основных элементов структуры урожая. Вставлено снижение под влиянием заболевания густоты продукшвного стеблестоя на 7-8% и снижения массы зфна на 2-3%.

8. Шибоже эффективным способом применения микроэлементов, позволяющим снизить поражение чёрной пыльной головнёй, является предпосевное замачивание семян в растворах солей никеля, меда, кобальта: снижение поражения растений ячменя головнёй, относительно контроля, составляет 70-75%. Использование солей цинка, молибдена, железа обеспечивает снижение поражения на 50%. Влияние микроэлементов на снижение проявления головни в посеве связано в большей степени с непо-федственным воздействием на возбудителя, поскольку наиболее яркое подавляющее воздействие наблюдается до внедрения патогена в ткани растений или в момент проникновения.

9. Внесение мивроэлементов в почву снижает проявление головнёвого заболевания в незначительной степени, но урожайность ячменя при этом существенно повышается.

10. Самую высокую эффекпжность в подавлении вшбущтеля чёрной пыльной головни показал препарат витавакс с нормой расхода при протравливании семян 3 кг/т. Средний показатель биологической эффективности препарата за четыре года составил 98,8%.

11. Препарат промет имеет низкую эффективность в подавлении возбудителя иэШ^о ш^в. Сред ний показатель биологической эффективности препарата за четыре года составил 61,7%. Комбинированные протравители семян типа Чкапранг" по эффекшвносш близки к витаваксу. Средний показатель биологической эффективности препаратов д анной группы за четыре год а составил 90-93%.

12. Использование биологических препаратов агат 25, гумат, крезацин в целях борьбы с головнёвой инфекцией ячменя является неэффективным.

13. Отмечено положительное влияние на урожайность ячменя протравливания семян сждующими препаратами: витавакс, промет, берет, гумат К Прибавка урожая зерна при использовании перечисленных препаратов за годы проведения исследований составляла 3-4 ц/га или 15-20%. Повышение урожая зерна при использовании препаратов для обработки семян достигается за счёт снижения поражения, повышения продуктивного стеблестоя и увеличения массы зерна.

150

Предложения производству

1. При наличии условий для развития эпифитотий чёрной пыльной головни рекомендуются для пржшческого использования сорта ярового ячменя: Целинный 213, ^рьковский 91, Донецкий 8, Кфабальжсжий 1, имеющих устойчивость к данному патогену. При отсутствии инфекции чёрной пыльной головни и в условиях незначительной раетросгршёености данной болезни рекомендуются сорта: Прфия, Прима, Одесский 135, Омский 86, отличающиеся стабильной, высокой урожайностью.

2. Для повышенияустойчивости растений ячменя к чёрной пыльной головне необходимо использовать микроэлементы кобальт, никель, меда, цинк. На семеноводческих посевах и при наличии небольших стенных партий применять их следует путём замачивания семян в 0,1% растворах сфнокислых солей в течение 4-6 часов. При отсутствии инфекции на семенах, а также на производственных посевах характфиэующихся большими площадями лучшим способом применения микроэлементов является внесение их в почву.

3. Для обеззараживания семенного матфиала от головнёвой инфекции и повышения урожайности ячменя рекомендуется использование наряду с витаваксом (3 кг/т) возможно использование препаратов с широким спектром действия бфета, капранга 117 и юапршга 129 с нормой расхода Зкг/т.

Список литературы диссертационного исследования кандидат сельскохозяйственных наук Усольцев, Юрий Александрович, 1999 год

1. Абрамов И.Н. Болезни сельскохозяйственных растений на Дальнем

2. Востоке. Хабаровск: Дальгаз, 1938. - 292 с.

3. Азбукина З.М., Онисимова З.Г. Болезни и вредагели кукурузы в

4. Цшморском крае и меры борьбы с ними. Влад ивосток: Промиз-дат, 1956. - 78 с.

5. Анисимов А.М. Устойчивость рассады капусты к ложно мучнистойросе в зависимости от условий питания //Тр. ^рьковского сельскохозяйственного їшстиіута им. В.В. Докучаева -Харьков, 1962.- Т. 38. с. 100-106.

6. Анспок П. И. Микроудобрения. Л.: Агропромиздат, 1990. - 272 с.

7. Баженова Н. М. О селекции мягкой пшеницы на устойчивость кпыльной головне //Селжция и семеноводство, 1953. -№5.

8. Беглярова Г.А., Смирнова А.А., Баталова Т.С. н др. Химическая ибиологическая защита растений. М: Колос, 1983. - 351 с.

9. Беккер З.Э. Физиология грибов и их пракшческое использование.- М: КЬлос, 1960. 263 с.

10. Берим Н.Г. Химическая защита растений. — Л.: Колос, 1972. 328 с.

11. Бондаренко Н.В. Биологическая защита растений. М: Агропромиздат, 1986.-248 с.

12. Бондарцев А. С, Божзни культурных растений и мфы борьбы с ними. М- Л., 1931. - 600 с.

13. Борисенко С. й. Влияние дополнительных удобрений и микроэлементов на устойчивость пшеницы и ячменя к болезням //Тр. Украинского НИИ растениеводства, сетшщи и генетики, Харьков, 1958. -№>1.

14. Борисоннк 3,Б. Яровой ячмень. М: Колос, 1974. - 254 с.

15. Брукер P.P. Загрязнение микроэлементами.//Химия окружающейсреды. М:Химия. - 1982. - с.371 - 413.

16. Буга С. Ф, Ф^талщиды и экономика //Защита растений, 1994. — №3.- с. 3-4.

17. Бурова Н.М., Алёхина В.Т. Опасность растёт //Защита растений,1994. №12. - с. 13-14.

18. Вавилов Н.И, Учение об иммунитете растений к инфекщюннымзаболеваниям примишгтельно к вопросам селекции //Теоретические основы селекции растений, М-Д 1935. - Т. 1. -с. 893-990.

19. Вальков В.Ф., Колесников С.И., Казеев К.Ц1. Влияние загрязнениятяжелыми металшми на фитотоксичностъ чернозема // Агрохимия. 1997. - №6. - с. 50-55

20. Вахмистров Д.Б., Мазель Ю.Я. ГЬглощшие и передвижение солейв клетках корня //Физиолопш корня. М: ВИНИТИ, 1973. - с. 164.

21. Велибекова Е.И., Котляров Г.Т. Заражённость семян ячменя пыльной головнёй и их посевные качества //Сежкция и семеноводство, 1981.- №3.-с. 34-35.

22. Владимирская М.Е,, Здрожевская С.Д, Критерии химютеской иммунизации сельскохозяйственных растений к болезням /Мжожгия и фитопатология, 1984. Т. 18. вып.4. - с. 316-322.

23. Власюк П.А. Изучение и использование микроэлементов в растениеводстве //К4шроэжмешы в обмене веществ растений. Киев, 1976. - с. 208.

24. Власюк П.А. Использование микроэлементов в сельском хозяйстве имедицине. Киев, 1963. - с. 6-21.

25. Гармаш Н,Ю. Влияние тяжелых металлов на величину и качествоурожая сельскохозяйственных культур: Автореферат дис. канд. биол наук. Новосибирск: ИЛА СО АН СССР, 1986. -16 с.

26. Гешеле Э.Э, Головня хлебных злаков и меры борьбы с ней. Омск,1952. -44 с.

27. Гешеле Э.Э. Основы фитоттологаческой оценки в селекции. — М1. Колос, 1964.-198 с.

28. Г ил ев С.Д, Результаты фавнительнык испьгганий химических ибиологических препаратов защиты растений /7№ука сельское хозяйству. - Курган: И ill "Зауралье" 1994. - с. 111-113.

29. Годнее Т.Н., Терентьев В.М. Применение медьсодержащих здобрений //Микроэлементы в сельском хозяйстве. Изд. АН Латв. ССР, 1956.-с. 135.

30. Гойман Э, Инфекционные болезни растений. М, 1954. - 608 с.

31. Горленко М.В. Краткий курс иммунитета растений к инфекционнымболезням. М Высшая школа, 1973. - 366 с.

32. Горленко М.В. О некоторых направлениях эволюции фитопатогенных грибов //Микология и фитопатология. 1995. - Т.29. - вып. 1. -с. 87-94.

33. Гребенчук Е.А. Взаимоотношения возбудителя мучнистой росыячменя с питающим растением //Тр. Хфысовского сельскохозяйственного института им. В.В. Докучаева. >&ръков, 1962. - Т.38. -с. 174-187.

34. Гусева H.H. Устойчивью к болезням сорта сельскохозяйственныхкультур в защите растений. М, 1978. - 49 с.

35. Гусева H.H. Использование устойчивых к болезням сортов сельскохозяйственных культур в интегрированной зашите растений //Шучные основы защиты растений. -М, 1984.-е. 105-108.

36. Гусева H.H. Пфшективы использования устойчивых сортов к болезням сортов //Экологические основы предотвращения потерь урожая от вредителей, болезней и сорняков. Л., 1986. - с. 32-36.

37. Гусева H.H., Кабалкина H.A. Устойчивые к болезням сорта в производство // Защита растений, 1987. К» 1. - с. 11-12, - № 9. -с. 22-23.

38. Доспехов Б, А. Методика полевого опыта. М: Агропромиздат, 1985.-351с.

39. Доценко A.A., Калинина Й.Г. Применение пестицидов в Омскойобласти //Защита растений от сорняков, вредителей и болезней:уч.-тех. бюлл ОО ВАСХНИЛ. Нэвооибирос: СибНФЮХ, 1990.- вып.3. с. 3-6.

40. Дуненко М.А. Развитие мицелия Шйа^ ш^а Тарке в тканях ячменя

41. Мжодагия и фитопатолюшя, 1975. Т. 9. - вып. 3. - с. 243-245.

42. Дьяков Ю.Т. Генетика взаимоотношений растений-хозяев и их паразитов //Генетика, 1977. Т. 13, - № 3. - с. 533-541.

43. Дьяков Ю.Т., Семёнова Й.Г., Успенская Г.Д. Общая фитопатология с основами иммунитета. М Колос, 1976. - '256 с.

44. Зубко И .Я., Соболевская А.И, Влияние факторов питания на физиолого-биохимические особенности возбудителя пыльной головни пшеницы //Вестник Хфысовского университета, 1979. № 189. -с. 98-101.

45. Ильин В.Б, Тяжелые металлы в почвах Западной Сибири. И Почвоведение. 1987. - №11. - с.87-94.

46. Ильин В. Б. Тяжелые металлы в системе почва растение.- Н:Н$жаД991.-151с

47. Ильин В.Б. Буферные свойства почвы и допустимый уровень еезагрязнения тяжелыми металлами.// Агрохимия. 1997. - №11.- с.65-70.

48. Ионии П.Ф. № пугайте пествдидами! //Зшщта растений, 1994.- № 12. с. 5-6.

49. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Мщюэлемешы в почвах и растениях М; Мир, 1989. - 439 с.

50. Калашников К.Я. Скрытые потери урожая зфна от головни // Весттис ропг /^™глппт»/»гпагттггчт} тип ч/тг 1(КО Ю л 1ЛО 1Т)илуляц х.?^?. — л ^ — С. 1Ц>-1

51. Кандыбин Н.В. Биопрепараты: теория и практика //Защита растений,1991. №1. - с. 10-12.

52. Каратыгин И. В. Строение патогена и ого развитие в тканях растений-хозяев как критерий устойчивости растений к грибной инфекции //Мжогошя и фитопатолошя, 1968. Т. 2. - вып. 5.- с.414-420.50.