НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ШЕНДРИК КАТЕРИНА МИКОЛАЇВНА
УДК 632.4: 632.937: 633.34
ЕТІОЛОГІЯ ТА ПАТОГЕНЕЗ КОРЕНЕВИХ ГНИЛЕЙ СОЇ,
БІОЛОГІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ЗАХОДІВ ОБМЕЖЕННЯ
ЇХ РОЗВИТКУ В ПІВНІЧНОМУ ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ
06.01.11 - фітопатологія
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата біологічних наук
Київ -2002
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Національному аграрному університеті Кабінету Міністрів України
Науковий керівник - доктор біологічних наук, професор, академік УААН
Кирик Микола Миколайович, заслужений діяч науки і техніки України, Національний аграрний університет,
завідувач кафедри фітопатології
Офіційні опоненти - доктор біологічних наук, професор
Слюсаренко Олександр Миколайович,
Одеський національний університет ім. І.І.Мечникова,
професор кафедри ботаніки
- кандидат біологічних наук
Ковбасенко Василь Михайлович,
Київська дослідна станція овочівництва і баштанництва УААН, завідувач відділу мікології і захисту рослин
Провідна установа – Уманська державна аграрна академія Міністерства аграрної політики України, кафедра захисту рослин, м.Умань
Захист відбудеться “20” вересня 2002 р. о 12 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.02 в 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, к. 41.
Автореферат розісланий “16” серпня 2002 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Менджул В.І.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Соя - одна з культур, розширення площ посівів якої в різних грунтово-кліматичних зонах дозволить вирішити проблему не тільки кормів у тваринництві, зокрема протеїну, а й джерела білка для харчової, медичної та інших галузей у народному господарстві. В насінні сої міститься до 55% білка, 27% жиру, 22-25% вуглеводів. Культура багата фосфатами, водорозчинними та жиророзчинними вітамінами (Горленко, 1959; Жуковська, 1997). Один гектар її посівів дає народному господарству понад 500 кг білка, що в 2,1 раза більше ніж зернові та в 1,8 раза - зернобобові (Majchrzak, 1987).
Однією з умов отримання високих і стабільних урожаїв сої є захист її від хвороб, особливо кореневих гнилей, які належать до найбільш шкодочинних і нерідко є причиною погіршення схожості насіння на 8-55%, загибелі сходів - до 37-43%, зниження врожаю - на 0,5-3,6 ц/га. В насінні уражених рослин знижується вміст жиру на 1,6-7%, білка - на 3,1-7% (Овчиннікова, 1971; Sinclair, 1975).
Розвиток кореневих гнилей сої залежить від агрокліматичних умов її вирощування, кількісного та якісного складу мікроміцетів у ґрунті, їх адаптованості та мінливості.
Істотне значення має і висів після кращих попередників інтенсивних сортів, стійких до загнивання в тому чи іншому регіоні. Тому визначення та уточнення видового складу як патогенних, так і супутніх видів мікроміцетів, що викликають розвиток кореневих гнилей у рослин сої, вивчення їх біологічних і патогенних властивостей, пошук способів зниження шкодочинності є досить актуальним.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась протягом 1996-2000 рр. на кафедрі фітопатології Національного аграрного університету згідно з тематичним планом (тема: “Вивчити етіологію і патогенез кореневих гнилей та інших хвороб зернобобових культур, вияснити біологічні особливості їх збудників”. Номер державної реєстрації - 0196 U 013079).
Мета і завдання досліджень. Метою роботи було визначення особливостей розвитку кореневих гнилей сої, видового складу збудників у Північному Лісостепу України, оцінка їх патогенних властивостей за різних умов вирощування та обґрунтування шляхів зниження шкодочинності хвороби. Для досягнення поставленої мети вирішували наступні завдання:
- вивчити поширення та розвиток кореневих гнилей сої в Лісостепу України;
- визначити та уточнити видовий склад збудників кореневих гнилей сої;
- дослідити зміну біологічних та патогенних властивостей найбільш шкодочинних збудників кореневих гнилей під впливом екологічних умов;
- визначити роль сорту в обмеженні розвитку кореневих гнилей;
- вияснити вплив попередників, як заходу, що коригує розвиток хвороби та процеси накопичення збудників у ґрунті;
- вивчити ефективність використання біологічних препаратів, як альтернативу хімічним протруйникам для захисту сої від ураження ґрунтовими патогенами;
- з’ясувати ефективність обробки насіння фунгіцидами в обмеженні розвитку гнилей;
- оцінити дію протруйників на домінуючі види збудників захворювання;
- розрахувати економічну ефективність використання хімічних та біологічних препаратів для захисту сої від ураження кореневими гнилями в Північному Лісостепу України.
Об’єкт досліджень. Збудники кореневих гнилей сої, стійкість сортів, попередники, гриби-антагоністи, біологічні та хімічні засоби захисту.
Предмет досліджень. Особливості розвитку збудників кореневих гнилей сої, їх патогенність, шкодочинність, стійкість сортів, біологічне обґрунтування захисних заходів.
Метод досліджень. Польові, вегетаційні та лабораторні досліди. Вивчення видового складу збудників гнилей. Оцінка стійкості сортів сої до кореневих гнилей, визначення впливу попередників, ефективності застосування біологічних та хімічних засобів захисту.
Наукова новизна одержаних результатів. Встановлено, що в умовах Північного Лісостепу України розвиток кореневих гнилей сої варіює в широких межах і залежить від агрокліматичних чинників.
Уточнено та доповнено видовий склад збудників кореневих гнилей в період вегетації сої. Серед патогенної мікобіоти хворих рослин домінували гриби роду Fusarium - 56,3%, менше виділялись мукорові - 17,1%, Penicillium - 13,2%, Cylindrocarpon - 7,7%, Alternaria - 7,8%, Rhizoctonia - 5,1%, Gliocladium - 6,8%, Pythium - 4,0%.
Досліджено співвідношення видів роду Fusarium у різні фази розвитку рослин. Протягом усього періоду онтогенезу сої найбільш поширеними були F.oxysporum Schlecht - 15,6%, F. culmorum (W.G.Sm.) Sacc. - 15,1%, F. sambucinum Fuck. var. minus Wr - 14,9%, менше - F. avenaceum (Fr) Sacc. - 8,8%.
Визначено патогенність основних збудників захворювання при різній температурі, вологості, кислотності середовища.
Вивчена стійкість районованих та перспективних сортів сої до кореневих гнилей у період вегетації.
З’ясовано антагоністичні взаємовідносини між грибами роду Trichoderma і домінуючими видами збудників гнилей (F. culmorum, F. sambucinum, F. solani, F.oxysporum, F. gibbosum, F. graminearum, F. moniliforme, F. avenaceum) in vitro.
Відмічено вибіркову дію біологічного препарату фітоспорин по відношенню до різних видів фузаріїв. Сильніше пригнічувався розвиток видів F. moniliforme, F.gibbosum, F. solani, менше - F. culmorum, F. oxysporum, F. avenaceum. Обробка ним насіння сої сприяла зниженню розвитку хвороби на 5,9%, і підвищенню біометричних показників та врожайності рослин більше ніж у 1,5 раза. Аналогічні результати отримані при використанні препарату агат-25К.
Досліджена ефективність застосування хімічних засобів (дивіденд т.к.с. - 2 л/т, вітавакс 200 ФФ в.с.к. – 2,5 л/т, роялфло в.с.к. – 1,5 л/т, фундазол з.п. - 2 кг/т, тачигарен з.п. - 6 кг/т, апрон з.п. - 4 кг/т ) для обробки насіння сої проти ураження кореневими гнилями. Найбільш ефективними виявились апрон (4 кг/т), тачигарен (6 кг/т) і дивіденд (2 л/т).
Практичне значення одержаних результатів. Вивчення видового складу та екологічних особливостей збудників кореневих гнилей сої, біологічне обґрунтування заходів, що обмежують розвиток хвороби, має важливе значення при розробці та вдосконаленні регіональних рекомендацій захисту культури.
Результати досліджень пройшли виробничу перевірку в агрофірмі “Вересень” Глобинського району Полтавської області на площі 15 га та ВАТ “Насіннєве” Кегичівського району Харківської області на площі 20 га. Застосування біологічного препарату агат-25К в агрофірмі “Вересень” зменшувало ураженість рослин кореневими гнилями у фазу першого трійчастого листа до 19,5%, тоді як на контролі цей показник був більшим майже вдвічі (36,7%). Урожайність насіння на цих варіантах становила відповідно 17,8 і 15,4 ц/га. Обробка насіння сої фунгіцидом вітавакс 200 ФФ у ВАТ “Насіннєве”, сприяла зниженню поширеності кореневих гнилей на 10,4%, підвищенню врожайності на 2,4 ц/га порівняно з контролем (19,7 ц/га).
Особистий внесок здобувача полягав у плануванні досліджень, проведенні експериментів, аналізі отриманих результатів, математичній обробці даних та підготовці матеріалів до друку.
Апробація результатів досліджень. Основні положення роботи викладені та обговорені на наукових конференціях професорсько-викладацького складу Національного аграрного університету (науково-практичні конференції, Київ, 1997, 1998, 1999) та Всеукраїнський конференції молодих учених - аграріїв (Київ, 2000 р.).
Публікації матеріалів дисертації. Результати досліджень за темою дисертації опубліковано в 6 наукових працях.
Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота викладена на 158 сторінках машинописного тексту, включає 43 таблиці, 12 графіків, 10 рисунків. Вона складається із вступу, 7 розділів, висновків і рекомендацій виробництву, списку літератури, що включає 295 найменувань, з яких 89 іноземних.
ЗМІСТ РОБОТИ
1. Огляд літератури
На основі узагальнених даних літератури висвітлено питання щодо поширення кореневих гнилей сої, їх етіології, стану вивчення біолого-екологічної характеристики збудників хвороби та заходів з обмеження її розвитку. Аналізується питання обробки насіння сої біологічними препаратами та фунгіцидами.
2. Місце, умови та методики проведення досліджень
Дослідження проводились на кафедрі фітопатології Національного аграрного університету (НАУ), Агрономічній дослідній станції НАУ (1996-2000 рр.), дослідному господарстві “Чабани” Інституту землеробства УААН (1999-2000 рр.) (Київська область), Уладово-Люлинецькій дослідно-селекційній станції (Вінницька область, 2000 р.) та Верхняцькій дослідно-селекційній станції (Черкаська область, 2000 р.).
Виробничу перевірку з визначення впливу передпосівної обробки насіння сої біологічним препаратом агат-25К та фунгіцидом вітавакс 200 ФФ, 34% в.с.к. проводили в агрофірмі "Вересень" Глобинського району Полтавської області та ВАТ “Насіннєве” Кегичівського району Харківської області.
Агрономічна дослідна станція НАУ (Агростанція НАУ) яка розташована в зоні нестійкого зволоження Північного Лісостепу України, характеризується помірно теплим кліматом. Грунт - чорнозем типовий (глибокий) малогумусний, крупнопилуватий середньо-суглинковий, характерний для Правобережного Лісостепу України (Дубровіна, Аксіом, 1974).
Експериментальна робота з вивчення кореневих гнилей сої включала візуальні обстеження посівів, проведення обліків розвитку хвороби в польових і вегетаційних дослідах, лабораторні дослідження щодо визначення патогенності збудників. Посіви обстежували та проводили обліки розвитку гнилей протягом усього періоду вегетації сої (у фази: сходів, першого трійчастого листка, бутонізації та наливу бобів). Для мікробіологічних досліджень використовували насіння сорту Київська 91. Енергію проростання, лабораторну та польову схожість визначали за ДСТУ 12-038-84 (1985). Інтенсивність ураження гнилями встановлювали за шкалою, викладеною в ”Методике выявления, учета и прогноза вредителей и болезней зернобобовых культур”, (1970).
Для ідентифікування видів грибів користувались визначниками В.Й. Білай (1977), М.М. Підоплічко (1972, 1977), Both (1971), K.H. Domsch (1980), М.А. Литвинова (1987). Вивчали патогенні ознаки грибів, вилучених з ризосфери сої, а також з ураженого насіння та проростків. Наявність серед збудників гнилей грибів роду Pythium визначали за методом Д.Л. Тверського (1955), Bennet (1971).
У досліді з вивченням впливу температури на ріст та розвиток міцелію фузаріїв і різоктонії чашки Петрі з чистою культурою грибів витримували при температурі 10, 15, 20, 25, 300С.
Визначення дії рН середовища на ріст грибів проводили у чашках Петрі, штучно створюючи рН - 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Вплив поживних середовищ на ріст міцелію грибів роду Fusarium вивчали на гороховому, кукурудзяному, вівсяному, картопляному агарі та середовищі Чапека. Радіальну швидкість росту збудників кореневих гнилей з’ясовували, користуючись формулою Д.Г.Звягінцева (1991).
При досліджені патогенності грибів використовували експрес-метод, оснований на висіві насіння, що проросло, на чисту культуру грибів (Запольська, 2000). Оцінку стійкості сортів до ураження найбільш поширеними видами фузаріїв проводили за методикою Фруенштайна і Роскотена (1979). Стійкість сої до кореневих гнилей вивчали на природному та штучному інфекційному фонах у вегетаційних і польових дослідах. Зараження ґрунту грибами роду Fusarium здійснювали шляхом внесення в нього інокулюму у вигляді міцеліально-спорової суспензії.
Фітотоксичну активність грибів визначали за методом О.О.Берестецького (1972). Вплив кореневих виділень рослин на ґрунтові патогени встановлювали за методикою Г.В. Грисенко, Є.Л. Дудки (1972).
Антагоністичну активність грибів роду Triсhoderma досліджували методом агарових блоків (Єгоров, 1965). Антагоністичні властивості гриба Triсhoderma кoningii Oud. вивчали на штамі Т-10, який отримали з Черкаської біолабораторії та T. кoningii Л-17 - з Харківського державного аграрного університету. Гриб T.lignorum був представлений штамом Т-3, який ми вилучили в 1997 р. з уражених рослин сої, вирощених в умовах Агростанції НАУ. Дослідження фунгіцидних властивостей препарату фітоспорин проводили методом радіальних та перпендикулярних штрихів (Єгоров, 1965).
Фунгістатичну активність фунгіцидів до ізолятів різних видів фузаріїв, проростання їх спор та росту міцелію вивчали за методиками М.М. Голишина (1970).
Ефективність дії біопрепаратів та фунгіцидів для обмеження розвитку кореневих гнилей сої вивчали шляхом постановки польових дослідів. За два тижні до сівби насіння обробляли препаратами: агат-25К, дивіденд т.к.с. – 2,5 л/т, вітавакс 200 ФФ в.с.к. - 2 л/т, роялфло в.с.к. – 1,5 л/т, фундазол з.п. -2 кг/т, тачигарен з.п. - 6 кг/т, апрон з.п. - 4 кг/т.
Біометричні та структурні показники врожаю насіння визначали за загальноприйнятими методиками. Математичну обробку отриманих даних проводили з використанням ПЕОМ методом дисперсійного та кореляційного аналізів (Доспехов, 1985).
3. Етіологія та патогенез кореневих гнилей сої
В останні роки в Україні спостерігається розширення ареалу вирощування сої, що в свою чергу супроводжується ураженістю посівів кореневими гнилями (табл. 1).
Таблиця 1
Розвиток кореневих гнилей сої в різних регіонах України
Господарство |
Рік | Сходи | 1-й трійчастий листок
уражено рослин, % | розвиток хвороби, % | уражено рослин, % | розвиток хвороби, %
Київська область
Агростанція НАУ, | 1996 | 36,7 | 11,7 | 33,2 | 14,7
Васильківській р-н | 1997 | 32,7 | 12,7 | 36,0 | 16,8
1998 | 36,9 | 15,2 | 25,6 | 9,3
1999 | 39,9 | 19,3 | 36,7 | 15,8
2000 | 36,3 | 21,6 | 33,9 | 35,9
Дослідне | 1999 | 33,2 | 17,7 | 34,9 | 14,1
господарство “Чабани” | 2000 | 29,6 | 17,1 | 30,1 | 19,3
Вінницька область
Уладово-Люлинецька ДСС, Калинівській р-н | 2000 | 32,9 | 20,7 | 27,5 | 20,9
Полтавська область
Агрофірма "Вересень", | 1999 | 13,6 | 15,5 | 24,1 | 19,8
Глобинський р-н | 2000 | 19,2 | 12,1 | 20,7 | 15,3
Харківська область
ВАТ “Насіннєве”, Кегичівський р-н | 2000 | 18,6 | 13,2 | 20,4 | 14,3
Черкаська область
Верхняцька ДСС, Христинівський р-н | 2000 | 21,0 | 11,3 | 26,3 | 14,3
Різниця в розповсюдженні захворювання перш за все пов’язана з відмінністю видового та кількісного складу ґрунтової біоти того чи іншого регіону (рис. 1).
Рис.1. Кількісний склад ґрунтових мікроміцетів
у період сходів у різних регіонах України
Дослідження шкодочинності кореневих гнилей показали, що навіть незначне ураження сої хворобою призводило до погіршення біометричних показників. Особливо негативно позначилося захворювання на утворенні бульбочок з азотфіксуючими бактеріями, за допомогою яких рослини мають здатність засвоювати атмосферний азот. Маса бульбочок знижувалась в середньому в 2,2-5,3 раза.
Розвиток кореневих гнилей сої починається дуже рано: від моменту проростання насіння і продовжується до періоду дозрівання його в дорослих рослин.
Ураженість сої кореневими гнилями в різні роки була неоднаковою, що зумовлено коливанням температури та надмірною кількістю або ж відсутністю опадів упродовж вегетаційного періоду.
На ураженість сходів сої гнилями істотно впливали опади в другій декаді травня (r = +0,78). Відмічено тісну кореляційну залежність між цим показником та розвитком гнилей. Так, у 1999 р. кількість опадів, протягом П декади перевищувала середню за роки досліджень (6,2 мм) у 4 рази. Тому розвиток гнилей на сходах у цьому році був вищим (39,9%) ніж в інші роки досліджень. Це пов’язано з активізацією збудників у ґрунті, зокрема видів Fusarium culmorum (W.G.Sm.) Sacc., F. solani (Mart.) App. et Wr., F. oxysporum Schlecht. Посилювався розвиток хвороби на сходах і при підвищенні температури на 6,40С у Ш декаді травня. Це в свою чергу активізувало види F. oxysporum , F. gibbosum App. et Wr. emerd Bilai, F. sambucinum Fuck. var. minus Wr. Виявлено тісну кореляційну залежність між розвитком гнилей та температурою в цей період (r = +0,89).
Шкодочинність кореневих гнилей особливо коливалась у різні фази розвитку рослин. Інтенсивніший розвиток хвороби спостерігався в період сходів та першого трійчастого листка в 1999 р., коли кількість уражених рослин у середньому сягала 38,3%, а ступінь розвитку – 17,6%; слабкіше - в 1997 р. - 34,4 та 14,8% відповідно. Поступово, в міру розвитку культури, спостерігалося зниження загнивання коренів і вже на період наливу бобів кількість хворих рослин зменшувалась майже в 2,7 раза.
Визначення комплексу мікроміцетів у ґрунті, інфекційного навантаження тим чи іншим патогеном свідчить про те, що ґрунти значно інфіковані різними видами грибів, одні з яких можуть бути типовими для них, а інші - випадковими. До типових у наших дослідженнях ми віднесли представників родів Fusarium, Penicillium, Alternaria, Gliocladium, мукорові гриби; до випадкових - Rhizoctonia, Thielaviopsis, Trichoderma.
На посівні якості насіння та розвиток хвороби на сходах сої суттєво впливала ґрунтова інфекція. Так, енергія проростання і лабораторна схожість у стерилізованому ґрунті були вищими порівняно зі звичайним на 20-28%, кількість уражених рослин збільшувалась в 1,5 раза, а розвиток хвороби - в 2,5 раза (рис.2).
Рис.2. Вплив ґрунтової інфекції на схожість насіння та
ураження рослин сої ( сорт Київська 91, Агростанція НАУ, 1996-1998 рр.)
Вивчення мікофлори уражених коренів показало, що впродовж вегетаційного періоду сої в складі збудників гнилі домінували фузарії (56,3%). У меншій кількості із уражених коренів вилучались гриби інших родів: Penicillium - 13,2%, Cylindrocarpon - 7,7%, Alternaria - 7,8%, Rhizoctonia - 5,1%, Pythium - 4,0%.
Найбільша кількість фузаріїв відмічена в інфікованих рослинах у фази розвитку сходів (60,3%) та першого трійчастого листка (66,9%). Сумісно з цими грибами у ряді випадків з кореневої системи вилучались представники роду Mucor (рис. 3).
Виявлені також темноколірні гриби - Alternaria, Thielaviopsis, Aspergillus. У 1996 р. їх було більше на сходах (28%), що обумовилось високою температурою (до 300С) на поверхні ґрунту.
У фазу розвитку першого трійчастого листка серед темноколірних видів на коренях сої превалював вид Thielaviopsis basicola (Zins) Scholten. За роки досліджень
ним було уражено до 11,2% рослин. Гриби-антагоністи з роду Trichoderma були вилучені з 5,7% рослин.
Б
Рис.3. Видовий склад фузаріїв, вилучених із уражених коренів сої у фази сходів (А) та першого трійчастого листка (Б)
З ураженої кореневої системи рослин сої ми вилучали також гриб Cylindrocarpon destryctans (Zins) Salten: в період бутонізації - в межах 12,7%, наливу бобів - 7,2%. Найбільша його кількість спостерігалася в 1997 р., який характеризувався відхиленням від середніх багаторічних показників кількості опадів у травні-червні-липні, що перевищувала норму майже в 2 рази.
Аналогічний склад збудників кореневих гнилей, за винятком грибів роду Pythium, був вилучений із уражених коренів сої, відібраних у господарстві Чабани.
На ранніх етапах онтогенезу сої серед збудників гнилей домінували гриби роду Fusarium. Порівняно з результатами досліджень, проведених в умовах Агростанції НАУ, у господарстві “Чабани” дещо менше спостерігалися ці патогени в період сходів (58,5%) та у фазі першого трійчастого листка (60,8%). Якщо на Агростанції НАУ за роки досліджень із кореневої системи хворих рослин був вилучений гриб Rhizoctonia solanі Kuhn (4,5%), то в даному випадку цим патогеном уражувались рослини в 2,3 раза частіше. В обох господарствах упродовж вегетаційного періоду рослин виділялись гриби роду Penicillium - від 9,5 до 16,8% та від 9,6 до 11,1% відповідно, які мають здатність підсилювати розвиток гнилі продуктами своєї життєдіяльності.
Ураховуючи те, що за роки досліджень у комплексі збудників кореневої гнилі сої превалювали фузарії, ми визначали частку кожного виду, який брав участь у патологічному процесі в різні фази онтогенезу рослин. Установлено, що серед фузаріїв упродовж вегетаційного періоду сої домінуючим був вид F. oxysporum, частка якого становила 15,6%. У меншій мірі вилучались види F. culmorum (15,1%) та F. sambucinum (14,9%). Найменше було F. moniliforme (8,7%).
Протягом різних фаз розвитку рослин змінювалось домінування видів фузаріїв. Серед збудників гнилі сходів сої більш поширеним був вид F. sambucinum, який вилучено з 16,8% рослин.
У фазу розвитку першого трійчастого листка превалювали види F. oxysporum Schleht (14,7%) та F. solani (Mart.) App. et Wr. (14,0%). Під час цвітіння з ураженої кореневої системи у 19% рослин вилучено F. oxysporum, у 16,7% - F. culmorum (W.G.Sm.) Sacc., а в період наливу бобів домінували види F. culmorum (15,8%), F.sambucinum Fuck var. minus Wr. (15,6%). Найменша частка в усі фази розвитку сої припадала на види F. avenaceum (Fr) Sacc. та F. moniliforme Shed (відповідно 8,8 і 8,7%).
Найбільш оптимальною для росту міцелію усіх видів фузаріїв - збудників кореневих гнилей сої була температура 20…250С. Виявлено диференціацію в наростанні міцелію в межах видів. Температурний фактор значно впливав також на патогенність збудників фузаріозної кореневої гнилі (табл.2).
Таблиця 2
Вплив температури на патогенність збудників кореневих гнилей сої
(1997-1999 рр.)
Темпе-
ратура, 0С | F.oxys-porum | F.cul-morum | F.sambu-cinum | F.gibbо-sum | F.monili-forme | F.solani | F.avena-ceum
Уражено проростків, %
10 | 60,9 | 70,0 | 80,0 | 60,0 | 60,0 | 68,2 | 55,6
15 | 89,0 | 100,0 | 88,9 | 77,8 | 72,7 | 66,4 | 50,0
20 | 92,1 | 95,0 | 89,0 | 76,1 | 75,0 | 80,0 | 52,0
25 | 100,0 | 90,0 | 90,1 | 80,2 | 80,0 | 100,0 | 100,0
Розвиток хвороби, %
10 | 41,0 | 32,5 | 30,0 | 38,9 | 35,0 | 35,0 | 37,5
15 | 56,3 | 87,5 | 47,2 | 45,0 | 68,8 | 22,7 | 18,2
20 | 68,1 | 100,0 | 68,2 | 56,8 | 26,7 | 37,5 | 30,6
25 | 72,1 | 55,0 | 65,0 | 60,0 | 38,6 | 53,1 | 60,0
Сильніше уражувалась соя (в середньому 97,5%) видом F. culmorum при температурі 15... 200С. У видів F. oxysporum, F. sambucinum, F. solani активний ріст міцелію та посилення патогенності спостерігались при температурі 20…250С.
Міцелій грибів F.avenaceum та F.moniliforme швидше розвивався майже при всіх температурах, проте патогенність у них проявлялась слабкіше, тобто кількість уражених проростків цими видами була меншою.
Установлено, що вилучений з уражених коренів гриб Rhizoctonia solani, був найбільш патогеним для проростків сої в межах температури 25...300С. Найбільша швидкість росту його (0,71 мм/годину) спостерігалась при температурі 300С, але такі температурні фактори не завжди супроводжують період розвитку сходів сої та першого трійчастого листка, що деякою мірою і стримує ураження культури цим збудником.
На швидкість росту міцелію збудників гнилей сої та їх патогенність впливало рН середовища. Оптимальним було середовище рН 6. Установлено, що патогенні види Fusarium та Rhizocnonia не тільки реагують на зміну рН, а й самі змінюють його. Після 5-ти днів вирощування всі види мікроміцетів в однаковій мірі підкислювали рН середовища (5,0). На 25-й день росту (тобто на період, що відповідає фазі розвитку 1-го трійчастого листка сої) сильніше змінювали рН види F.culmorum, F.oxysporum та R.solani.
Початковий ріст сої пригнічувався культуральною рідиною грибів фузаріїв не в однаковій мірі. Наявність у патогенів фітотоксинів негативно впливала на розвиток кореневої системи. Найбільша фітотоксична активність була видмічена у виду F. sambucinum (37%), дещо менша - у F. culmorum (25%) і найменша - у F.avenaceum (11,1%).
4. Стійкість районованих та перспективних сортів сої до
кореневих гнилей
На природному фоні (Агростанція НАУ) ураженість сортів сої гнилями становила в середньому 23,4% при ступені розвитку хвороби 11,8%, з коливанням у різні фази онтогенезу рослин і роки досліджень залежно від попередників та сортів.
Відмічено істотну різницю між ураженістю сортів у фазу сходів і першого трійчастого листка. В подальшому ці відміни дещо нівелюються. Найменш уразливим виявився сорт Київська 91, в якого кількість хворих рослин та ступінь розвитку хвороби в середньому становили 16,3 та 7,4% відповідно. До менш уражуваних у зоні станції слід віднести сорти Побужанка (18,3%) та Юг-30 (19,6%). Більш сприйнятливими були сорти Подільська 416 (29,3%) та Агат (28,6%), розповсюдження гнилей на яких перевищувало середньорічні показники на 25,2 та 20,9% відповідно. До сприйнятливих сортів можна віднести і Київську 451 (27,4%) та Ватра (26,3%).
Про деякі коливання уражуваності сортів у різних еколого-географічних районах свідчать результати досліджень, проведених на сорті Київська 91 (рис. 4).
5. Роль попередників в обмеженні розвитку кореневих гнилей сої
На розвиток гнилей кореневої системи сої та накопичення їх збудників попередні культури впливали неоднаково.
Рис.4. Ураженість сорту Київська 91 гнилями в різних
районах вирощування (1999-2000 рр.)
У таблиці 3 наводиться реакція сортів сої на ураження тим чи іншим видом фузаріїв.
Таблиця 3
Стійкість сортів сої до ураження збудниками фузаріозної кореневої гнилі
(1998-2000 рр.)
Сорти | Збудник хвороби | В серед-ньому
F.culmоrum | F.sambucinum | F.oxysporum | F.solani
Уражено рослин, %
Київська 91 | 63,2 | 61,1 | 59,1 | 40,5 | 55,9
Юг-30 | 53,8 | 60,0 | 53,2 | 41,1 | 52,0
Кам’янчанка | 66,7 | 69,2 | 64,1 | 46,9 | 61,7
Ватра | 76,2 | 77,4 | 71,3 | 49,1 | 68,5
Подільська 416 | 71,8 | 73,0 | 76,0 | 62,1 | 70,7
Розвиток хвороби, %
Київська 91 | 38,2 | 40,4 | 32,1 | 22,1 | 33,2
Юг-30 | 42,3 | 41,0 | 29,2 | 19,3 | 32,9
Кам’янчанка | 46,3 | 46,1 | 33,2 | 20,5 | 36,5
Ватра | 64,3 | 44,4 | 40,1 | 21,0 | 42,5
Подільська 416 | 51,3 | 50,1 | 39,1 | 38,1 | 44,7
Установлено істотну різницю між розвитком хвороби на посівах сої після цукрових буряків та інших попередників, а саме: ярового ріпака, кукурудзи, озимої
пшениці, однорічних трав.
Інтенсивний розвиток кореневих гнилей був відмічений на рослинах після озимої пшениці і однорічних трав. Розповсюдження хвориби становило відповідно 27,7 та 25,9%. Найменша кількість уражених рослин (7%) була зафіксована на ділянках, де сою висівали після цукрових буряків, що в 2-2,5 раза менше порівняно з іншими попередниками.
Якісний склад і кореневі виділеня рослин сої відіграють значну роль у формуванні та активності мікрофлори, в тому числі і патогенної, що спричинює розвиток кореневих гнилей. Це в свою чергу позначається на структурі врожаю даної культури.
Урожайність сої після попередника горох з вівсом виявилась нижчою на 0,8 ц/га порівняно з висівом після цукрових буряків. Ураженість рослин кореневими гнилями в даному варіанті була найбільшою на ранніх фазах онтогенезу (сходи, 1-й трійчастий листок). Під кінець вегетації розвиток хвороби зменшувався в 2,4 рази. Дещо сильніше захворювання проявилося в період наливу бобів після озимої пшениці, що призвело до зниження врожайності сої на 1,2 ц/га порівняно з таким попередником як цукрові буряки.
6. Біологічний захист сої від кореневих гнилей
Відмічена вибіркова дія біологічного препарату фітоспорин на ріст міцелію найбільш поширених збудників кореневих гнилей сої (рис. 5).
Рис.5. Вплив фітоспорину на ріст міцелію збудників кореневих гнилей сої
Найбільш чутливими до цього біологічного засобу були гриби F.moniliforme, F. gibbosum і F. solani. Як видно з даних наведених на рисунку 5, зона пригнічення росту їх міцелію становить відповідно 35, 30 і 27 мм. Менше пригнічувались види F.culmorum, F. avenaceum, F. oxysporum - відповідно 9, 15 і 18 мм. В цілому найбільше впливав препарат на збудників, які спричинювали розвиток гнилей у фазу сходів.
Обробка насіння препаратами агат-25К та фітоспорин зменшувала порівняно з контролем кількість уражених рослин та розвиток хвороби на сходах відповідно в 1,7 і 1,4 раза; у фазу першого трійчастого листка - в 1,7 і 1,8; цвітіння - в 2,0 і 1,6; наливу бобів - в 1,4 і 1,3 раза. Цe в свою чергу позитивно впливало на врожайність культури та її біометричні показники, а саме: збільшувалась кількість бобів на рослинах у 2-1,5 раза, кількість насінин з рослини - в 2,6-1,7 раза та маса насінин з однієї рослини - в 1,5 раза. Ефективність обробки насіння біопрепаратами доведена математично.
Для прискорення процесу знезараження ґрунту від збудників кореневих гнилей в нього вносили гриби-антагоністи з роду Trichoderma. Всі штами цих грибів позитивно впливали на польову схожість насіння, підвищуючи її в середньому на 24,7% порівняно з контролем. Найбільш ефективним проти кореневих гнилей сої виявився препарат триходермін, біологічна активність якого становила 29%. Упродовж усіх фаз онтогенезу сої відмічена істотна різниця між контрольним варіантом і дослідним, в якому вносили в грунт штам Л-17 (T. koningii) та триходермін.
Результати проведеного аналізу структури врожаю свідчать про те, що застосування грибів-антагоністів роду Trichoderma сприяє утворенню бобів на рослинах і підвищенню насіннєвої продуктивності сої.
7. Використання хімічних засобів для захисту сої від
кореневих гнилей
Різні фунгіциди неоднаково знезаражували насіння. Вільним від грибів залишалось насіння після застосування вінциту (2 л/т) і тачигарену (6 кг/т). У фазі сходів найменше соя уражувалась гнилями в тих варіантах, де насіння обробляли тачигареном та апроном - відповідно 20,8 та 21,0%. Найбільше рослин було охоплено хворобою при застосуванні роялфло (1,5 л/т) - 32,9% та фундазолу (2 кг/т) - 32,4%. Математично доказано, що на сходах розвиток хвороби суттєво коригувався обробкою насіння всіма препаратами, за винятком фундазолу. Спостерігалась також диференціація між дією самих препаратів. Ефективність їх впливу значно відрізнялась. Найбільша була в апрона - майже 50%, найменша - фундазолу 33%.
В цілому даний захід сприяв зниженню ураженості сходів кореневими гнилями в 1,6-2,2 раза за винятком обробки фундазолом, де розвиток хвороби зменшувався на 8%. У подальшому (фаза першого трійчастого листка та ін.) спостерігалася ефективніша дія від обробки тачигареном, тобто препарат захищав рослини від ураження ґрунтовими патогенами більш тривалий період.
У грибів відмічена різна чутливість до фунгіцидів. Найбільше затримували проростання спор апрон - 72-100% порівняно з вітаваксом 200 ФФ - 32-75% (рис. 6).
З урахуванням витрат на захист та збирання додаткового врожаю найвищий умовно чистий доход з 1 га посіву сої одержано у разі обробки насіння апроном, 35% з.п. - 230,8 грн., дивідендом, 3%т.к.с. - 147,7 грн., вінцитом, 5% к.с. - 106 грн.
Рис.6. Вплив фунгіцидів на проростання
конідій збудників кореневих гнилей сої (1997-1998 рр.)
ВИСНОВКИ
1. В умовах Північного Лісостепу України посівам сої завдається значна шкода від ураження збудниками кореневих гнилей. Протягом 1996-2000 рр. ураженість рослин становила: на сходах - 13,6-39,9%; у фазу першого трійчастого листка - 20,4-36,7%; цвітіння - 12,3-33,7%; наливу бобів - 11,1-31,5%. На хворих рослинах порівняно із здоровими формувалось менше бобів на 12-21%, маса 1000 насінин була нижча на 11,7-13,7 г.
2. Досліджено вплив метеорологічних умов на розвиток кореневих гнилей. Виявлено кореляційну залежність між розвитком хвороби та кількістю опадів, що випадали протягом другої декади травня (r = +0,78) і середньодобовою температурою третьої декади травня (r = +0,89).
3. Серед патогенної мікобіоти хворих рослин домінували гриби роду Fusarium - 56,3%, менше вилучались мукорові - 17,1%, Penicillium - 13,2%, Cylindrocarpon - 7,7%, Alternaria - 7,8%, Rhizoctonia - 5,1%, Gliocladium - 6,8%, Pythium - 4,0%.
4. Досліджено співвідношення видів роду Fusarium у різні фази розвитку рослин. Протягом усього періоду онтогенезу сої найбільш поширеними були F.oxysporum Schlecht - 15,6%, F. culmorum (W.G.Sm.) Sacc. - 15,1%, F. sambucinum Fuck. var. minus Wr - 14,9%, менше - F. avenaceum (Fr) Sacc. - 8,8%.
5. Визначено вплив фітотоксичної активності фузаріїв на розвиток кореневої системи сої. Найбільш фітотоксичним виявився F. sambucinum - 37%, дещо менше - F. culmorum - 25% і F. avenacеum - 11,1%.
6. Патогенні властивості збудника різоктоніозної кореневої гнилі (Rhizoctonia solanі Kuhn) інтенсивно проявляються при температурі 250С і вище та вологості ґрунту 60-80%. Проте такі умови рідко спостерігаються в період сходів та першого трійчастого листка, що стримує інтенсивний розвиток хвороби, спричиненої цим збудником.
7. Серед районованих і перспективних сортів сої імунних до кореневих гнилей не виявлено. До менш уражуваних у зоні Північного Лісостепу віднесені сорти Київська 91, Побужанка та Юг-30, розвиток хвороби на яких порівняно із сортами Ватра, Київська 451 та Кам’янчанка був нижчий у фазу сходів відповідно на 8,2; 9,3 і 7,1%.
8. На розвиток кореневих гнилей сої значно впливають її попередники. Найменше ураження рослин відмічено після цукрових буряків порівняно з такими попередниками, як яровий ріпак, кукурудза, озима пшениця, однорічні трави. Розвиток хвороби в цих варіантах був нижчий у фазу сходів відповідно на 3,6; 11,6; 11,7 і 17,8%; першого трійчастого листка - на 16,2; 5,0; 13,8 і 16,8%; цвітіння - на 11,2; 11,2; 11,2 і 0,5%; наливу бобів - на 2,2; 2,5; 4,8 і 0,7%.
9. У захисті сої від кореневих гнилей перспективним є застосування біологічних препаратів агат-25К (10 мл/т) і фітоспорин, що сприяє зниженню поширеності та розвитку хвороби порівняно з контролем відповідно на 13,3 і 5,6% та 12,9 і 5,0%, підвищенню польової схожості насіння - на 4,2 і 11,1%, урожайності - на 1,8 та 3,5 ц/га (у контролі - 16,3 ц/га ).
10. Більш активно пригнічував розвиток фузаріїв триходермін 1 і T. koningіi Oud. (штам Л-17). Зона відсутності росту міцелію різних видів Fusarium відповідно становила 15-35 і 15-26 мм. При внесенні в грунт цих біологічних засобів польова схожість насіння підвищувалась на 10,8-22,5%, ураженість рослин кореневими гнилями знижувалась у фазу сходів на 9,5 і 21,8%, першого трійчастого листка - на 6,2 і 17,5%, цвітіння - на 1,6 і 2,0%; продуктивність рослин зростала на 0,6 і 1,8 ц/га (при 16,4 ц/га у контролі).
11. Ефективним заходом захисту сходів сої від кореневих гнилей є передпосівна обробка насіння апроном (4 кг/т), тачигареном (6 кг/т) та дивідендом (2 л/т). Польова схожість насіння при цьому підвищується порівняно з контролем відповідно на 17,7; 15,1 і 14,5%; розвиток хвороби на сходах знижується на 13,3-13,6%, у фази першого трійчастого листка - на 12,2-13,1%, цвітіння - на 5,8-13,6%, наливу бобів - на 4,4-8,8%; урожайність зростає на 3,4; 2,4 і 2,2 ц/га.
РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ
Для зменшення недобору врожаю сої від ураження кореневими гнилями та поліпшення його якості в зоні Північного Лісостепу України доцільно:
- висівати сою переважно після цукрових буряків, що зменшує розвиток хвороби та сприяє підвищенню врожайності культури;
- використовувати для сівби сорти, що менше уражуються гнилями та характеризуються високою продуктивністю Київська 91, Юг-30, Подільська;
- рекомендувати Укрдержхімкомісії до реєстрації для обробки насіння сої проти кореневих гнилей біологічний препарат агат-25К (10 мл/т) та хімічні засоби захисту апрон (4 кг/т) і дивіденд (2 л/т).
-
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Шендрик К.М. Протруєння насіння сої для захисту її від кореневих гнилей //Науковий вісник: Зб наук. праць / НАУ. - К., 1996. - С. 34-38.
2. Антоненко О.Ф., Зібцев В.М., Шендрик К.М. Випробування стимулятора росту РРР фарбі золу на озимій пшениці, ярому ріпаку та сої //Науковий вісник: Зб наук. праць / НАУ. - К., 1998. - Вип.7. - С.72-77. (Особистий внесок здобувача 65%. Отримано експериментальні дані, проведено узагальнення матеріалу та сформовано висновки).
3. Шендрик К.М. Кореневі гнилі сої // Захист рослин. - 1999. - №8. - С.20.
4. Шендрик К.М. Захист кореневої системи сої // Захист рослин. - 2001. - №10. - С.16-17.
5. Шендрик К.М. Поширеність кореневих гнилей сої та ураженість ними районованих та перспективних сортів в Лісостепу України //Науковий вісник: Зб наук. праць / НАУ. –К., 2001. - Вип.40. – С. 120-122.
6. Шендрик К.М., Запольська Н.М. Вплив температури на розвиток кореневих гнилей // Цукрові буряки. - 2002. - №2. - С.16-17. (Особистий внесок здобувача 70%. Проведено узагальнення матеріалу, мікробіологічні дослідження та сформовано висновки).
7. Кирик М.М., Шендрик К.М. Гриби – збудники кореневої гнилі сої в лісостеповій зоні України //Український ботанічний журнал. – 2002. Т. 59, вип 4. – С. 437-440. (Особистий внесок здобувача 60%. Проведено узагальнення матеріалу, мікробіологічні дослідження та сформовано висновки).
Шендрик К.М. Етіологія та патогенез кореневих гнилей сої, біологічне обгрунтування заходів обмеження їх розвитку в Північному Лісостепу України - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 06.01.11 - фітопатологія. Національний аграрний університет, Київ, 2002.
Дисертація присвячена вивченню етіології та патогенезу кореневих гнилей сої та заходів обмеження їх розвитку. Визначено видовий склад збудників хвороби в Північному Лісостепу України. Встановлено, що серед патогенної мікобіоти хворих рослин домінували гриби роду Fusarium - 56,3%, менше виділялись мукорові - 17,1%, Penicillium - 13,2%, Cylindrocarpon - 7,7%, Alternaria - 7,8%, Rhizoctonia - 5,1%, Gliocladium. - 6,8%, Pythium -
