НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ПІКОВСЬКИЙ МИРОСЛАВ ЙОСИПОВИЧ

УДК 632.4:581.5:616-02:635.654

ЕКОЛОГО-БІОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ BOTRYTIS CINEREA PERS.,

ЙОГО РОЛЬ В ЕТІОЛОГІЇ І ПАТОГЕНЕЗІ СІРОЇ ГНИЛІ ГОРОХУ

06.01.11 – фітопатологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Київ – 2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Національному аграрному університеті Кабінету Міністрів України.

Науковий керівник – доктор біологічних наук, академік УААН, професор,

заслужений діяч науки і техніки України

Кирик Микола Миколайович,

Національний аграрний університет,

завідувач кафедри фітопатології.

Офіційні опоненти : доктор біологічних наук

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 – Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України,

відділ мікології, м. Київ.

Захист відбудеться “-” лютого 2003 р. о 10 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, ауд. 65.

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

Автореферат розісланий “27” січня 2003 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Менджул В.І.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Горох є основною зернобобовою культурою в Україні. Зерно його відзначається великим вмістом білка, який має цінні амінокислоти, різні мінеральні солі (калій, фосфор, магній), а також вітаміни, що сприяють повноцінному його засвоюванню і є важливою складовою частиною харчування людей, а також кормом для сільськогосподарських тварин (Антоний, 1980). Вирощування гороху веде до поліпшення родючості грунту завдяки властивості звязувати атмосферний азот. Однак реалізувати повною мірою потенціал його врожайності перешкоджають різні хвороби. Однією з найнебезпечніших хвороб гороху в багатьох країнах є сіра гниль (Котова, 1965; Sode, 1971; Claude, 1985; Van Emden, 1988), яку викликає факультативний паразит Botrytis cinerea Pers. (Пидопличко, 1977). Крім гороху, цей патоген може розвиватися на багатьох культурних та дикорослих рослинах із різних ботанічних родин (Гойман, 1954; Рудаков, 1959). Саме ця особливість забезпечує постійну наявність інфекційного початку в районах вирощування гороху – при сприятливих екологічних умовах відбувається інфікування рослин. Шкодочинність сірої гнилі коливається за роками і залежить від погодних умов (Погорецкий, 1986).

Водночас на Україні, як і в інших країнах світу, де культивується горох, сіра гниль є маловивченою хворобою. В літературі зустрічаються лише фрагментарні повідомлення про спалахи захворювання в окремі вегетаційні періоди в різних регіонах. Залишаються невивченими біологічні та екологічні особливості збудника, не розкрита етіологія хвороби та умови, що сприяють виникненню епіфітотій, відсутні відомості про уражуваність сірою гниллю різних сортів гороху, не розроблені заходи щодо обмеження її шкодочинності.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проводили згідно з тематичним планом кафедри фітопатології Національного аграрного університету (тема: “Екологічне обгрунтування заходів профілактики і обмеження розвитку найбільш поширених і шкідливих хвороб зернобобових культур”. Номер державної реєстрації – 0101U003624).

Мета і задачі дослідження. Метою роботи було вивчення біологічних та екологічних особливостей збудника сірої гнилі гороху – Botrytis cinerea Pers. Для досягнення поставленої мети вирішували наступні задачі:

– встановити діагностичні ознаки сірої гнилі гороху;

– визначити поширеність та шкодочинність хвороби;

– дослідити вплив екологічних факторів на біологічні особливості збудника сірої гнилі;

– визначити характер взаємовідносин B. cinerea з іншими представниками мікобіоти гороху;

– вивчити біологічний цикл розвитку патогена на рослинах гороху;

– виявити чинники, які впливають на розвиток хвороби;

– оцінити сорти гороху щодо їх уражуваності збудником сірої гнилі;

– вивчити біологічну ефективність фунгіцидів у зниженні розвитку хвороби.

Об’єкт дослідження. Збудник сірої гнилі гороху, представники мікобіоти, гриби-антагоністи, районовані та перспективні сорти гороху, хімічні засоби захисту.

Предмет дослідження. Екологічні та біологічні особливості збудника сірої гнилі гороху (B. cinerea), фактори, що впливають на розвиток хвороби, уражуваність сортів та заходи з обмеження шкодочинності.

Методи дослідження. Мікологічний – для вилучення збудника сірої гнилі та інших мікроміцетів, вивчення впливу екологічних факторів на життєві стадії B. cinerea, дослідження біології патогена, вияснення характеру взаємовідносин із представниками мікобіоти рослин гороху. Фітопатологічний – для дослідження динаміки розвитку захворювання залежно від екологічних умов, з’ясування стійкості сортів та визначення біологічної ефективності застосування засобів захисту. Математично-статистичний – для оцінки достовірності отриманих результатів та встановлення кореляційних зв’язків.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше в Україні вивчено розвиток сірої гнилі на рослинах гороху. Проведено моніторинг поширення хвороби, досліджено особливості її прояву при зміні екологічних умов у зоні Лісостепу України.

З’ясовано вплив екологічних факторів на життєві стадії B. cinerea. Встановлено оптимальні та кардинальні температури для росту міцелію (відповідно 20-25 °С та 3 і 32 °С), формування склероціїв (20 °С; 3 та 25 °С), проростання конідій (20 °С та 3 і 28 °С). Вперше визначено роль відносної вологості повітря в утворенні склероціїв B. cinerea та встановлено діапазон, при якому цей процес відбувається (90-100 %). Вияснено вплив рівня рН на ріст гриба та проростання інфекційних структур. Показано інгібуючу дію світла на диференціацію проростків конідій.

Виявлена здатність B. cinerea утворювати під дією екологічних умов хламідоспори, розмір яких становить 6,9-7,2 мкм у діаметрі. Вперше відмічено міцеліальний термінальний тип їх формування у вигляді ланцюжків.

Досліджено особливості взаємодії B. cinerea з іншими представниками мікофлори гороху: Fusarium graminearum Schwabe, F. lateritium Nees, F. oxysporum Schltdl. та F. semitectum Berk & Ravenel; Ascochyta pisi Lib. та A. рinodes Jon.; Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary; Alternaria tenuis Nees; Cladosporium herbarum (Pers.) Link; Aspergillus niger Tiegh.; Mucor mucedo P. Micheli ex St.-Amans; Penicillium cyclopium Westling та P. expansum Link. Установлено антагоністичні взаємовідносини при сумісному культивуванні збудника сірої гнилі із грибами S. sclerotiorum (Lib.) de Bary та A. pisi Lib. Водночас виявлено високу конкурентноздатність гриба щодо колонізації живильного субстрату порівняно з іншими компонентами мікосинузії.

Вивчено етіологію хвороби на рослинах гороху. Вперше експериментально доведено явище прискореного розвитку гриба B. cinerea на ділянках тканин, уражених збудниками інших мікозів, що відображається у скороченні періоду розвитку патогена на 1-4 доби.

З’ясовано антагоністичну активність грибів із роду Trichoderma Pers. (T. lignorum (Tode) Harz, T. viride Pers. та T. koningii Oudem.) щодо міцелію, конідій та склероціїв B. cinerea.

Вивчено біологічну ефективність фунгіцидів в обмеженні розвитку хвороби в період вегетації. Найбільш ефективним виявився фундазол, 50 % з. п. (1кг/га).

На результати досліджень екології B. cinerea рішенням Державного департаменту інтелектуальної власності видано деклараційний патент на винахід (№ 50543, Бюл. № 10, 2002).

Практичне значення одержаних результатів. Результати вивчення симптомів сірої гнилі на рослинах гороху та її шкодочинності дозволяють більш достовірно проводити діагностику хвороби та оцінювати спричинені нею економічні втрати.

Дослідження екологічних та біологічних особливостей B. cinerea мають важливе значення для прогнозування епідеміології хвороби та розробки заходів щодо обмеження її поширення.

Вирощування менш уражуваних сортів гороху Люлінецький короткостебловий, Харківський 320, Орендатор та Комет дозволить підвищити ефективність захисних заходів.

Обробка посівів гороху фунгіцидом фундазол (1 кг/га) у виробничих умовах СТОВ “Дружба” Жашківського району Черкаської області сприяла зниженню поширення хвороби на 18,5 %, її розвитку – на 6,9 %, підвищенню врожайності – на 3,5 ц/га (у контролі – відповідно, 24 %, 8 % і 15 ц/га).

Особистий внесок здобувача. Експериментальні дослідження, аналіз одержаних результатів та їх узагальнення виконані здобувачем особисто.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень було апробовано на IX Міжнародній науковій конференції студентів, аспірантів та молодих учених з фундаментальних наук “Ломоносов-2002” в Московському державному університеті ім. М.В. Ломоносова (м. Москва, 9-12 квітня 2002 р.); Першому з’їзді мікологів Росії (м. Москва, 11-13 квітня 2002 р.); 6-й пущинській школі-конференції “Биология – наука ХХI века” в Пущинському науковому центрі Російської Академії наук (м. Пущино, 20-24 травня 2002 р.); засіданні секції мікології та фітопатології Українського ботанічного товариства в Інституті ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України (м. Київ, 28 березня 2002 р.); Першій Всеукраїнській конференції молодих вчених-аграріїв “Роль молодих вчених в реформуванні аграрного сектора економіки України” в Національному аграрному університеті (м. Київ, 15-16 березня 2001); Всеукраїнській конференції молодих вчених “Засади сталого розвитку аграрної галузі” в Інституті агроекології та біотехнології УААН (м. Київ, 28-30 жовтня 2002 р.); конференціях науково-педагогічних працівників, наукових співробітників та аспірантів факультету захисту рослин НАУ (м. Київ, 1998, 1999, 2000, 2001 рр.).

Публікації. За темою дисертаційної роботи опубліковано 11 наукових праць, з них: 4 статті – у наукових журналах, 4 – у збірниках наукових праць, 3 – в тезах наукових конференцій.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 189 сторінці машинописного тексту, включає 29 таблиць, 58 рисунків (з них 28 фотографій). Вона складається із вступу, 12 розділів, висновків, 7 додатків. Список використаної літератури налічує 378 найменування, із яких 193 іноземною мовою.

ЗМІСТ РОБОТИ

Огляд літератури

Висвітлено питання щодо поширеності сірої гнилі рослин та відмічено культури, на яких хвороба в умовах України розвивається епіфітотійно. В ході аналізу показано, що збудник сірої гнилі – B. cinerea характеризується високою внутрішньовидовою та штамовою відмінністю, а дані щодо його екології і біології досить різноманітні та суперечливі. Питання розвитку гриба на рослинах гороху є невивченими. Не розроблені також заходи обмеження шкодочинності хвороби. Виходячи з аналітичного огляду, обгрунтовано напрями досліджень.

Умови та методики проведення досліджень

Дослідження проводились на кафедрі фітопатології Національного аграрного університету (НАУ), Агрономічній дослідній станції НАУ (1998-2001 рр.), науково-дослідному центрі ,,Сорт” Київської області (2000-2001 рр.) та Подільській дослідній станції Тернопільської області (2000-2001 рр.).

Кліматичні умови зони проведення досліджень є сприятливими для вирощування гороху. В роки досліджень вони були неоднаковими і характеризувалися певними особливостями.

Агрономічна дослідна станція НАУ (АДС НАУ) розташована в зоні Північного Лісостепу України, характеризується помірно теплим та вологим кліматом (Куций, 1985). Грунт дослідної ділянки – чорнозем глибокий малогумусний, грубопилуватий легкосуглинистого механічного складу (Дубровіна, Аксьом, 1974).

При визначенні симптомів сірої гнилі гороху використовували уражений рослинний матеріал, зібраний у природних умовах; у ряді випадків здійснювали також його інокуляцію збудником хвороби in vivo.

Шкодочинність сірої гнилі визначали шляхом відбору модельних рослин у польових умовах, регулярно спостерігали за ними, відмічали час ураження окремих органів та розвиток хвороби. Біометричні аналізи уражених B. cinerea рослин та визначення впливу хвороби на посівні якості насіння проводили в лабораторних умовах.

Поширення та ступінь розвитку сірої гнилі на сортах гороху визначали у фазу цвітіння на наливу бобів за методикою, розробленою М.М. Кириком (1990). Вилучення B. cinerea та інших грибів здійснювали за методиками, наведеними у роботах І.О. Дудки, І.О. Елланської, В.Й. Білай та ін. (1982). У процесі ідентифікації мікроміцетів використовували визначник Н.М. Підоплічко (1977; 1977; 1978). Їх морфологію вивчали з використанням світлового мікроскопа.

Вплив екологічних факторів на життєві стадії B. cinerea вивчали за методиками, наведеними у працях E.-E.M. Taha, M.M. Sharabash (1959), P.W. Winston, D.H. Bates (1960), Е.І. Бурцевої, Я.Г. Оголевец (1968), М.А. Кубліцької, Н.А. Рябцевої (1972) та Н.М. Жданової, А.І. Василевської (1982).

Для дослідження особливостей формування мікроконідій, хламідоспор та мікросклероціїв B. cinerea здійснювали моделювання стресових умов, що сприяли виникненню цих структур. Вивчення морфології останніх та відповідні вимірювання і фотографування об’єктів виконували з використанням мікроскопа “Люміпан”, окулярного мікрометра МОВ-1-15х та мікрофотонасадки МФН-12.

Взаємодію B. cinerea та ізольованих із рослин гороху інших грибів вивчали in vitro при сумісному попарному вирощуванні. Типи взаємовідносин встановлювали керуючись класифікацію Т.В. Пестинської (1958). Характер взаємодії збудника сірої гнилі гороху з ізолятами B. cinerea, вилученими з інших рослин-господарів, оцінювали згідно з положеннями, наведеними у праці Ю.А. Чікіна та О.М. Ліхачова (1997).

Вплив екологічних факторів на розвиток сірої гнилі гороху досліджували за методиками, наведеними у книзі “Методы определения болезней и вредителей сельскохозяйственных растений” (1987). Для збереження частин рослин використовували розчин бензамідазолу.

Ефективність дії фунгіцидів для обмеження розвитку сірої гнилі гороху вивчали шляхом постановки польових дослідів.

Статистичний аналіз експериментальних даних здійснювали за методиками Б.А. Доспєхова (1985).

Діагностичні ознаки сірої гнилі гороху

Згідно з нашими спостереженнями перші ознаки сірої гнилі на рослинах гороху з’являються у фазу цвітіння на квітках та молодих зав’язях. Хвороба в цей час має короткий інкубаційний період і протікає досить швидко, особливо, коли цвітіння відбувається в умовах підвищеної вологості повітря. Уражені квітки покриваються спороношенням гриба і обпадають. У засушливих умовах вони мають коричневе забарвлення й тривалий час знаходяться на рослині.

На листках хвороба проявляється у вигляді буро-зелених мокрих плям, які можуть випадати. За умов дефіциту атмосферних опадів місця уражень набувають коричневого відтінку, розтріскуються. Спороношення при цьому відсутнє.

Ознаки прояву сірої гнилі на бобах помітні перш за все біля їх основи або з верхівки (в місцях прикріплення залишків елементів квітки). Уражені ділянки часто бувають локалізовані та мають вигляд буруватих виразок.

Утворення склероціїв патогена відмічено на уражених стеблах, плодоносах і бобах. Їх розмір варіює в межах 1-5 мм у діаметрі. На стеблах склероції дещо витягнуті, в той час як на бобах у більшості округлі.

Виявлені нами ознаки сірої гнилі гороху в природних умовах є досить розповсюдженими, тому їх важливо враховувати при діагностиці хвороби, визначенні її поширення та розвитку.

Поширення та шкодочинність сірої гнилі гороху

Результати фітопатологічного обстеження посівів гороху в районах проведення досліджень у вегетаційні періоди 1999-2001 рр. засвідчили про значну розповсюдженість сірої гнилі. Так, у 1999 році поширення хвороби у фазу цвітіння на Агростанції НАУ становило 15 %, під час наливу бобів – 11,6 %. У 2000 р. цей показник у різні фази розвитку гороху був у межах від 15 до 27 % . Максимального поширення сіра гниль набула у вегетаційний період 2001 року: у фазу цвітіння ураженими були 35 % рослин, під час наливу бобів – 45 %.

Вперше виявлена здатність патогена значно уражувати квітки гороху. Навіть у роки з несприятливими метеорологічними умовами для розвитку хвороби ураження цих генеративних органів становило 14,7-19,44 %.

У другій половині вегетації гороху сіра гниль розвивається на стеблах і плодоносах, викликаючи їх надламування та відмирання, що значною мірою негативно відображається на продуктивності рослин. Так, маса насіння з однієї рослини знижується відповідно на 27,6 та 44,9 %. Досить помітний негативний вплив на врожай зерна гороху справляє хвороба навіть під час ураження бобів у період дозрівання. Так, маса 1000 насінин при ступені ураження боба 10 % зменшується на 39,2 г порівняно з масою насіння зі здорових бобів (рис. 1). Збільшення площі ураження призводить до зростання втрати маси. При сильному ураженні бобів (90 %) маса 1000 насінин становить лише 82,1 г.

Навіть слабке ураження бобів супроводжується інфікуванням половини їх насіння. Енергія проростання останнього знижується на 20,5 %, а лабораторна схожість – на 24,8 %. Сильне ураження бобів призводить до повної втрати насінням посівних якостей.

Екологічний моніторинг розвитку сірої гнилі

Як засвідчили результати досліджень, екологічні фактори значно впливають на процеси розвитку сірої гнилі як in vitro, так in vivo. Тривалість її інкубаційного періоду та періоду розвитку патогена суттєво залежать від температурних умов. Швидше патологічний процес протікає за температури повітря 20 °С (рис. 2), при якій перші симптоми хвороби з’являються на 5-ту добу після інокуляції рослин. Через 7 діб збудник починає формувати конідіальне спороношення. Підвищення температури повітря до 25 °С дещо уповільнює протікання хвороби – інкубаційний її період триває 6, а період розвитку патогена – 8 днів. Зниження температурних умов до 15 та 10 °С ще більшою мірою інгібує процес патогенезу: симптоми сірої гнилі на листках гороху помітні відповідно на 7-й та 15-й день, а період розвитку її збудника триває 11-21 день.

B. cinerea є досить вимогливим до умов вологості. Саме наявність краплинно-рідинної вологи є вирішальним аргументом для інфікування рослин. У наших дослідженнях перебування спор B. cinerea в краплині рідини на поверхні рослини протягом 10 годин не забезпечувало проникнення патогена в клітини тканин. Для інфікування рослин гороху необхідна тривалість знаходження інфекційного матеріалу в краплинно-рідинному середовищі не менше 15 годин.

У результаті аналізу метеорологічних показників за вегетаційні періоди гороху протягом 1999-2001 рр. встановлено взаємозв’язок між поширенням сірої гнилі та основними екологічними факторами, про що свідчать результати кореляційного аналізу. Так, з’явлення хвороби у першій декаді червня відбувається в умовах пониженої температури повітря (r = –0,98), значної кількості атмосферних опадів (r = 0,84) та зростання відносної вологості повітря (r= 0,94). Відмічено тісний кореляційний зв’язок між ГТК та поширенням хвороби (r = 0,85). Тенденція тісної залежності розвитку сірої гнилі гороху від температури, опадів та вологості повітря спостерігається і в подальшому (під час вегетації рослин).

Вплив екологічних факторів на життєві стадії Botrytis cinerea Pers. – збудника сірої гнилі гороху

Відомо, що одним з головних екологічних факторів, який значною мірою регулює процеси росту грибів, є температура. Наші дослідження засвідчили, що збудник сірої гнилі гороху досить пластичний щодо температурного фактора. Вегетативний ріст гриба спостерігається при температурі 3-32 °С. Спороношення відбувається за температури від 5 до 30 °С. Склероції формуються в умовах від 3 до 25 °С. Конідії здатні проростати в діапазоні 3-28 °С.

Лімітуючим фактором стосовно життєвих структур B. cinerea є відносна вологість повітря. Так, вегетативний ріст B. cinerea відбувається при вологості повітря в межах 80-100 %. Вологість повітря 80 % є кардинальною межею, що забезпечує ріст гриба. Підвищення цього показника до 97,5 % призводить до зростання швидкості даного процесу, а подальше збільшення до 99 та 100% дещо уповільнює його ріст. Оптимальною відносною вологістю для вегетативного росту міцелію є 97,5 %. Водночас, якщо вегетативний ріст гриба може відбуватися в діапазоні відносної вологості повітря 80-100 %, то згідно з нашими спостереженнями, межі для генеративного його розвитку є значно вужчими (табл. 1). Хоча вологість 80 % і забезпечує міцеліальний ріст, проте формування

Таблиця 1 – Вплив вологості повітря на формування генеративних

структур B. cinerea

Вологість повітря, за якої відбувався ріст міцелію, % | Наявність конідіального спороношення | Формування інших структур

80,0 | 0 | Відсутні

86,0 | 0 | Хламідоспори

90,0 | 0 | Склероції, мікросклероції

97,5 | + | Те ж

99,0 | +

100,0 | + | “

Примітка. 0 – конідії відсутні; + – наявність конідій

спороношення за таких умов не відбувається. Конідійне спороношення не утворюється при 86 % вологості, однак у даному випадку формуються хламідоспори. Конідії відсутні також за умов вологості 90 %, у той же час у даному варіанті спостерігається незначна кількість склероціїв та мікросклероціїв. Конідійне спороношення формується тільки за умов вологості 97,5-100 %, при цьому утворюються також склероції та мікросклероції.

Згідно з нашими спостереженнями, B. cinerea здатний формувати склероції у досить вузькому діапазоні вологості повітря – 90-100 %. В умовах 86 % вологості процес диференціації склероціальної стадії не відбувається. Максимальна кількість склероціїв утворюється при 99 % відносної вологості повітря. Вологість повітря 90% забезпечує найменшу їх кількість та є нижньою кардинальною межею.

Конідії B. cinerea здатні проростати при відносній вологості повітря 90-100 % (рис. 3). При вологості 86 % утворення ростків спор не відбувається. Перші пророслі конідії з’являються після 12 годин інкубації у варіантах із вологістю 96 та 100 %. Найбільш енергійно проростання конідій проходить при 100 % вологості, де після 48 годин пророслими було 95 % спор, тоді як за умов 96 % цей показник становив 51,3 %. Зниження відносної вологості повітря до 90 % забезпечувало початок проростання конідій тільки після 48 годин, однак їх кількість була незначною – не перевищувала 6 %.

Як засвідчують результати наших досліджень, на вегетативний ріст міцелію B. cinerea неоднозначно впливає світло. Так, у варіанті із постійним освітленням спостерігається уповільнення росту грибниці порівняно із затемненням. Одночасно при чергуванні темноти та освітлення (12/12 годин) відбувається стимулювання росту гриба. Постійне освітлення абсолютно інгібує формування конідіального спороношення.

Конідії B. cinerea найкраще проростали в краплині рідини, що містить у собі стимулюючі речовини (розчин сахарози, сік рослин гороху). У дощовій воді за період спостереження пророслих було лише 1,3 % конідій. Дистильована вода не сприяє проростанню спор B. cinerea.

Інфекційні структури B. cinerea здатні тривалий час зберігати життєздатність. У наших дослідженнях при збільшенні тривалості зберігання конідій збудника сірої гнилі гороху in vitro кількість життєздатних зменшувалась (рис. 4). Так, після 48 годин інкубації серед конідій одномісячного терміну зберігання пророслих було 90,6 %, після 3-х місяців – 59,3 %. У подальшому тенденція до втрати схожості конідій зростала ще більше. Серед конідій, що зберігалися 15 місяців, пророслих було лише 8,6 %. Через 20 місяців вони повністю втрачали здатність проростати.

Збільшення тривалості зберігання склероціїв in vitro також призводило до значного зменшення кількості пророслих. Так, після 9 місяців зберігання 56,2 % склероціїв втратили здатність проростати порівняно із 2 місячними. Через 18 місяців здатними до репродукції були тільки 5 %, через 21 місяць вони повністю втрачали схожість.

Біологічні особливості збудника сірої гнилі гороху

Відомо, що B. cinerea формує ряд життєвих форм – міцелій, конідії, склероції, а також в окремих випадках сумчасте спороношення. В результаті наших досліджень виявлена здатність гриба продукувати також мікроконідії, мікросклероції та хламідоспори.

Мікроконідії формувалися у кулеподібних вмістищах, діаметр яких становив від 15,6 до 52,8 мкм. Під час руйнування оболонки з них вивільняються округлі мікроконідії діаметром 1,92-2,16 мкм.

При культивуванні гриба за умов 100 % відносної вологості повітря масово утворювалися мікросклероції. Передумовою їхнього формування було зіткнення гіф із твердою поверхнею. Мікросклероції були неправильної форми та нездатні до проростання.

Ще однією морфологічною структурою, яку може формувати B. cinerea, є хламідоспори. Це явище ми спостерігали в умовах низької для росту гриба відносної вологості повітря. Хламідоспори з’явилися після 20 діб культивування на повітряних гіфах у вигляді ланцюжків. Вони округлі, гіалінові, діаметром від 6,9 до 7,2 мкм з подвійною оболонкою. Кількість хламідоспор у ланцюжку досягала до 22 штук. Під час дотику ланцюжок розпадався на частини, що містили в собі від 1 до 2-3 та більше хламідоспор. Відмічений нами спосіб утворення хламідоспор грибом B. cinerea (міцеліальний термінальний у вигляді ланцюжків) у вітчизняній та зарубіжній мікологічній і фітопатологічній літературі не описаний.

Мікосинузії на рослинах гороху, уражених збудником сірої гнилі

Протягом вегетаційного періоду гороху поряд із B. cinerea на рослинах зустрічаються й інші гриби, трофічні вимоги яких можуть перетинатися, а між самими фітопатогенами формуються певні взаємовідносини. Видовий склад мікобіоти філоплани гороху в різні фази його розвитку представлений такими видами: Alternaria tenuis, Ascochyta pinodes, Ascochyta pisi, Aspergillus niger, Cladosporium herbarum, Fusarium graminearum, Fusarium lateritium, Fusarium oxysporum, Fusarium semitectum, Mucor mucedo, Penicillium cyclopium, Penicillium expansum та Sclerotinia sclerotiorum.

При сумісному попарному вирощуванні B. cinerea з представниками патогенної мікобіоти виявлено різні типи їх взаємодії. Так, були добре виражені антагоністичні взаємовідносини між збудником сірої гнилі та S. sclerotiorum, при культивуванні яких між колоніями наявна зона відсутності росту, яку в подальшому не займає жоден з грибів. На межі цієї зони збудник білої гнилі активно формує склероції. В той же час пригнічення росту частини колонії, що піддавалася впливу B. cinerea, становить 75 % порівняно з контролем.

Сумісний ріст B. cinerea та A. pisi призводить до взаємного пригнічення. Посів B. cinerea з грибами F. oxysporum та F. semitectum не виявив помітного впливу на їх вегетативний ріст. Колонії грибів росли впритул одна до одної. B. cinerea негативно впливав на іншого представника із роду Fusarium Link – F. graminearum (пригнічення росту становило – 42,8 %).

При культивуванні B. cinerea з іншими грибами-сапротрофами (A. tenuis, C. herbarum, A. niger, M. mucedо, P. cyclopium, P. еxpansum), що мають значне поширення під час старіння рослин, між ними не виявлено антагонізму, а їх відносини можна охарактеризувати як індиферентні. Водночас збудник сірої гнилі навіть здатний розвиватися на субстраті, колонізованому грибом A. tenuis.

Етіологія сірої гнилі гороху

У результаті проведених досліджень виявлено присутність латентної інфекції в залишках елементів квітки, які є проміжним субстратом під час експансії B. cinerea на інші органи рослин. Аналіз відмерлих пелюсток, що знаходилися на зовні здорових бобах засвідчив високий ступінь їх інфікованості. Так, частота трапляння B. cinerea (на безсимптомних бобах) у 1999 р. в умовах АДС НАУ становила 26 %, у 2000 р. – 37 % та в 2001 р. – 48 %. Присутність на бобах мертвих пелюсток сприяє їх колонізації, після чого патоген переходить живитися на тканини боба.

Встановлено, що на швидкість протікання патологічного процесу, викликаного B. cinerea, суттєво впливають попередні пошкодження тканин рослин, спричинені іншими патогенними грибами. При потраплянні інокулюму збудника сірої гнилі на хлоротичну пляму спричинену Peronospora pisi Syd., тривалість інкубаційного періоду хвороби та періоду розвитку гриба становив відповідно 4 та 7 діб (табл. 2), що на одну добу менше порівняно з інокуляцією здорової тканини. Одночасно на некротичних ділянках, спричинених збудниками темно- та світлоплямистого аскохітозів, а також пероноспорозу, ознаки сірої гнилі з’являються на 2 добу після інокуляції, а період розвитку патогена триває 4 доби.

Отже, наявність на рослинах гороху пошкоджень, викликаних збудниками пероноспорозу та аскохітозів, створює передумови для прискореного розвитку сірої гнилі.

Таблиця 2 – Вплив ураження листків мікозами на швидкість протікання патологічного процесу, спричиненого B. cinerea

Стан листків | Симптоми хвороби | Тривалість інкубаційного періоду сірої гнилі, діб | Період

розвитку

B. cinerea, діб

Здорові (контроль)

Уражені: Peronospora pisi

Peronospora pisi

Ascochyta pisi

Ascochyta pinodes | Без ознак хвороби | 5 | 8 | Хлоротичні плями | 4 | 7

Некротичні плями | 2 | 4

Те ж | 2 | 4

“ | 2 | 4 |

Усі штами збудника сірої гнилі, вилучені з різних рослин-господарів, були патогенними по відношенню до рослин гороху. Однак найбільш активно колонізували субстрат ізоляти із гороху, ріпаку, суниці, соняшнику та малини.

Уражуваність районованих та перспективних сортів гороху

сірою гниллю

Протягом чотирьох вегетаційних періодів усі сорти гороху в умовах АДС НАУ уражувалися збудником сірої гнилі (рис. 5). Однак була відмічена різниця щодо сприйнятливості їх до хвороби. В період наливу бобів поширення сірої гнилі на досліджуваних сортах було в межах 10,5-24,8 %. Найменшу кількість хворих рослин відмічено на сортах Люлінецький короткостебловий – 10,5 %, Харківський 320 – 12,8 %. На рослинах сортів Алан та Орловчанин поширення хвороби було найвищим і становило відповідно 24,3 та 24,8 %.

У Науково-дослідному центрі “Сорт” (Київської обл.) найменший розвиток сірої гнилі відмічено на рослинах сорту Дніпро – 10,8 %. У випробувальних посівах Подільської дослідної станції (Тернопільська обл.) найменше уражувалися рослини сортів Орендатор та Комет, на яких розвиток хвороби відповідно становив 7,75 та 9,35 % (у середньому за 2000-2001 рр.).

Скринінг грибів роду Trichoderma Pers. на антагоністичну дію проти

життєвих стадій B. cinerea

Дослідження взаємовідносин грибів із роду Trichoderma Pers. (T. lignorum, T. viride та T. koningii) із B. cinerea засвідчило негативний їх вплив на життєві стадії збудника сірої гнилі.

Найбільш активним антагоністом був вид T. lignorum, який пригнічував проростання конідій B. cinerea на 21,1 %, а довжину ростових трубок – на

50,39 %.

T. lignorum відзначався також високою деструкцією при контакті зі спочиваючими структурами B. cinerea (табл. 3). Після 8 діб контакту антагоніста із склероціями останні втрачали здатність проростати та формувати спороношення.

Таблиця 3 – Життєздатність склероціїв B. cinerea залежно від тривалості контакту із грибами роду Trichoderma Pers.

Вид гриба |

Життєздатність склероціїв, %, при експозиції контакту із грибами-антагоністами, діб

2 | 4 | 6 | 8

T. lignorum | 90 | 50,0 | 20,0 | 0

T. viride | 95 | 75,0 | 46,5 | 25

T. koningii | 98 | 81,5 | 60,0 | 35

Вплив фунгіцидів на обмеження розвитку сірої гнилі гороху

У наших дослідженнях усі випробувані фунгіциди сприяли зменшенню ураження рослин сірої гниллю, однак їх біологічна ефективність була різною.

Слід відмітити, що 2000 рік відзначався несприятливими умовами для розвитку хвороби. Її поширення під час цвітіння безумовно створювало загрозу значної втрати врожаю за рахунок ураження квіток. Моніторинг досліджуваних препаратів виявив, що найбільшу ефективність проявляв фундазол з нормою витрати 1 кг/га, його біологічна ефективність становила 66,6 % (табл. 4).

Таблиця 4 – Ефективність застосування фунгіцидів проти сірої гнилі гороху (сорт Труженик, Агростанція НАУ)

Варіант досліду | 2000р. | 2001р.

Розвиток хвороби, % | Біологічна

ефектив-ність,

% | Урожай-ність, ц/га | Розвиток хвороби, % | Біологічна

ефектив-ність,

% | Урожай-ність, ц/га

Контроль

(обробка водою) | 4,8– | 18,2 | 9,6– | 17,4

Еупарен,

50 %-й з.п.,

1 кг/га | 3,2 | 33,3 | 20,5 | 8,6 | 10,4 | 18,6

Топсин М, 70 %-й з. п.,

1 кг/га | 2,4 | 50,0 | 22,2 | 5,6 | 41,6 | 23,7

Фундазол, 50 %-й з. п.,

1 кг/га | 1,6 | 66,6 | 24,6 | 2,9 | 69,8 | 25,4

НІР05 1,79 1,63

Метеорологічні умови протягом вегетаційного періоду гороху в 2001 році сприяли розвитку сірої гнилі. Дощова погода в період цвітіння та її затяжна тривалість у подальшому призводили до значного поширення хвороби.

Оцінка стану рослин через 10 днів після їх обробки засвідчила, що найменший розвиток сірої гнилі (2,9 %, у контролі – 9,6 %) був у варіанті з використанням фундазолу (1 кг/га). Біологічна ефективність становила 69,8 %. Застосування препарату топсин М призводило до зменшення розвитку хвороби на 5 % (біологічна ефективність – 41,6 %). Значно нижча ефективність відмічена при застосуванні еупарену (1кг/га).

ВИСНОВКИ

1. Сіра гниль гороху є досить поширеною та шкодочинною хворобою. Протягом 1999-2001 рр. у господарствах зони Лісостепу України кількість уражених рослин у фазу цвітіння була в межах 15-35 %; наливу бобів – 11,6-45,0 %. Збудник сірої гнилі – Botrytis cinerea Pers. паразитує на всіх надземних органах рослин. Доказано, що навіть слабке ураження останніх під час цвітіння супроводжується обпаданням значної кількості квіток та молодих зав’язей. Захворювання стебел та плодоносів призводить до зменшення маси насіння з рослин відповідно на 27,6 та 44,9 %, сильне ураження бобів у пізній період їх розвитку – до зниження маси насіння на 51,8 % та повної втрати посівних якостей.

2. На рослинах гороху хвороба відзначається поліморфізмом діагностичних ознак. Її симптоми бувають досить часто нетиповими. Залежно від екологічних умов нами виявлено такі типи прояву сірої гнилі: зміна забарвлення уражених органів, некрози, гниль, формування виразок та в’янення. При дефіциті атмосферних опадів та низькій вологості повітря уражені ділянки рослин можуть набувати коричневого забарвлення або знебарвлюватися; в їх межах часто відсутнє спороношення.

3. В. cinerea є досить пластичним щодо температурного фактора. Оптимальною температурою для його вегетативного росту є 20-25 °С, кардинальні температурні умови – 3 та 32 °С. Спороношення гриба відбувається при температурі від 5 до 30 °С; склероції формуються за умов від 3 до 25 °С, оптимум становить 20 °С. Конідії здатні проростати за температурних умов 3-

28 °С.

4. Лімітуючим фактором стосовно життєвих структур B. cinerea у багатьох випадках є відносна вологість повітря. Вегетативний ріст грибниці відбувається за умов вологості від 80 до 100 %. Конідіальне спороношення здатне формуватися в досить вузькому діапазоні вологості – 97,5-100 %. Відносна вологість повітря, що забезпечує проростання конідій, становить 90-100 %, проте найкраще цей процес відбувається на рослинах гороху в краплинно-рідинному середовищі.

Вперше встановлено, що склероціальна стадія гриба утворюється при вологості повітря 90-100 %, оптимум – 99 %.

5. Збудник сірої гнилі досить тривалий період не втрачає життєздатності. Його конідії здатні проростати після 15-ти місяців зберігання в лабораторних умовах, а склероції – після 18-ти. Останні є стійкими до дії несприятливих умов в осінньо-зимовий період та зберігають високу здатність до проростання після перезимівлі.

6. Досліджено біологічний цикл розвитку B. cinerea на рослинах гороху. На уражених органах гриб формує міцелій, конідіальне спороношення та склероції. Останні можуть проростати та продукувати конідії. Виявлена здатність B. cinerea в умовах критичної для свого розвитку відносної вологості повітря (86 %) масово утворювати хламідоспори. Вперше відмічено міцеліальний термінальний тип їх формування у вигляді ланцюжків. Встановлена здатність гриба продукувати мікроконідії (у кулеподібних вмістищах) та мікросклероції.

7. Вивчено мікосинузії на рослинах гороху за участю B. cinerea. Вперше з’ясовано взаємовідносини збудника сірої гнилі з іншими представниками мікобіоти. Виявлена його здатність пригнічувати вегетативний ріст міцелію ряду фітопатогенів: Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary, Ascochyta pisi Lib., Ascochyta рinodes Jon., Fusarium graminearum Schwabe та Fusarium lateritium Nees.

8. У результаті вивчення трофічних особливостей B. cinerea розроблено живильне середовище для масового отримання інфекційного матеріалу гриба – конідій та склероціїв, на що отримано патент на винахід (№ 50543 А, від 15.10.2002).

9. Вияснено етіологію сірої гнилі на рослинах гороху. Вперше встановлена висока сприйнятливість квіток до патогена та його активна колонізація пошкоджених і старіючих органів. Експериментально доведено явище прискореного розвитку B. cinerea на ділянках тканин, уражених збудниками інших мікозів – блідо- і темноплямистого аскохітозів, а також пероноспорозу.

10. Встановлено тісний кореляційний взаємозв’язок між поширенням сірої гнилі гороху та різними екологічними факторами. Так, поява хвороби у першій декаді червня відбувається в умовах пониженої температури повітря (r = –0,98), наявності атмосферних опадів (r = 0,84) та підвищеної відносної вологості повітря (r= 0,94).

11. Серед 21 районованого і перспективного сорту гороху імунних до сірої гнилі не виявлено. В різних екологічних умовах лісостепової зони України менше уражувалися рослини сортів Люлінецький короткостебловий, Харківський 320, Орендатор та Комет. З метою обмеження розвитку хвороби їх доцільно вирощувати у виробничих умовах господарств різної форми власності.

12. Зниженню розвитку сірої гнилі сприяє обробка посівів у фазу бутонізації фунгіцидами еупарен (1 кг/га), топсин М (1 кг/га) та фундазол (1кг/га). Вищою біологічною ефективністю відзначалися препарати топсин М (41,6-50 %) та фундазол (66,6-69,8 %), застосування яких сприяє підвищенню врожайності відповідно на 4,0-6,3 і 6,4-8,0 ц/га. Ці фунгіциди cлід рекомендувати Укрдержхімкомісії до реєстрації проти сірої гнилі гороху.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Піковський М.Й. Інтенсивність росту міцелію та спороутворення Botrytis cinerea Pers. на різних поживних середовищах // Науковий вісник Національного аграрного університету. – К., 1999. – Вип. 13. – С. 120-124.

2. Піковський М.Й. Уражуваність районованих та перспективних сортів гороху сірою гниллю // Науковий вісник Національного аграрного університету. – К., 2001. – Вип. 37. – С. 93-96.

3. Піковський М.Й. Поширення сірої гнилі на сортах гороху в Лісостепу України // Збірник наукових праць Інституту землеробства УААН. – К.: Фітосоціоцентр, 2001. – Вип. 3. – С. 61-64.

4. Піковський М.Й. Сіра гниль рослин // Науковий вісник Національного аграрного університету. – К., 2002. – Вип. 53. – С. 85-91.

5. Кирик М.М., Піковський М.Й. Біла та сіра гнилі гороху // Захист рослин. – 2002. – № 2. – С. 8. (Особистий внесок здобувача 60 %. Проведення досліжень і узагальнення даних).

6. Кирик Н.Н., Пиковский М.И. Диагностические признаки серой гнили гороха // Защита и карантин растений. – 2002. – № 2. – С. 44-45. (Особистий внесок здобувача 60 %. Проведення досліджень і узагальнення даних).

7. Кирик Н.Н., Пиковский М.И. Вредоносность серой гнили гороха // Микология и фитопатология. – 2002. – Т. 36. – Вып. 2. – С. 59-62. (Особистий внесок здобувача 60 %. Отримано експериментальні дані, проведено узагальнення матеріалу та