НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Туренко Володимир Петрович

УДК 632.4:633.31(477)

ГРИБНІ ХВОРОБИ НАСІННЄВОЇ ЛЮЦЕРНИ,

ПРОГНОЗ ЇХ РОЗВИТКУ ТА ЗАХОДИ ЗАХИСТУ

У СХІДНОМУ ЛІСОСТЕПУ І СТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.11 – фітопатологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора сільськогосподарських наук

Київ – 2006

Дисертацією є рукопис

Дисертаційна робота виконана в Харківському національному аграрному університеті ім. В. В. Докучаєва Міністерства аграрної політики України

Науковий консультант – | доктор біологічних наук, професор, академік УААН, заслужений діяч науки і техніки України

Кирик Микола Миколайович, Національний аграрний університет, завідувач кафедри фітопатології

Офіційні опоненти: | доктор сільськогосподарських наук, професор

Тимченко Віктор Йосипович,

Інститут овочівництва і баштанництва УААН,

головний науковий співробітник |

доктор біологічних наук, старший науковий співробітник Мельник Павло Олексійович,

Українська науково-дослідна станція

карантину рослин, директор станції

доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Петренкова Віра Павлівна

Інститут рослинництва ім.Юр’єва УААН,

заступник директора з наукової роботи,

завідуюча лабораторією стійкості до біо- та абіотичних чинників |

Провідна установа – | Інститут захисту рослин УААН, лабораторія фітопатології, м. Київ |

Захист дисертації відбудеться “23” червня 2006 р. о 12 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.02 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м.Київ-41, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус 3, аудиторія 65

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м.Київ-41, вул. Героїв оборони, 13, навчальний корпус 4, кімната 41

Автореферат розісланий “19 травня” 2006 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради |

Мороз М. С. 

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Інтенсифікація кормовиробництва в Україні пов’язана з насінництвом однієї з основних кормових культур – люцерни. Вона багата на вітаміни, незамінні амінокислоти і при багатоукісному використанні люцерна за вегетацію може забезпечити 0,3т/га білка. Однак нині врожайність насіння цієї культури низька й не може задовольнити потреби сучасного кормовиробництва. Однією з причин цього є ураженість її посівів хворобами.

У Східному Лісостепу та Степу України суттєве зниження продуктивності насіннєвої люцерни зумовлене поширенням бурої та жовтої плямистостей, пероноспорозу, аскохітозу, іржі, борошнистої роси. Недостатня вивченість біологічних особливостей збудників хвороб цієї культури у регіоні, відсутність методів їх прогнозування, даних щодо стійкості сортів, недосконалість заходів захисту обумовили актуальність наших досліджень.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження проводилися як складова частина наукової тематики досліджень кафедри фітопатології Харківського національного аграрного університету ім. В. В. Докучаєва з напряму “Розробка й удосконалення екологічно безпечних систем захисту сільськогосподарських культур від хвороб в умовах України”. Номер державної реєстрації 0101U008363.

Мета і завдання досліджень. Мета досліджень – екологічне обґрунтування прогнозування поширення грибних хвороб насіннєвої люцерни для підвищення ефективності регіональної системи її захисту та продуктивності.

Для досягнення мети були поставлені такі завдання:–

вивчення поширеності і шкідливості бурої та жовтої плямистостей, пероноспорозу, іржі, борошнистої роси люцерни в Східному Лісостепу і Степу України;–

уточнення біологічних особливостей розвитку збудників основних хвороб люцерни;–

вивчення імунологічних властивостей іржі люцерни;– 

розробка методів прогнозування поширеності грибних хвороб люцерни;–

дослідження стійкості перспективних сортів люцерни до хвороб; – 

установлення ролі агротехнічних заходів в обмеженні розвитку хвороб;–

визначення ефективності фунгіцидів у захисті люцерни від хвороб.

Об’єкт досліджень – патогенез грибних хвороб залежно від фенології люцерни та метеорологічних умов.

Предмет досліджень – розробка екологічно орієнтованого захисту насіннєвої люцерни від хвороб на основі короткострокового та багаторічного прогнозів.

Методи досліджень. Для виконання поставлених завдань використовували методи польовий для визначення фаз розвитку люцерни, обліку хвороб, ураженості; лабораторний - для встановлення родової і видової належності збудників хвороб, при цьому застосовували методи мікроскопічного аналізу і чистих культур; статистичний і міжсистемний.

Наукова новизна результатів досліджень. Уперше в Східному Лісостепу та Степу України вивчено поширеність і шкідливість основних грибних хвороб люцерни: бурої та жовтої плямистостей, пероноспорозу, іржі та борошнистої роси. Установлено, що втрати листя під впливом хвороб становлять 42,3–80,7%, а недобір урожаю насіння – 54,8–64,6%.

Доведено залежність фенології люцерни від метеорологічних умов, динаміки поширення хвороб люцерни.

Уперше розроблено прогностичні моделі для визначення поширеності й розвитку хвороб люцерни, на їх основі - річний і багаторічний прогнози появи грибних хвороб люцерни. Виконано статистичний аналіз зв’язку поширеності хвороб люцерни з інтегральним показником сонячної активності (СА) – числами Вольфа. Установлено опосередкований вплив сонячної активності на розвиток і поширеність основних хвороб люцерни. Доведено, що найбільшої поширеності пероноспорозу люцерни слід очікувати на початку підйому сонячної активності та в кінці її спаду в 11-річному циклі; бурої плямистості – в роки спаду СА і на третій рік її зростання; іржі – на гілці спаду сонячної активності; борошнистої роси – на гілці росту СА; жовтої плямистості – в роки максимумів і мінімумів СА.

Визначено очікувані рівні поширеності й розвитку основних анемохорних хвороб люцерни й довірчі межі змін цих показників. Спрогнозовано ймовірність поширеності й розвитку кожної з хвороб на низькому, середньому або високому рівнях. Установлено, що після низького рівня ураженості люцерни хворобами впродовж двох років на третій слід очікувати збільшення показників їх поширеності й розвитку.

Визначена стійкість до хвороб перспективних сортів люцерни.

Уперше в Україні створено диференційовану семибальну імунологічну шкалу і на її основі визначено вірулентність популяцій Uromyces striatus Schrot на перспективних сортах люцерни. За допомогою цієї шкали ідентифіковано 12 патотипів патогена. Доведено, що вірулентність цього збудника на вирощуваних у регіоні сортах люцерни суттєво не відрізняється як за складом патотипів, так і за їх кількісним співвідношенням. Виявлено джерела стійкості для селекційного процесу.

Визначено роль агротехнічних заходів у обмеженні розвитку хвороб. Експериментально доведено доцільність застосування 50 % з.п. фундазолу та сірчанокислого цинку для захисту люцерни.

Практичне значення одержаних результатів. На основі одержаних результатів розроблено “Раціональну систему вирощування й захисту насіннєвої люцерни від шкідників, хвороб і бур’янів” (Харків, 1988 р.), яку впроваджено у виробництво в Харківській, Донецькій, Дніпропетровській і Запорізькій областях. Застосування рекомендованої системи заходів насіннєвої люцерни в господарствах різних форм власності є важливою складовою технології вирощування культури і зміцнення кормової бази тваринництва й розвитку агропромислового комплексу України.

Результати досліджень є складовою частиною щорічного прогнозу фітосанітарного стану агроценозів і рекомендацій щодо захисту сільськогосподарських культур від шкідників, хвороб і бур’янів у господарствах Харківської області за період 1992–2005 рр.

Визначено групову стійкість до грибних хвороб перспективних сортів люцерни, які є цінним вихідним матеріалом для селекції.

Результати досліджень автора експонувалися на ВДНГ УРСР (1985 р.) та СРСР (1988 р.). На Всесоюзному конкурсі на кращу розробку автора було відзначено дипломом ІІ ступеня НТТ сільського господарства СРСР (1988 р.)

Особистий внесок здобувача. Автором обґрунтовано напрям досліджень, розроблено програму й методику досліджень, виконано експерименти, проаналізовано і синтезовано їх результати, на їх основі розроблено рекомендації виробництву.

Апробація результатів дисертації. Основні результати наукових досліджень доповідались і обговорювалися щорічно на засіданнях кафедри фітопатології та на наукових конференціях професорсько-викладацького складу ХНАУ ім. В. В. Докучаєва (1992–2006 рр.), на IV з’їзді Українського ентомологічного товариства (Харків, 1992), на міжнародних конференціях з питань захисту рослин (Київ, 2004-2005 рр.), на конференції науково-педагогічних працівників Національного аграрного університету (Київ, 2006 р.).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 48 наукових праць, у т.ч. 23 - у фахових виданнях.

Обсяг і структура дисертації. Дисертаційна робота викладена на 256 сторінках комп’ютерного тексту і містить вступ, сім розділів, висновки, рекомендації виробництву, список використаних джерел із 349 найменувань, 49 таблиць, 118 рисунків і додатки.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

СУЧАСНИЙ СТАН ВИВЧЕНОСТІ ГРИБНИХ ХВОРОБ

НАСІННЄВОЇ ЛЮЦЕРНИ ТА ЗАХИСТУ ВІД НИХ

Виконано аналітично обгрунтований аналіз технології вирощування насіннєвої люцерни, поширеності і шкідливості грибних хвороб, біологічних особливостей їх збудників, комплексу заходів захисту цієї культури.

Результати аналізу підтвердили, що на продуктивність насіннєвої люцерни суттєво впливають грибні анемохорні хвороби: бура й жовта плямистості, пероноспороз, аскохітоз, іржа, борошниста роса. Водночас у регіоні досліджень недостатньо вивчені залежність розвитку хвороб люцерни від її фенології та екологічних чинників. Не розроблені методи прогнозування розвитку й поширеності основних хвороб люцерни, теоретичні і практичні узагальнення щодо впливу агро-технічних заходів, фунгіцидів і мікроелементів на хворобостійкість культури. Не розроблений екологічно орієнтований захист насіннєвої люцерни від хвороб на основі прогнозу із урахуванням оцінки стійкості до них перспективних сортів.

УМОВИ ТА МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

Польові дослідження проведено у 1982–2004 рр. на посівах насіннєвої люцерни першого, другого і третього років використання в господарствах Харківської, Донецької, Дніпропетровської областей; теоретичні і лабораторні – на кафедрі фітопатології ХНАУ. Дослідження проведено на сортах люцерни Синська, Веселоподолянська, Власта, Краснодарська рання, Веселка, Унітра, Надєжда.

Маршрутні обстеження посівів люцерни проводили за удосконаленою нами методикою ВІЗР (Методические указания1975). Моніторинг пошире-ності й розвитку хвороб проводили раз на декаду на трьох ділянках по 50 м2. Шкідливість хвороб визначали загальноприйнятими методами (Боевский, 1947; Назарбекова, 1975).

Розвиток хвороби на окремих рослинах оцінювали в балах з викорис-танням модифікованої нами шкали М. А. Каримова (1961).

Вид збудників хвороб визначали з використанням чистих культур за допомогою мікроскопа „Біолам”, визначників (Визначник ..., 1967; Купрєвич, 1975; Підоплічко, 1977; Хохрякова и др., 1984).

Для вивчення перезимівлі патогенів і виявлення джерел первинної інфекції наприкінці вегетації люцерни уражене хворобами листя та уламки стебел поміщали в касети Клебана розміром 10 – 15см. Цей матеріал впродовж вегетаційного періоду зберігали в лабораторних умовах, а у польових умовах - на висоті 10 см над поверхнею ґрунту.

Визначення посівних якостей насіння люцерни проводили згідно з вимогами ДСТУ 4138 (2002).

Активність окислювально-відновних ферментів у листках люцерни визначали колориметричним методом (Плешков, 1976), вміст хлорофілу в листі – за методикою Н. Х. Починка (1976), залишкову кількість фунгіцидів у листі люцерни – хроматографічним методом (Клисенко, 1983).

Дані щодо значень сонячної активності та її різких змін одержано з літературних джерел (Білецький, 1992; Мєшкова, 2004), а також – з Інтернету (Solar Geophysical Data promp reports, sel@sel.noaa.gov). При аналізі цих даних використано відомі методики (Чижевський, 1976; Білецький, 1992; Мєшкова, 2002)

Статистичну обробку даних виконували стандартними методами (Менкевич, Захарова, 1997) за допомогою комп'ютерних програм.

Висловлюємо подяку доктору біологічних наук Білецькому Є.М., та доктору сільськогосподарських наук Мєшковій В.Л., за цінні поради в процесі виконання експериментальних досліджень.

МОНІТОРИНГ ГРИБНИХ ХВОРОБ ЛЮЦЕРНИ, ОСОБЛИВОСТІ ЇХ РОЗВИТКУ, ЕКОЛОГО-БІОЛОГІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЗБУДНИКІВ

У результаті багаторічних досліджень нами встановлено, що на Сході України суттєве зниження продуктивності насіннєвої люцерни зумовлене поширенням бурої та жовтої плямистостей, пероноспорозу, аскохітозу, борошнистої роси та іржі. Втрати листя люцерни від цих хвороб становили від 42,3–80,7%, а недобір урожаю насіння – 54,8–64,6 % (Туренко, 2005).

Порівняння показників поширеності основних хвороб люцерни в Харківській, Донецькій і Дніпропетровській областях свідчить про певні відмінності як у співвідношенні, так і в сезонній динаміці (табл.1).

У Дніпропетровській області інтенсивніше, ніж у Харківській і Донецькій, розвивався аскохітоз (максимальна поширеність - 22,6%). Це зумовлено метеорологічними умовами області. У Харківській області люцерна була уражена збудниками борошнистої роси та іржі лише у фазі цвітіння, у Дніпропетровській і Донецькій областях ці хвороби проявлялися в період бутонізації. Аналіз поширеності та розвитку хвороб люцерни з урахуванням метеорологічних умов у Харківській області наведено (рис. і 2).

Згідно з багаторічними даними, провідне місце за поширеністю і розвитком посідала бура плямистість люцерни. Середнє багаторічне (1982–2002 рр.) значення її поширеності (58,9%) було в 2,41 раза більше, ніж жовтої плямистості, у 2,82 раза - ніж пероноспорозу, у 3,35 раза - ніж іржі та борошнистої роси.

Таблиця 1 - Поширеність основних хвороб насіннєвої люцерни (1992–2004 рр.)

Фази | Поширеність хвороб, % | Неура-

жених рослин, % | розвитку люцерни | бура пля-мис-тість | жовта плями-стість | аско-хітоз | пероно-спороз | борош-ниста роса | іржа | Харківська обл. | Стеблування | 4,3 | 1,2 | 8,3 | 12,3 | 0 | 0 | 73,9 | Бутонізації | 20,9 | 2,3 | 14,3 | 5,6 | 0 | 0 | 56,9 | Цвітіння | 42,5 | 5,9 | 5,6 | 0,3 | 2,6 | 1,9 | 41,2 | Утворення бобів | 68,3 | 9,9 | 2,8 | 0 | 5,2 | 3,6 | 10,2 | Донецька обл. | Стеблування | 3,8 | 0,8 | 8,3 | 15,2 | 0 | 0 | 71,9 | Бутонізації | 21,0 | 1,2 | 14,3 | 3,4 | 1,9 | 1,2 | 57 | Цвітіння | 46,3 | 2,5 | 5,6 | 0,3 | 3,3 | 3,1 | 38,9 | Утворення бобів | 71 | 2,9 | 2,8 | 0 | 8,5 | 5,8 | 9 | Дніпропетровська обл. | Стеблування | 1,3 | 1,2 | 12,7 | 15,2 | 0 | 0 | 69,6 | Бутонізації | 20,1 | 2,3 | 22,6 | 6,8 | 2,1 | 1,2 | 44,9 | Цвітіння | 50,3 | 5,9 | 15,3 | 5,3 | 3,6 | 2,1 | 17,5 | Утворення бобів | 72,1 | 7,5 | 8,3 | 1 | 5,4 | 5,1 | 0,6 |

Рис. 1. Багаторічна динаміка максимальної поширеності хвороб люцерни

(Харківська область, 1982 – 2002 рр.)

Рис. . Багаторічна динаміка максимального розвитку хвороб люцерни

(Харківська область, 1982 – 2002 рр.)

Бура плямистість (Pseudopeziza medicaginis (Lib) Sace) розвивалася протягом вегетаційного періоду й уражала усі вегетативні органи рослин, була поширена як на рядових, так і на широкорядних посівах насіннєвої люцерни.

Уперше для Східного Лісостепу та Степу України встановлено, що від бурої плямистості на неполивних землях втрати листя люцерни становили 5,7–52,4 %, а недобір насіння – 28,7–48,3 %; при зрошенні відповідно - 11,8–67,3 % і 32,6–64,5 %. Від бурої плямистості за слабкого ступеня ураженості втрати листя люцерни становили 5,8–11,6 %, за середнього – 18,8–29,6 %, за сильного – 21,6–58,2 %. Втрати врожаю насіння сягали 54,0–63,6 %. В ураженому листі вміст води збільшувався інколи на 1,02 %, сажі– на 2,3 %, сирого жиру – на 1,7 %. Вміст сирого протеїну зменшувався до 8,8 % порівняно із здоровими рослинами.

Нами встановлено достовірну кореляцію показників максимальної поширеності й розвитку бурої плямистості люцерни (r=0,74; Р>0,01) (рис. 3). Найбільші поширеність і розвиток бурої плямистості люцерни відмічались у роки з підвищеною кількістю опадів та вологості повітря (1987, 1992, 2002). Проте вплив метеорологічних чинників на розвиток рослини-живителя, збудника та хвороби слід розглядати за сезонами.

Вивчено особливості зимівлі та сезонного циклу збудника. Розвиток його сумчастої стадії забезпечував розповсюдження хвороби впродовж періоду вегетації.

Рис. 3. Динаміка поширеності, розвитку бурої плямистості люцерни в залежності від метеорологічних показників у період максимального прояву хвороби (ліва вісь: Н – відносна вологість повітря, %; Р – опади, мм; права вісь: поширеність і розвиток хвороби, %; Т  температура,  С; Харківська область, 1982–2002 рр.)

Перші симптоми прояву бурої плямистості спостерігалися в середньому 4 травня – пізніше, ніж ознаки пероноспорозу (30 квітня) та аскохітозу (29 квіт-ня), але раніше, ніж жовтої плямистості (10 травня), і майже на півтора місяці раніше, ніж іржі (21 червня) та борошнистої роси (27 червня). У різні роки досліджень перші ознаки ураженості люцерни бурою плямис-тістю було зареєстровано у строки від 13 квітня до 18 травня, а максимальну ураженість – у середньому 5 серпня (в різні роки від 2 до 10 серпня).

Тривалість періоду наявності ознак ураження люцерни бурою плямистістю становила в середньому 94 дні (у різні роки 81–112 днів). Інкубаційний період хвороби складав 3–4 дні. Нами встановлено, що збудник бурої плямистості на люцерні розвивався у трьох генераціях (рис. ).

Рис. 4. Сезонна динаміка змін поширеності бурої плямистості люцерни

у 2001 р. в залежності від метеорологічних показників – відносної вологості повітря (Н,кількості атмосферних опадів (Р, мм) і температури повітря (ТС) (Харківська область)

Інтервали між періодами інтенсивного збільшення поширеності та розвитку бурої плямистості становили 27–40 днів залежно від температури повітря. Дати різкого зростання ураженості люцерни та її інтенсивності розвитку були зумовлені показниками зволоження – опадами та відносною вологістю повітря.

Жовта плямистість (Pseudopeziza jоnesii Nann). Перші ознаки хвороби в посівах насіннєвої люцерни з’являлися на початку травня – у фазі стеблування. На листі утворювалися великі, розпливчасті світло-жовті плями, витягнуті вздовж жилок листків. Ураженість люцерни у фазі бутонізації при-зводила до зниження зеленої маси на 26і кількості стебел з бутонами – на 38 %. Перший укіс люцерни у фазі цвітіння уражався на 18–24Розвиток хвороби був значним, коли періоди сухої жаркої погоди чергувалися з періода-ми вологої. У суху погоду сумкоспори зберігалися довше, а стійкість рослин зменшувалася, поверхня плям на листках збільшувалася, уражене листя швидко засихало.

Середні багаторічні строки появи перших ознак хвороби за період наших досліджень – в кінці І декади травня, відмічені у 2000 році (28 квітня), а найпізніше – у 1990 р. (ІІІ декада травня). Перші симптоми жовтої плямистості проявлялися на один-два тижні пізніше, ніж бурої плямистості. Інтенсивний розвиток хвороби відмічено в середньому на початку ІІІ декади травня, а в окремі роки ці строки коливалися від 3 травня (у 2001 р.) до 17 червня (у 1982р.). Максимального прояву жовта плямистість сягала в середньому в кінці ІІІ дек червня (межі коливань від 7 червня у 1986 р. до 27 липня у 1982 р.). На відміну від бурої плямистості, поширеність і розвиток жовтої плямистості після досягнення максимуму знижувалися (рис. ).

Рис. . Сезонна динаміка ураженості люцерни жовтою плямистістю

(Харківська область)

Спад розвитку хвороби відмічений у період дозрівання бобів люцерни – у середньому – в середині серпня (2–10 серпня). Ознаки жовтої плямистості спостерігались протягом 88 днів.

Найбільше люцерна уражалася жовтою плямистістю в період цвітіння та у фазу утворення бобів. Максимальна поширеність хвороби становила 16,2–34,7а розвиток - 12,5–19,8за середньодобової температури повітря 19,5–23,0°С, вологості повітря 58–64та кількості атмосферних опадів за декаду 0,9–1,6 мм (рис. 6). Установлено достовірну кореляцію показників максимальної поширеності та розвитку жовтої плямистості люцерни на вибірці за 1982–2002 роки (r=0,81; Р>0,01).

Рис. . Динаміка поширеності, розвитку жовтої плямистості люцерни в залежності від метеорологічних показників у період максимального прояву хвороби (ліва вісь – Н – відносна вологість повітря, %; Р – опади, мм; права вісь – поширеність і розвиток хвороби, %; Т – температура,С; Харківська обл.)

Розвиток хвороби був інтенсивнішим за чергування періодів сухої жаркої та вологої погоди. У суху погоду сумкоспори зберігалися довше, а стійкість рослин зменшувалася, плями були великими, уражене листя швидко засихало. Температура повітря у період появи перших ознак жовтої плямистості становила в середньому 15,5С, а в період максимального розвитку хвороби - 20,3С. Показники відносної вологості повітря та строки появи перших ознак жовтої плямистості люцерни і максимального прояву хвороби становили 58,6 і 65,4відповідно.

Між початком інтенсивного розвитку жовтої плямистості люцерни та її максимального розвитку встановлено прямий достовірний зв’язок (r = 0,77), який виражається рівнянням (1):

Y= 110,37 + 0,49 Х , (1)

де Y – період максимального розвитку хвороби; Х – період початку її інтенсивного розвитку. Для прогностичної моделі Fтабл. = 7,21; Р = 0,01.

Цикл розвитку збудника жовтої плямистості тривав у різні роки від 16 до 22 днів, впродовж сезону розвивалося декілька його генерацій. Друга генерація гриба з’являлась унаслідок ураження рослин сумкоспорами першої генерації, які розвивалися на люцерні першого та попередніх років життя (рис. ).

Рис. . Сезонна динаміка змін поширеності жовтої плямистості люцерни в залежності від метеорологічних показників – відносної вологості повітря (Н, %), кількості атмосферних опадів (Р, мм) і температури повітря (ТС)

1999 - 2001 рр. (Харківська область)

Нами виявлено, що рівень ураженості люцерни жовтою плямистістю залежить від строків розвитку хвороби і ходу температур сезону (рис. ).

Рис. . Залежність поширеності жовтої плямистості люцерни та розвитку хвороби від суми позитивних температур в період стійкого переходу температури повітря через 5С (Харківська область, 1982–2002 рр.)

Виявлену залежність рекомендується використовувати для прогнозування максимальної поширеності та розвитку жовтої плямистості.

Пероноспороз (Peronospora aestіvalis Syd.) уражує переважно молоде листя верхівкових пагонів люцерни першого укосу у фазі відростання. Залежно від метеорологічних умов і ступеня ураженості хвороба спричиняє недобір урожаю зеленої маси люцерни на 20–35а насіння – 5–7%.

Нами встановлено, що для проростання конідій збудника пероноспорозу не обов’язково занурювати їх у рідину, їм необхідний кисень, а вода потрібна лише для зволоження оболонки конідій і їх розбухання. За тривалої посухи конідієносці не утворювались, а міцелій тимчасово призупиняв розвиток.

Коефіцієнт кореляції між поширеністю й розвитком пероноспорозу становить 0,92 і є достовірним при Р<0,01. За роки наших досліджень спостерігалося декілька циклів інтенсивної ураженості люцерни пероноспорозом – 1982–1987, 1987–1990, 1990–1995, 1995–1998, 1998–2002рр., за яких як тривалість, так і амплітуда змін поширеності й розвитку хвороби відрізнялися в кожному циклі (рис. ).

Рис. 9. Динаміка поширеності і розвитку пероноспорозу люцерни в залежності від метеорологічних показників у період максимального прояву хвороби

(ліва вісь – Н – відносна вологість повітря, %; Р – опади, мм; права вісь – поширеність і розвиток хвороби, %; Т – температура, С)

У період максимального прояву пероноспорозу люцерни температура повітря становила в середньому 18-19С, відносна вологість повітря у середньому 65-82(від 51,4у 1984 р. до 82 % – у 2001 р.).

У сезонній динаміці розвитку пероноспорозу на люцерні виділено три ключові періоди – прояв перших ознак хвороби, максимальний розвиток і спад її розвитку. У наших дослідженнях строки проходження цих періодів значною мірою коливалися по роках. Перші ознаки ураження люцерни пероноспорозом проявлялися раніше від інших хвороб – у середньому 30 квітня (від 22 квітня у 1998 р. до 13 травня у 1983 р.).

Максимального розвитку пероноспороз сягав у середньому 14 червня, найбільш рано - 26 травня (у 1995 р.), а найбільш пізно – 17 липня (у 1982 р.). На відміну від бурої та жовтої плямистостей, іржі й борошнистої роси, спад розвитку хвороби відмічено у фазі дозрівання бобів люцерни, поширення пероноспорозу більш-менш різко зменшувалося після досягнення максимуму, а зниження ураження цією хворобою спостерігалося у середньому 21 липня (від 6 липня у 1987 р. до 7 серпня у 1982 р.). Період прояву пероноспорозу люцерни тривав, за багаторічними даними, 82 дні, найменше (60 днів) – у 1987 р., а найбільше (93 дні) – у 1982 р.

Аналіз метеорологічних умов у різні роки досліджень свідчить, що ураженість люцерни пероноспорозом саме в перші дві декади вегетації має суттєве значення для подальшого розвитку епіфітотії, і навіть сприятливі умови у другій половині літа не можуть компенсувати втрачених можливостей перезараження люцерни. Проте поряд із впливом метеорологічних умов на поширеність пероноспорозу впливають конкурентні відносини із збудниками інших хвороб, переважно бурої плямистості.

Борошниста роса (Erуsiphe communis Jrev.) призводить до зниження насіннєвої продуктивності люцерни на 4–6%. За період 1982–2002 рр. коефі-цієнт кореляції між поширеністю й розвитком хвороби становив 0,81 (Р<0,01). У багаторічній динаміці поширеності борошнистої роси виділено декілька епіфітотійних періодів: 1982–1986, 1986–1989, 1989–1991, 1991–1998, 1998–2000, 2000–2002 рр. Найбільшу поширеність хвороби відмічено у 1994, 1995, 1996 і 1999 рр. (22,4; 22,7; 22,8 і 22,4%, відповідно), а найменшу (8,6%) – у 1982 р. Розвиток борошнистої роси люцерни набував максимального значення (17,8%) у 1996 році, а мінімального (3,4%) – у 1982 р.

Перші ознаки ураження люцерни борошнистою росою було відмічено в середньому за роки досліджень 27 червня, найраніше – 7 червня, найпізніше – 17 липня. На відміну від пероноспорозу, бурої та жовтої плямистостей, борошниста роса проявлялася на люцерні вже у фазі цвітіння, а максимальна ураженість люцерни збудником хвороби була відмічена у фазі утворення бобів.

У різні роки відрізнялися як строки прояву перших ознак хвороби, так і темпи її розвитку. Тривалість періоду від прояву перших ознак ураження люцерни збудником борошнистої роси до спаду розвитку хвороби становила в середньому 40 днів, коливалася від 20 (у 1993 р.) до 59 (у 1986 р.) днів.

Під час розвитку борошнистої роси люцерни середньодобова температура повітря становила 20,5–23,7°С, середньодобова вологість повітря – 57–61%, кількість атмосферних опадів за декаду – 19,8–39,1 мм.

У ході розвитку борошнистої роси виділено декілька періодів збільшення інтенсивності наростання поширеності хвороби, пов’язаних з періодами збільшення температури повітря (r ,53; Р ,05). Доведено наявність тісного (r ,74; Р ,01) зв’язку максимальної поширеності борош-нистої роси з середньою температурою повітря в період розвитку хвороби (рис. ). Розроблені рівняння регресії дають змогу прогнозувати рівень поширеності борошнистої роси за показниками температури повітря.

Рис. . Залежність ураженості люцерни борошнистою росою від середньої температури повітря за період розвитку хвороби

(Харківська область, 1982–2002 рр.)

На сезонну динаміку поширеності борошнистої роси також впливають конкурентні відносини з іншими збудниками, які проявилися на листі раніше. Так, у 1982 р. лише після максимального розвитку пероноспорозу та жовтої плямистості створилися сприятливі умови для розвитку борошнистої роси (рис. ).

Рис. . Сезонна динаміка змін поширеності жовтої плямистості, пероноспорозу та борошнистої роси люцерни (Харківська область,

1982-2002рр.)

Іржа люцерни (Uromyces striatus Schrot) проявлялась у посівах у середині червня і найбільшого розвитку сягала на початку серпня, у період скошування насіннєвої люцерни. За наявності поодиноких пустул іржі в рослин опадало від 2 до 3листя, за середньої ураженості – 14–18; за сильної – 20–35В уражених рослинах значно зменшувався вміст вуглеводів і сухої речовини, вміст білкового й небілкового азоту зменшувався на 0,3–1,1%.

Патоген зимує в стадії теліоспор на рослинних рештках люцерни і міцелієм – у тканинах кореня молочаю, що відбивається на поширенні інфекції та інтенсивності розвитку хвороби.

Визначено високий і достовірний зв’язок між поширеністю й розвитком іржі (r=0,85; Р<0,01). Ріст цих показників спостерігався з 1982 р. з максимумом у 1984–1985 рр., наступні максимуми ураженості люцерни іржею відмічено у 1988, 1991, 1993, 1997–1998 і 2002 рр.

Симптоми хвороби в посівах люцерни з’являлися у фазі цвітіння при середньодобовій температурі повітря 19,8–20,1°С та відносній вологості повітря 75–79Листя уражалося знизу вверх, хвороба поширювалася на листя, що відростало. Найраніше (5 червня) ознаки прояву іржі люцерни відмічено у 2000 році, а найпізніше (17 липня) – у 1982 р. У середньому перші ознаки хвороби проявлялися 21 червня.

Статистичний аналіз свідчить, що поширеність і розвиток іржі люцерни були вищими за тривалішого періоду наявності ознак ураження (r=0,58; Р=0,01). У середньому тривалість цього періоду становила 46 днів, у роки з середньою ураженістю – 57 днів, з сильною ураженістю – 61 день.

Коефіцієнт кореляції між ураженістю люцерни іржею та проміжком часу від дати стійкого переходу температури повітря через 10°С навесні та проявом ознак іржі на люцерні становить 0,66 (Р=0,01).

Зв’язок характеризує рівняння (2):

Y = - 0,22 Х + 31,55 (2)

де Х – період від дати стійкого переходу температури через 10°С та проявом ознак іржі на люцерні; Y – максимальна ураженість, %.

Ця модель може бути використана для сезонного прогнозу ураженості люцерни іржею.

ВІРУЛЕНТНІСТЬ ЗБУДНИКА ІРЖІ ЛЮЦЕРНИ

У СХІДНОМУ ЛІСОСТЕПУ ТА СТЕПУ УКРАЇНИ

З метою створення імунологічної шкали для ідентифікації патотипів іржі люцерни ми вивчили імунологічні властивості видів і сортів цієї культури: європейську (Medicago eusativa Sinsk.), азіатську (M. asiatica Sinsk.), кавказьку (M. praestativa Sinsk.), середземноморську (M. polia Vass.), месопотамську (M. mesopotamica Vass.), жовту (M. falcate L.), блакитну (M. coerulea Less.), а також сорти: Синську, Власту, Краснодарську ранню, Веселку, Унітру, Надєжду.

Рослини з типами реакцій 0–2 відносили до стійких (R); з типами 3–4 – до сприйнятливих (S). Рослини з типами реакцій Х відносили до категорії стійких за переважання балів 0–2 і до категорії сприйнятливих за переважання балів 3–4. Серед досліджуваних сортів люцерни імунних не виявлено (табл. 2).

Таблиця 2 - Типи реакцій видів і сортів люцерни до популяцій збудника іржі

№ поч. | Види, сорти люцерни | Типи реакцій, бал

1 | Європейська (Medicago eusativa Sinsk.) | 3, 4, х

2 | Азіатська (M. asiatica Sinsk.) | 2, 3

3 | Кавказька (M. praestativa Sinsk.) | 0, 1

4 | Середземноморська (M. polia Vass.) | 0, 0, 1

5 | Месопотамська (M. mesopotamica Vass.) | 0, 2

6 | Жовта (M. falcate L.) | 4, х

7 | Блакитна (M. coerulea Less.) | 3, 4

8 | Синська | 4

9 | Власта | 2, 3, 4

10 | Краснодарська рання | 3, 4

11 | Веселка | 3, 4

12 | Унітра | 2, 3, 4

13 | Надєжда | 3, 4

Стійкими виявилися кавказька та середземноморська люцерна, а найбільш уразливими – жовта, блакитна та європейська, причому для люцерни європейської та жовтої були характерні гетерогенні реакції. Найбільш сприйнятливими були сорти Синська й Надєжда, проміжний тип реакції мали Власта й Унітра. Одержані дані дали змогу створити набір сортів-диференціаторів, який включає дев’ять видів і сортів люцерни, розробити ключ для ідентифікації патотипів U. striatus і за його допомогою ідентифікувати 12 патотипів патогена (табл. ).

Вірулентність U. striatus на перспективних сортах люцерни в цілому суттєво не відрізнялась як за складом патотипів, так і за їх співвідношенням. На всіх проаналізованих сортах стійко переважали патотипи 5, 2 і 9, а серед них домінуюче положення щороку посідав патотип 5 (рис. ). Оскільки ці патотипи характеризуються середнім рівнем вірулентності, то можна дійти висновку, що основна природна популяція U. striatus характеризується середнім рівнем вірулентності на всіх перспективних сортах. Патотипи з високим рівнем вірулентності (7, 11, 12) у популяціях патогена на трьох сортах щороку були представлені незначною кількістю ізолятів (1–3

б)

Рис. 11. Кількісне співвідношення патотипів у популяції U. striatus

на різних сортах люцерни та на проміжній рослині-живителі – молочаї

(2001-2003 рр.)

Таблиця 3 - Ключ для ідентифікації патотипів U. striatus

Па-то-ти-пи | Диференціатори

Син-ська | Влас-та | Жовта (M. falcate L.) | Уніт-ра | Серед-земно-мор-ська (M. polia Vass.) | Євро-пей-ська (Medi-cago eusa-tiva Sinsk.) | Месо-потам-ська (M. mesopo-tamica Vass.) | Азіат-ська (M. asia-tica Sinsk.) | Кавка-зька (M. praes-tativa Sinsk.)

1 | S | R | R | R | R | R | R | R | R

2 | S | S | S | S | R | S | R | R | R

3 | S | S | S | S | S | R | S | R | R

4 | S | S | S | R | S | S | R | R | R

5 | S | S | S | S | S | R | R | R | R

6 | S | S | S | S | S | S | R | S | R

7 | S | S | S | S | S | S | S | R | R

8 | S | S | S | R | R | S | S | R | R

9 | S | S | S | S | R | R | R | S | R

10 | S | S | S | R | S | S | S | R | R

11 | S | S | S | S | S | R | S | R | R

12 | S | S | S | S | S | S | S | S | R

На проміжній рослині-живителі (молочаї), як і на люцерні, домінував патотип 5 (38–40ізолятів). Нових, раніше не зареєстрованих нами патотипів U. striatus на проміжній рослині-живителі не було виявлено.

СТІЙКІСТЬ СОРТІВ ЛЮЦЕРНИ ДО ГРИБНИХ ХВОРОБ

У середньому за три роки (2002–2004 рр.) поширеність бурої плямистості на люцерні сортів Унітра, Надєжда й Веселка становила 9,1; 10,4 та 10,8На сортах Власта та Краснодарська рання цей показник сягав 15,1 і 16,7а на найбільш сприйнятливих (Веселоподолянська та Синська) – 21,7 і 25,8

Сорти Унітра, Веселка й Надєжда є цінним вихідним матеріалом для селекції на стійкість до жовтої плямистості, і рекомендуються для використання в селекційних програмах. Сорти Синська, Веселоподолянська, Власта та Краснодарська рання характеризуються високою сприйнятливістю до жовтої плямистості. Найбільш стійким до пероноспорозу є сорт Веселка. Відносну стійкість мають сорти Унітра, Веселоподолянська, Краснодарська рання й Надєжда. Сорти Синська та Власта характеризуються високою сприйнятливістю.

Найціннішим вихідним матеріалом для використання в селекції люцерни на стійкість до борошнистої роси є сорти Веселка, Власта і Краснодарська рання, які характеризуються високим і стабільним рівнем поширення та розвитку хвороби впродовж усіх років досліджень. Найбільш стійкими до іржі сортами люцерни виявилися Веселка, Унітра й Надєжда.

Сорт Веселка характеризується високим рівнем стійкості до іржі, пероноспорозу й борошнистої роси й помірним – до бурої плямистості, що свідчить про його високу цінність щодо селекції на стійкість до вищезазначених хвороб. Для сорту Веселоподолянська відмічено найбільшу стійкість до переноспорозу, а найменшу – до іржі, борошнистої роси та бурої плямистості. Рослини люцерни сорту Власта найменше (до 4 %) уражаються борошнистою росою, тоді як поширеність решти хвороб перевищує 15 %.

Для люцерни сорту Краснодарська рання є характерною низька сприйнятливість до борошнистої роси, помірна – до жовтої плямистості та переноспорозу, висока – до бурої плямистості. Стосовно люцерни сорту Синська найменшою є поширеність жовтої плямистості (17,2%) та пероноспорозу (18,7%), тоді як поширеність борошнистої роси, бурої плямистості та іржі становить 23,8; 25,8 і 25,9%, відповідно.

Для люцерни сорту Унітра характерною є низька ураженість жовтою плямистістю (поширеність і розвиток хвороби сягають 1,7 і 2,4%). Найбільшою є поширеність на люцерні цього сорту борошнистої роси (поширеність і розвиток хвороби сягають 13 і 8,6%). Люцерна сорту Надєжда найменшим ступенем уражується жовтою плямистістю, поширеність пероноспорозу, бурої плямистості та борошнистої роси перевищує 10%.

Таким чином, груповою стійкістю до бурої і жовтої плямистостей, пероноспорозу, борошнистої роси та іржі характеризуються сорти люцерни Унітра й Надєжда (рис. 12, 13). Їх рівень стійкості (високий – до бурої та жовтої плямистостей, пероноспорозу й іржі, помірний – до борошнистої роси) є достатнім для захисту люцерни від цих хвороб, тому вони є найбільш цінним вихідним матеріалом для використання у селекційних програмах.

Рис. 12. Ураженість сорту люцерни Надєжда основними хворобами

(Навчально-дослідне поле ХНАУ, середні дані за 2002–2004 рр.)

Рис. 13. Ураженість сорту люцерни Унітра основними хворобами

(Навчально-дослідне поле ХНАУ, середні дані за 2002–2004 рр.)

ПРОГНОЗУВАННЯ ХВОРОБ ЛЮЦЕРНИ

При розробці прогнозів слід ураховувати особливості сезонного розвитку окремих хвороб (рис. ). Перші ознаки пероноспорозу проявляються найбільш рано, а періоди максимального розвитку та спаду розвитку хвороби суттє-во коливаються за роками. Для бурої плямистості є характерним ріст пошире-ності у період від появи перших ознак хвороби до скошування люцерни, для жовтої – наявність максимуму поширення з мінливими за роками датами та прояв ознак до скошування. Іржа і борошниста роса проявляються пізніше від інших хвороб, а поширеність їх збільшується до скошування люцерни.

Рис. . Граничні строки появи перших ознак хвороб люцерни (Харківська область, 1982–2002 рр.): 1  пероноспороз; 2 – бура плямистість; 3  жовта плямистість; 4  іржа; 5  борошниста роса

Установлено залежність фенології люцерни від сезонних змін температур. Строки відростання близькі до показників стійкого переходу температури повітря через 10С. За період від стеблування до бутонізації люцерни накопичується сума позитивних температур близько 370С, а за період від стеблування до початку цвітіння – близько 650С, причому тривалість обох періодів більша при нижчій температурі.

Перші ознаки ураження рослин пероноспорозом відмічаються на початку відростання люцерни, бура і жовта плямистості проявляються на початку бутонізації люцерни, іржа та борошниста роса – на початку утворення бобів.

Строки появи перших ознак зазначених хвороб люцерни слід прогнозувати за даними про середні багаторічні строки настання цих фенологічних явищ, за сумами позитивних температур, а також – за сезонним розвитком люцерни.

Появу перших ознак бурої та жовтої плямистостей слід визначати за початком бутонізації, а іржі та борошнистої роси – за накопиченням суми позитивних температур 1250С, а також за початком утворення бобів.

Розроблені прогностичні моделі для визначення максимального прояву жовтої плямистості люцерни та її інтенсивного розвитку, а також пероноспорозу.

Запропоновано бальну шкалу оцінки рівня поширеності й розвитку основних хвороб люцерни. Згідно із шкалою, поширеність бурої плямистості в межах 28–44% можна вважати низькою, у межах 45–59% – середньою, а понад 60% – високою. У