НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

БАРБАКАР ОЛЕКСАНДР ВОЛОДИМИРОВИЧ

УДК 632.9 : 634.1/.7 + 634.2

БАКТЕРІАЛЬНИЙ ОПІК ПЛОДОВИХ: РЕЗЕРВАЦІЯ, ПРОГНОЗ ТА ЗАСОБИ ОБМЕЖЕННЯ ЗАХВОРЮВАННЯ

06.01.11 – фітопатологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

КИЇВ – 2007

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті захисту рослин Української академії аграрних наук

Науковий керівник – | доктор біологічних наук, професор, заслужений діяч науки і техніки України

Гвоздяк Ростислав Ілліч,

Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України, провідний науковий співробітник

Офіційні опоненти: |

доктор біологічних наук, професор,

членкор УААН

Цилюрик Анатолій Васильович,

Національний аграрний університет, професор кафедри захисту лісу

кандидат біологічних наук, доцент

Симочко Віталій Вікторович,

Ужгородський національний університет, доцент кафедри плодоовочівництва і виноградарства

Захист дисертації відбудеться “26” жовтня 2007 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.02 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ, вул. Героїв Оборони, 15, навчальний корпус № 3, аудиторія 65

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ, вул. Героїв Оборони, 13, навчальний корпус № 4, кімната 28

Автореферат розісланий “25” вересня 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради М.С. Мороз

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Захист рослин від фітопатогенних бактерій нині є однією з найважливіших проблем аграрного виробництва, оскільки їх розвиток та здатність уражати всі культурні види рослин призводить до істотних матеріальних збитків. Значне поширення бактеріозів у плодових насадженнях зумовлює необхідність їх вивчення, чіткої ідентифікації збудників та розроблення комплексу заходів захисту рослин.

Особливо небезпечним для сільського господарства є карантинне для України захворювання на бактеріальний опік плодових, збудником якого є Erwinia amylovora (Burrill) Winslow et al. (1920). Зважаючи на виявлення E. amylovora у країні (1997 р.), виникає нагальна потреба в уточненні особливостей ураження рослин та прояву захворювання; дослідженні біологічних властивостей ізолятів E. amylovora, виділених в Україні; встановленні зв’язку між метеорологічними факторами та поширенням захворювання; виявленні місць резервації збудника, що створить основу для розроблення систем моніторингу і прогнозування спалахів бактеріозу. Підбір хімічних і біологічних засобів захисту сприятиме формуванню підґрунтя для посилення механізмів нівелювання наслідків ураження та обмеження подальшого розповсюдження збудника бактеріального опіку плодових.

Негативна роль бактеріозів зростає в умовах концентрації і спеціалізації аграрного виробництва, що зумовлює накопичення інфекції та створення сприятливих умов для поширення захворювання. У зв’язку з цим слід враховувати, що досконалу систему заходів боротьби із фітопатогенними бактеріями слід будувати виключно на основі чітких даних щодо діагностики бактеріозів та біологічних властивостей їхніх збудників. Значущість вирішення цієї проблеми і обумовила вибір теми дисертаційної роботи.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано в межах робочої програми відділу карантину рослин Інституту захисту рослин УААН за завданням 06. – “Удосконалити методи виявлення, локалізації та ліквідації вогнищ карантинних шкідників, хвороб і бур’янів” (номер державної реєстрації – 0101U003711).

Мета і завдання досліджень. Метою дисертаційної роботи було мікробіологічне виявлення E. amylovora у плодовому фітоценозі, виділення та вивчення властивостей збудника, розроблення системи прогнозу, заходів обмеження поширення та контролю захворювання.

Досягнення поставленої мети передбачало вирішення таких завдань:–

виявлення збудника бактеріального опіку у плодовому фітоценозі Чернівецької області;–

встановлення патогенних, морфологічних, культуральних, фізіологічних, біохімічних та серологічних властивостей виділених ізолятів, необхідних для їхньої ідентифікації;–

визначення межі оптимальних для розвитку захворювання метеорологічних умов;–

розроблення системи прогнозу прояву бактеріального опіку плодових;–

встановлення можливості резервації збудника бактеріального опіку плодових та інших бактеріальних хвороб на бур’янах;–

визначення активності різних хімічних речовин, у тому числі біологічних агентів, стосовно збудника бактеріального опіку плодових.

Об’єкт дослідження. Збудник бактеріального опіку плодових -– Erwinia amylovora (Burrill)Winslow et al. (1920).

Предмет дослідження. Місця резервації, метеорологічні фактори, засоби захисту рослин.

Методи дослідження. В роботі використано фітопатологічні, мікробіологічні, біохімічні, серологічні та математичні методи моделювання.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в наступному: –

підтверджено наявність на території України збудника бактеріального опіку плодових E. amylovora; –

встановлено гетерогенність популяції E. amylovora за агресивністю. Високий відсоток агресивних клонів популяції виявлено в сильно уражених тканинах квіток, листків, молодих пагонів. У корі, стовбурі та скелетних гілках інфекційний процес відбувається повільніше, тому в популяції переважають слабоагресивні та неагресивні клони;–

визначено діапазон оптимальних погодних умов, які сприяють поширенню збудника бактеріального опіку плодових та прояву захворювання на території України;–

встановлено коливання прояву захворювання, пов’язані з погодними умовами, а не відсутністю патогену, який добре зберігається у дворічних пагонах;–

вперше розроблено модель прогнозу прояву симптомів розвитку бактеріального опіку плодових на основі метеорологічних даних максимальних і мінімальних добових температур;–

встановлено, що на поверхні деяких бур’янів в епіфітному стані виживають бактерії E. amylovora, але тільки під ураженими деревами. Бур’янів, уражених E. amylovora, не виявлено; –

вперше встановлено здатність Pseudomonas syringae – постійного супутника E. amylovora – уражати бур’яни в садових насадженнях та доведено, що вони можуть бути резерваторами цих бактерій.

Практичне значення одержаних результатів. Для практичного використання запропоновано модель прогнозу прояву симптомів бактеріального опіку плодових, яка дає можливість вчасно застосовувати превентивні заходи захисту рослин.

Охарактеризовано асортимент хімічних сполук та біологічних агентів, яким притаманна бактерицидна дія щодо збудника бактеріального опіку. Для дезинфекції прищепного матеріалу пропонується використовувати стрептоміцин як найефективніший засіб обмеження розповсюдження захворювання.

Результати досліджень можуть стати компонентою системи заходів локалізації та ліквідації захворювання на території Закарпатської, Чернівецької та інших областей України.

Особистий внесок здобувача. Наукові результати, що викладені в дисертації і виносяться на захист, одержані автором особисто. З наукових праць, опублікованих у співавторстві, в дисертаційному дослідженні використані лише ті ідеї та положення, які є результатом власної роботи здобувача.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи оприлюднено на Міжнародній науковій конференції “Фітопатогенні бактерії. Фітонцидологія. Алелопатія” (м. Київ, 2005 р.), Конкурсі експериментальних робіт молодих дослідників Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України (м. Київ, 2002 р.), IV міжвузівській науково-практичній конференції “Сучасна аграрна наука: напрями досліджень, стан і перспективи” (м. Вінниця, 2004 р.). Дисертацію заслухано і обговорено на Вченій раді Інституту захисту рослин УААН і на засіданні відділу фітопатогенних бактерій Інституту мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України (м. Київ, 2007 р.)

Публікації. Результати дисертаційного дослідження викладено в 6 наукових працях, із них 3 – у фахових виданнях.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Виходячи з мети, завдань і логіки досліджень дисертаційна робота складається із вступу, огляду літератури, опису матеріалів і методів досліджень, 5 розділів одержаних результатів та їхнього обговорення, висновків і бібліографії, яка включає 203 найменування, в тому числі 175 іншомовних. Роботу викладено на 146 сторінках комп’ютерного тексту, ілюстровано 28 таблицями, 7 рисунками, з яких 6 – фото.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Огляд літератури

В огляді літератури узагальнено результати наукових досліджень вітчизняних та зарубіжних учених щодо поширення, розвитку бактеріального опіку плодових, ідентифікації збудника і діагностики бактеріозу. Проаналізовано світовий досвід із прогнозування прояву і розвитку захворювання та існуючі методи і засоби його контролю.

2. Матеріали та методи досліджень

Рослинний матеріал для досліджень відбирали у грушевих садах Придністровської науково-дослідної станції Буковинського інституту агропромислового виробництва (Чернівецька область) протягом 2001 – 2003 рр. Відбір зразків із симптомами бактеріального ураження органів дерев проводили в різні періоди вегетації – навесні (період цвітіння), влітку (інтенсивний ріст пагонів) та восени.

Мікробіологічний аналіз зразків здійснювали за методами Бельтюкової К.І. (1968). Здатність ізолятів спричиняти реакцію надчутливості листків тютюну вивчали за методом Клемента З. (1963). Морфологію колоній досліджували на картопляному агарі з додаванням 0,5%-го дріжджового автолізату, відзначали форму, розмір та колір колоній. Вивчення культуральних властивостей проводили з використанням селективних середовищ Кінга В (1954) та Д3 (1970).

Для вивчення біохімічних властивостей досліджувану культуру бактерій висівали на спеціальні живильні середовища, основою яких слугувало середовище Гісса з водним індикатором бромтимоловий синій (Бельтюкова К.І., 1968). Вивчення впливу метеорологічних умов на розвиток захворювання проводили на основі даних Придністровської науково-дослідної станції щодо погодних умов в 1997 – 2003 рр. Для дослідження впливу пестицидів на колонії збудника використовували метод розведень на твердому живильному середовищі.

3. Фітосанітарний стан грушевих насаджень

Протягом 2001 – 2003 рр. на наявність бактеріального опіку плодових було обстежено грушеві насадження Придністровської науково-дослідної станції у травні – перед початком та у фазу цвітіння, в червні – в період швидкого росту пагонів та в середині липня – під час плодоношення.

Період цвітіння. Візуальне обстеження насаджень груші на початку цвітіння в 2001 – 2003 рр. свідчить, що ураження суцвіть E. amylovora мало місце лише у 2002 р. Симптоми захворювання проявилися на деревах сорту Конференція, Парижанка та Улюблена Клаппа на 50, 40 та 30% відповідно. Ступінь ураження крони в цей період становив 3%.

Симптоми ураження мали наступний характер: квітки в суцвіттях темніли, набуваючи спочатку коричневого, а потім чорного забарвлення, згодом всихало все суцвіття; уражені квітки не опадали, створюючи враження обпалених вогнем дерев. Найчастіше спочатку уражувались одна – дві квітки, від яких згодом інфекція передавалась на все суцвіття, що, ймовірно, обумовлювалось нерівномірністю розпускання квіток.

Період росту пагонів. У період інтенсивного росту молодих пагонів хворобу виявляли щороку. В 2001 р. ураження дерев було незначним: спостерігалися слабкі симптоми на листках, які темніли, та зелених плодах, що зморщувались і всихали. За шкалою Т. Звета ми оцінили ураження крони сортів Парижанка та Конференція в 5% при поширенні хвороби на цих самих сортах відповідно в 5% та 3%. На сорті Улюблена Клаппа в 2001 р. симптомів захворювання виявлено не було.

У червні 2002 р. нами було виявлено значний розвиток бактеріального опіку з наступними симптомами: налиті рідиною молоді пагони, на корі яких спостерігався маслянистий слід від висохлого ексудату; зморщені та почорнілі, але не опалі уражені молоді плоди. В середині червня відсоток уражених дерев істотно збільшився порівняно із фазою цвітіння і досяг 75% у сорту Конференція та 50% – у сортів Парижанка і Улюблена Клаппа; ступінь ураження крони становив 15% і 10% відповідно, що пояснюється сприятливими погодними умовами для розвитку захворювання. З відібраних в цей період зразків нами був виділений збудник бактеріального опіку плодових Erwinia amylovora.

У червні 2003 р. відсоток дерев із видимими симптомами захворювання значно зменшився порівняно з цим самим періодом 2002 р., хоча погодні умови обох періодів істотно не відрізнялися. Симптоми хвороби спостерігалися у 8% дерев сорту Парижанка та у 5% дерев сорту Конференція і Улюблена Клаппа за ураження крони в 3%. Значне зменшення кількості уражених дерев в 2003 р. слід пов’язати, насамперед, з осінньою обрізкою та частковою вирубкою заражених патогеном рослин і відсутністю ознак бактеріального опіку в період цвітіння. Іншими словами, інтенсивний розвиток опіку плодових у фазі цвітіння визначає перебіг захворювання в період інтенсивного росту пагонів.

Період плодоношення. Під час фітопатологічного обстеження грушевих насаджень в період плодоношення в липні 2001 р. інтенсифікації розвитку та поширення захворювання порівняно з початком червня виявлено не було, що пояснюється підвищенням температури понад 300С, яка є несприятливою для розвитку патогену.

У липні 2002 р. інфекція поширилася майже на всі дерева груші сорту Конференція (95%), а також переважну більшість дерев сортів Парижанка та Улюблена Клаппа (70%). На них з’явилися характерні симптоми бактеріального опіку – гачкоподібно зігнуті кінчики пагонів. Ззовні та на зрізах гілок уражена тканина чітко відмежовувалась від здорової. Крона була уражена на 60, 30 та 25% дерев сортів Конференція, Парижанка і Улюблена Клаппа відповідно. Найбільший відсоток уражених дерев спостерігали в липні, що свідчить про оптимальні погодні умови для розмноження збудника і накопичення інфекції в червні та першій декаді липня.

У 2003 р. в період плодоношення симптоми з’явились лише на 15% дерев сорту Парижанка та 10% – Конференція, крона яких уражалася на 10%. Кількість уражених дерев сорту Улюблена Клаппа не збільшилась, водночас зросло до 10% ураження крони. Подальшої інтенсифікації розвитку хвороби відмічено не було.

4. Властивості збудника бактеріального опіку плодових

Морфологія та культуральні властивості. Клітини Erwinia amylovora являють собою палички із заокругленими кінцями та перитрихальним розташуванням джгутів, грамнегативні, оксидазонегативні, спор та капсул не утворюють, факультативні анаероби, оптимальна температура росту становить 27 – 300С.

Виділені з уражених зразків бактерії через 48 год. утворювали на картопляному агарі круглі, з рівними краями, блискучі колонії сірувато-білого кольору, напівпрозорі, маслянистої консистенції, зморшкуваті або з рівною гладкою поверхнею. У разі додавання до інкубаційного середовища дріжджового автолізату ріст колоній завершувався через 24 год.

Біохімічні та антигенні властивості виділених ізолятів. Для остаточної ідентифікації ізолятів вивчали їх здатність засвоювати різні органічні сполуки та синтезувати ферменти. За всіма ознаками досліджувані ізоляти були ідентичні колекційному штаму E. amylovora 2024 і штамам, описаним у літературі (Лукач М.І., Садляк А.М., Бокшан О.Я., 1998).

Патогенні властивості виділених ізолятів. Встановлено гетерогенність української популяції E. amylovora за агресивністю. За цією ознакою ізоляти із плодів груші належали як до сильноагресивних, так і до таких, що втратили здатність спричинювати захворювання (табл. 1).

Таблиця 1 – Розподіл за агресивністю ізолятів, виділених із

різних зразків груші

Зразок | Кількість ізолятів, од. | серед них:

сильно -

агресивні, % | середньо-агресивні, % | неагре-

сивні, %

Однорічні пагони | 43 | 53,5 | 46,5 | 0,0

Дворічні пагони | 28 | 60,7 | 39,3 | 0,0

Скелетні гілки | 18 | 44,4 | 50,0 | 5,6

Кора стовбура | 16 | 25,0 | 56,2 | 18,8

Всього | 105 | 49,5 | 46,7 | 3,8

Найбільший відсоток ізолятів, які не викликали значного ураження плодів, було виділено із кори стовбура. Більше половини з них (56,2%) виявляли невисоку активність, зумовлюючи ураження плодів в 1 – 2 бали, висока активність була притаманна лише 25% ізолятів. В той же час серед ізолятів, виділених із одно- та дворічних пагонів, неагресивних виявлено не було.

Присутність великої частки неагресивних та малоактивних ізолятів E. amylovora, виділених із скелетних гілок та виразок на стовбурі, вважаємо наслідком впливу на збудника сапрофітної та ендофітної мікрофлори. Агресивність популяції не є сталою і може змінюватись під впливом зовнішніх факторів, зокрема таких, як недозрілі плоди груші.

5. Фітопатогенні бактерії бур’янів у плодових насадженнях

Із 21 виду бур’янів E. аmylovora було виявлено на листках 5 видів рослин, а саме: кульбаби лікарської (Taraxacum officinale L.), мати-й-мачухи (Tussilago farfara L.), берізки польової (Convolvulus arvensis L.), костриці лучної (Festuca pratensis L.), лободи цілолистої (Chenopodium glaucum L.). На 4 видах бур’янів -– мітлиці звичайній (Agrostis vulgaris With.), бромусі житньому (Bromus scialinus L.), райграсі (Arrhenatherum elatius L.), пирію повзучому (Elytrigia repens (L)Desv) – виявлено лише Pseudomonas syringae. Одночасного заселення E. аmylovora та P. syringae на досліджуваних бур’янах не спостерігали, що підтверджує дані Лукач М.І. (2002) про вибіркове заселення видів бур’янів E. amylovora.

В період цвітіння садів і інтенсивного росту пагонів із епіфітної популяції бур’янів нами виділено 37 ізолятів E. amylovora (табл. 2). В інші періоди – влітку та восени – виділити E. amylovora з листків бур’янів не вдалося в зв’язку із зміною кількісного та якісного складу епіфітної мікрофлори на рослинах у літньо-осінній період, що унеможливлює виживання збудника на поверхні рослин, або досліджувані бур’яни не є екологічною нішею для E. аmylovora.

Таблиця 2 – Гетерогенність ізолятів Erwinia amylovora,

виділених із поверхні листків бур’янів та груші, за агресивністю

Зразок | Кількість ізолятів, од. | серед них:

сильно -

агресивні, % | середньо-агресивні, % | неагре-

сивні, %

Convolvulus arvensis L. | 4 | 25,0 | 50,0 | 25,0

Chenopodium glaucum L | 3 | 0,0 | 67,0 | 33,0

Taraxacum officinale L. | 7 | 28,6 | 57,1 | 14,3

Festuca pratensis L. | 2 | 0,0 | 50,0 | 50,0

Tussilago farfara L. | 9 | 22,3 | 33,3 | 44,4

Листки груші (поверхня) | 12 | 16,6 | 41,7 | 41,7

Всього | 37 | 18,9 | 45,9 | 35,2

Виділені з бур’янів ізоляти виявились менш агресивними порівняно з такими із груші: частка неагресивних ізолятів коливалась залежно від виду від 14,3% виділених із Taraxacum officinale L. до 50,0% – із Festuca pratensis L. Переважна більшість ізолятів (45,9%), виділених із бур’янів, належить до середньоагресивних – вони спричинюють незначні симптоми при тестуванні на недозрілих плодах груші. І лише 18,9% ізолятів зумовлюють значний розвиток захворювання, яке супроводжується виділенням ексудату.

Аналіз результатів досліджень свідчить про деяку подібність розподілу за агресивністю ізолятів, виділених із бур’янів, та ізолятів, виділених із виразок кори стовбура, яка дозволяє припустити, що епіфітний стан E. amylovora є одним із механізмів збереження цього виду у природі.

Фітопатологічне обстеження бур’янів свідчить про наявність ознак бактеріального ураження на рослинах пирію (Elytrigia repens (L)Desv.) та райграсу (Arrhenatherum elatius L.). На відібраних зразках спостерігались наступні типи уражень: на листках – темні червонувато-коричневі штрихоподібні або подовжені некрози, розміщені частіше на краю і рідше – на всій листковій поверхні; білястість кінчика листка; темно-коричневі або рудувато-бежеві подовжені некрози на стеблах до 5 – 7 см завдовжки; пустоколосиця, почорніння лусочок, зернівок і стрижня колоса. Усього проаналізовано 73 зразки пирію і райграсу з ознаками ураження.

Із уражених тканин нами виділено 170 ізолятів бактерій. Після первинного тестування патогенних властивостей для роботи відібрали 26 (15,3%) ізолятів, у тому числі: 18 (10,6%) – виділених із пирію та райграсу з ознаками бактеріальних уражень, 8 (4,7%) – з епіфітної мікрофлори зовнішньо здорових бур’янів.

За морфологією колоній та клітин, культуральними, фізіологічними, біохімічними властивостями ізоляти були подібними між собою і референтними штамами та ідентичними неотиповому штаму P. syringae та P. viridiflava. Ізоляти-епіфіти за своїми властивостями віднесені нами до патовару P. syringae pv. coronafaciens. Більшість ізолятів, виділених з уражених тканин пирію та райграсу, були сильноагресивними стосовно рослини-хазяїна і культурних рослин, в той час як усі ізоляти-епіфіти виявились слабоагресивними. E. аmylovora із уражених тканин рослин виділено не було.

Одержані дані вказують на те, що інфіковані бур’яни є небезпечним джерелом бактеріальної інфекції культурних рослин, а слабка агресивність збудників бактеріозів, виявлених на поверхні рослин в епіфітному стані, на наш погляд, сприяє їх виживанню.

6. Прогноз бактеріального опіку плодових

В рамках дисертаційного дослідження нами визначено зв’язок між метеорологічними умовами і проявом ознак бактеріального опіку в періоди цвітіння та інтенсивного росту пагонів. Встановлено, що тривалість часу від останнього заморозку до прояву симптомів здійснює домінантний вплив на розмноження і накопичення збудника бактеріального опіку плодових. За цей період патоген може досягати концентрації, достатньої для початку розвитку захворювання і розповсюдження інфекції в межах саду (табл. 3).

Таблиця 3 – Метеорологічні умови за період від останнього заморозку

до прояву симптомів бактеріального опіку груші

на Придністровській дослідній станції в 1997 – 2003 рр.

Рік | Тривалість періоду позитивних температур до прояву симптомів | Трива-лість періоду цвітіння, днів | Середня макси-мальна добова темпера-тура, 0С | Середня міні-мальна добова темпера-тура, 0С | Сума ефектив-них мак-симальних темпера-тур > 180С | Сума ефектив-них міні-мальних темпера-тур > 60С | Кількістьопадів за період, всього,

мм

1997 | 17.04 – 31.05

45 діб | 8 | 19,6 | 7,9 | 187,1 | 142,2 | 141,8

1998 | 01.04 – 10.05

46 діб | 10 | 18,1 | 7,6 | 107,5 | 98,5 | 64,9

1999 | 08.05 – 17.06

41 доба | 11 | 22,4 | 8,0 | 340,6 | 220,0 | 70,5

2000 | 24.03 – 10.05

48 діб | 8 | 18,2 | 5,4 | 148,7 | 89,6 | 43,5

2001 | 18.04 – 30.05

43 доби | 11 | 20,4 | 7,1 | 152,2 | 81,1 | 81,4

2002 | 11.04 – 24.05

44 доби | 14 | 20,7 | 6,6 | 150,5 | 63,0 | 37,1

2003 | 27.04 – 07.06

42 доби | 10 | 21,0 | 9,7 | 176,4 | 168,5 | 86,9

Проведений аналіз свідчить про диференціацію протягом 1997 – 2003 рр. періоду позитивних температур. Так, у 1997 р. заморозків не було зареєстровано із 17 квітня, в 1998 р. – з 1 квітня, в 1999 р. – 8 травня, у 2000 р. – 24 березня, у 2001 р. – 18 квітня, у 2002 р. – 11 квітня, у 2003 р. – із 27 квітня. Це стосується також і періоду цвітіння – його початок залежав не від довжини періоду позитивних температур, а від суми ефективних температур, необхідної для початку цвітіння грушевих дерев. Тривалість періоду цвітіння коливалась від 8 днів у 1997 та у 2000 рр. до 10 днів у 1998 і у 2003 рр., 11 днів у 1999 та 2002 рр., 14 днів у 2001 р., що, на нашу думку, обумовлювалося температурою повітря.

Встановлено, що ознаки захворювання у різні роки мали місце через майже однаковий період часу від останнього заморозку: в 1997 р. він становив 45 днів, у 1998 – 46, у 1999 – 41, у 2000 – 48, у 2001 – 43, у 2002 – 44 та у 2003 р. – 42 дні.

При цьому в 1998, 2000 та 2002 рр. цей період збігався із цвітінням і саме в ці роки спостерігався опік суцвіть. Так, у 1998 р. цвітіння розпочалось 10 травня, а вже 16 травня було виявлено перші симптоми ураження на квітах. У 2000 р. цвітіння почалося 4 травня, а перші ознаки захворювання з’явилися вже 10 травня, у 2002 р. – 14 травня і 24 травня відповідно. В інші роки ураження рослин збігалося з інтенсивним ростом пагонів (у 1997 р. – 31 травня, 1999 – 17 червня, 2001 – 30 травня, у 2003 р. – 7 червня).

Вплив опадів на прояв ознак захворювання відмічали за кілька днів до або в день виявлення симптомів (1997 – 1999, 2001 та 2003 рр.), а у 2000 та 2002 рр. впливу виявлено не було. При цьому вологість повітря у досліджуваний період завжди перевищувала 70%, тому в наших розрахунках опади, як вирішальний фактор у прояві симптомів розвитку захворювання, не розглядались.

Модель прогнозування прояву симптомів розвитку бактеріального опіку на грушевих деревах. Розроблена модель базується на аналізі метеорологічної ситуації за період від перших днів позитивних температур до дня початку цвітіння. За кожний день зазначеного періоду обчислюються бали, сума яких відображує ризик вияву симптомів захворювання, що дозволяє визначати доцільність проведення обприскування і планування подальших превентивних заходів для боротьби із ураженням грушевих дерев патогеном (табл. 4).

З метою ефективного прогнозування необхідно чітко моделювати температурні режими, які призводять до накопичення потенційно небезпечної концентрації збудника. Адже дні з подібними середніми температурами характеризуються різними амплітудами їх коливання. Саме цей факт зумовлює неточність оцінки потенціалу інфекції в тих моделях, які враховують вплив температурних факторів за середньою температурою. Натомість пропонований нами метод кількісно відображає різницю між днями з різною амплітудою коливання та однаковими середніми температурами.

Отже, для ефективного використання опрацьованої моделі слід, насамперед, проводити щоденний моніторинг максимальних і мінімальних температур від останнього заморозку і за таблицею 4 визначати бал накопичення. Бали за кожний наступний день додаються до суми балів за попередні, а їхня сума кількісно відображує наявний інфекційний потенціал збудника на момент підрахунку. Якщо сума балів становить 75 – 100 од., це свідчить про досить високу кількість збудника, можливість прояву симптомів захворювання та необхідність проведення превентивних обприскувань мідьумісними препаратами для зниження кількості патогену.

Таблиця 4 – Балова оцінка накопичення інфекції для встановлення строків зараження і прояву бактеріального опіку плодових

T 0C max

30 | 3,0 | 3,1 | 3,1 | 3,2 | 3,3 | 3,4 | 3,4 | 3,5 | 3,6 | 3,6 | 3,7 | 3,8 | 3,8 | 3,9 | 4,0 | 4,1 | 4,1 | 4,2 | 4,3 | 4,3 | 4,4

29 | 2,9 | 3,0 | 3,0 | 3,1 | 3,2 | 3,3 | 3,3 | 3,4 | 3,5 | 3,5 | 3,6 | 3,7 | 3,7 | 3,8 | 3,9 | 4,0 | 4,0 | 4,1 | 4,2 | 4,2 | 4,3

28 | 2,8 | 2,9 | 2,9 | 3,0 | 3,1 | 3,2 | 3,2 | 3,3 | 3,4 | 3,4 | 3,5 | 3,6 | 3,6 | 3,7 | 3,8 | 3,9 | 3,9 | 4,0 | 4,1 | 4,1 | 4,2

27 | 2,7 | 2,8 | 2,8 | 2,9 | 3,0 | 3,1 | 3,1 | 3,2 | 3,3 | 3,3 | 3,4 | 3,5 | 3,5 | 3,6 | 3,7 | 3,8 | 3,8 | 3,9 | 4,0 | 4,0 | 4,1

26 | 2,6 | 2,7 | 2,7 | 2,8 | 2,9 | 3,0 | 3,0 | 3,1 | 3,2 | 3,2 | 3,3 | 3,4 | 3,4 | 3,5 | 3,6 | 3,7 | 3,7 | 3,8 | 3,9 | 3,9 | 4,0

25 | 2,5 | 2,6 | 2,6 | 2,7 | 2,8 | 2,9 | 2,9 | 3,0 | 3,1 | 3,1 | 3,2 | 3,3 | 3,3 | 3,4 | 3,5 | 3,6 | 3,6 | 3,7 | 3,8 | 3,8 | 3,9

24 | 2,4 | 2,5 | 2,5 | 2,6 | 2,7 | 2,8 | 2,8 | 2,9 | 3,0 | 3,0 | 3,1 | 3,2 | 3,2 | 3,3 | 3,4 | 3,5 | 3,5 | 3,6 | 3,7 | 3,7 | 3,8

23 | 2,3 | 2,4 | 2,4 | 2,5 | 2,6 | 2,7 | 2,7 | 2,8 | 2,9 | 2,9 | 3,0 | 3,1 | 3,1 | 3,2 | 3,3 | 3,4 | 3,4 | 3,5 | 3,6 | 3,6 | 3,7

22 | 2,2 | 2,3 | 2,3 | 2,4 | 2,5 | 2,6 | 2,6 | 2,7 | 2,8 | 2,8 | 2,9 | 3,0 | 3,0 | 3,1 | 3,2 | 3,3 | 3,3 | 3,4 | 3,5 | 3,5 | 3,6

21 | 2,1 | 2,2 | 2,2 | 2,3 | 2,4 | 2,5 | 2,5 | 2,6 | 2,7 | 2,7 | 2,8 | 2,9 | 2,9 | 3,0 | 3,1 | 3,2 | 3,2 | 3,3 | 3,4 | 3,4 | 3,5

20 | 2,0 | 2,1 | 2,1 | 2,2 | 2,3 | 2,4 | 2,4 | 2,5 | 2,5 | 2,6 | 2,7 | 2,8 | 2,8 | 2,9 | 3,0 | 3,1 | 3,1 | 3,2 | 3,3 | 3,3 | 3,4

19 | 1,9 | 2,0 | 2,0 | 2,1 | 2,2 | 2,3 | 2,3 | 2,4 | 2,5 | 2,5 | 2,6 | 2,7 | 2,7 | 2,8 | 2,9 | 3,0 | 3,0 | 3,1 | 3,2 | 3,2

18 | 1,8 | 1,9 | 1,9 | 2,0 | 2,1 | 2,2 | 2,2 | 2,3 | 2,4 | 2,4 | 2,5 | 2,6 | 2,6 | 2,7 | 2,8 | 2,9 | 2,9 | 3,0 | 3,1

17 | 1,7 | 1,8 | 1,8 | 1,9 | 2,0 | 2,1 | 2,1 | 2,2 | 2,3 | 2,3 | 2,4 | 2,5 | 2,5 | 2,6 | 2,7 | 2,8 | 2,8 | 2,9

16 | 1,6 | 1,7 | 1,7 | 1,8 | 1,9 | 2,0 | 2,0 | 2,1 | 2,2 | 2,2 | 2,3 | 2,4 | 2,4 | 2,5 | 2,6 | 2,7 | 2,7

15 | 1,5 | 1,6 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,9 | 1,9 | 2,0 | 2,1 | 2,1 | 2,2 | 2,3 | 2,3 | 2,4 | 2,5 | 2,6

14 | 1,4 | 1,5 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,8 | 1,9 | 2,0 | 2,0 | 2,1 | 2,2 | 2,2 | 2,3 | 2,4

13 | 1,3 | 1,4 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,7 | 1,8 | 1,9 | 1,9 | 2,0 | 2,1 | 2,1 | 2,2

12 | 1,2 | 1,3 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,8 | 1,9 | 2,0 | 2,0

11 | 1,1 | 1,2 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,7 | 1,8 | 1,9

10 | 1,0 | 1,1 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,6 | 1,7

9 | 0,9 | 1,0 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,5

8 | 0,8 | 0,9 | 0,9 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,2 | 1,3 | 1,3

7 | 0,7 | 0,8 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,1 | 1,1 | 1,2

6 | 0,6 | 0,7 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 | 1,0

5 | 0,5 | 0,6 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9

4 | 0,4 | 0,5 | 0,5 | 0,6 | 0,7

3 | 0,3 | 0,4 | 0,4 | 0,5

2 | 0,2 | 0,3 | 0,3

1 | 0,1 | 0,2

0 | 0,0

0С | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20

t 0C min

7. Засоби обмеження бактеріального опіку плодових

Одним із завдань досліджень був підбір хімічних сполук, активних проти збудника бактеріального опіку плодових. Препарати розводили в МПБ, засівали

штамом E. amylovora і через 3, 5, 7 днів інкубації визначали кількість клітин бактерій висівом на картопляний агар (КА). Контролем слугував ріст тест-культури на МПБ та КА (табл. 5).

Таблиця 5 – Вплив фунгіцидів на ріст E. amylovora

в м’ясопептонному бульйоні

Препарат | Концентрація препарату, % | Кількість бактерій, % до контролю

3-й день | 5-й день | 7-й день

Рубіган | 0,04 | 0,0 | 0,0 | 0,0

Скор 250 ЕС | 0,02 | 25,0 | 40,0 | 100,0

Стробі, 50% | 0,02 | 40,0 | 80,0 | 100,0

Хлорокис міді | 0,40 | 0,0 | 0,0 | 10,0

Хорус | 0,02 | 25,0 | 75,0 | 100,0

Ефаль, 65% в.р.к. | 0,20 | 100,0––

Топсин М | 0,10 | 50,0 | 100,0–

МПБ (контроль)– | 100,0––

Встановлено, що найбільша токсичність до збудника бактеріального опіку плодових in vitro притаманна рубігану та хлорокису міді, які повністю затримують ріст колоній E. amylovora протягом 5 діб. Скор та хорус помітно гальмують ріст бактерій лише протягом 3 днів. Стробі та топсин М слабо впливають на здатність бактеріальних клітин до розмноження на середовищі МПБ.

На сьомий день обліку ріст бактерій був відсутній тільки у пробірках із рубіганом. Встановлено, що різні його концентрації спричиняють агрегацію і випадання в осад бактеріальних клітин після внесення їх до живильного середовища, що підтверджує високу ефективність препарату.

Активність хімічних сполук проти збудника бактеріального опіку плодових in vivo. Для з’ясування здатності вищезазначених фунгіцидів гальмувати розвиток хвороби на рослинах у лабораторних умовах здійснювали оброблення пагонів груші препаратами із попереднім штучним зараженням бруньок, листків та квіток. Облік уражень здійснювали через 3, 5, 7, 14 і 21 день (табл. 6). Активно подавляли розвиток захворювання рубіган, ефаль та хлорокис міді, які можна рекомендувати для застосування з повторним їх використанням через 14, 14 та 7 днів відповідно.

Таблиця 6 – Активність фунгіцидів на пагонах груші при штучному зараженні бруньок E. amylovora

Препарат | Концентра-ція препа-рату, % | Розвиток хвороби, % до контролю

3-й день | 5-й

день | 7-й

день | 14-й

день | 21-й

день

Рубіган | 0,04 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 10,0

Скор 250 ЕС | 0,02 | 0,0 | 0,0 | 10,0 | 50,0 | 60,0

Стробі, 50% | 0,02 | 0,0 | 5,0 | 25,0 | 60,0 | 100,0

Хлорокис міді | 0,4 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 5,0 | 20,0

Хорус | 0,02 | 0,0 | 5,0 | 40,0 | 90,0 | 100,0

Ефаль, 65% в.р.к. | 0,2 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 10,0

Топсин М | 0,1 | 0,0 | 0,0 | 5,0 | 50,0 | 60,0

Контроль (вода)– | 10,0 | 25,0 | 40,0 | 90,0 | 100,0

НІР05 | 1,4 | 4,3 | 5,1 | 4,5 | 4,5

Найбільш виражені антибактеріальні властивості при штучному ураженні листків характерні для рубігану, хлорокису міді, ефалю, які затримували розвиток захворювання протягом 21 доби. На листки фунгіциди впливали ефективніше, ніж на бруньки. За необхідності повторне оброблення рубіганом, хлорокисом міді та ефалем можна проводити не пізніше 14 – 21 днів (табл. 7).

Таблиця 7 – Активність фунгіцидів на листях груші при штучному зараженні їх E. amylovora

Препарат | Концен-трація пре-парату, % | Розвиток хвороби, % до контролю

3-й

день | 5-й

день | 7-й

день | 14-й

день | 21-й

день

Рубіган | 0,04 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0

Скор 250 ЕС | 0,02 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 25,0 | 40,0

Стробі, 50% | 0,02 | 0,0 | 0,0 | 10,0 | 30,0 | 50,0

Хлорокис міді | 0,40 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0

Хорус | 0,02 | 0,0 | 0,0 | 10,0 | 25,0 | 30,0

Ефаль, 65% в.р.к. | 0,20 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 0,0

Топсин М | 0,10 | 0,0 | 0,0 | 0,0 | 40,0 | 50,0

Контроль (вода)– | 30,0 | 50,0 | 90,0 | 100,0–

НІР05 | 0,2 | 0,2 | 0,5 | 1,9 | 2,9

У разі штучного зараження квіток найкращим бактерицидом виявився хлорокис міді, що пригнічував розвиток хвороби упродовж 5 днів (табл. 8).

Таблиця 8 – Антибактеріальна активність фунгіцидів на квітках груші при штучному зараженні їх E. amylovora

Препарат | Концен-трація пре-парату, % | Розвиток хвороби, % до контролю

3-й

день | 5-й

день | 7-й

день

Рубіган | 0,04 | 10,0 | 10,0 | 10,0

Скор 250 ЕС | 0,02 | 50,0 | 100,0–

Стробі, 50% | 0,02 | 50,0 | 100,0–

Хлорокис міді | 0,40 | 0,0 | 0,0 | 15,0

Хорус | 0,02 | 40,0 | 50,0 | 100,0

Ефаль, 65% в.р.к. | 0,20 | 10,0 | 20,0 | 20,0

Топсин М | 0,10 | 50,0 | 100,0–

Контроль (вода)– | 70,0 | 100,0–

НІР05 | 2,4 | 1,2 | 0,5

Інші препарати виявляли незначну бактерицидну активність. На 7-й день при повній загибелі рослин у контролі, квітки, оброблені рубіганом, хлорокисом міді та ефалем, уражалися патогеном на 10, 15, 20% відповідно.

Встановлено, що із 7 досліджених препаратів найпридатнішими для застосування проти збудника бактеріального опіку плодових є: для оброблення під час набухання бруньок – рубіган, хлорокис міді, ефаль; для оброблення по рожевому бутону та в період цвітіння – хлорокис міді.

Вплив антибіотичних речовин на розвиток захворювання. Для виявлення впливу антибіотиків на розвиток захворювання нами використані недозрілі плоди груші, оброблені антибіотиками в різних концентраціях