Популяции фитопатогенов и их взаимосвязь с компонентами агробиоценозов зерновых культур

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

УДК 633.1

ПОПУЛЯЦИИ ФИТОПАТОГЕНОВ И ИХ ВЗАИМОСВЯЗЬ С КОМПОНЕНТАМИ АГРОБИОЦЕНОЗОВ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

PHYTOPATHGENS POPULATIONS AND THEIR INTERRELATION WITH THE COMPONENTS OF AGROBIOCENOSIS OF GRAIN CROPS

Е.А. Иванцова, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

E.A. Ivantsova

Volgograd state agricultural academy

Представлены данные о видовом составе патогенов зерновых культур, сорных и дикорастущих растений в условиях Волгоградской области. Установлено, что насекомые могут способствовать заражению растений патогенами и разрастанию очагов болезни.

The article gives data on kinds of pathogens of grain crops, weeds and wild-groning plants under the conditions of Volgograd region. It is determined that insects can enable pathogenic infecting plats and extending the disease focus.

Ключевые слова: энтомология, фитопатогены, популяция, агробиоценозы, зерно.

Из-за разрозненности и обособленности отдельных сельскохозяйственных дисциплин (фитопатологии, энтомологии, гербологии) вредные организмы изучаются изолированно, хотя в агробиоценозах и естественных системах они функционируют взаимосвязанно. В задачи наших эколого-фаунистических исследований входило изучение комплекса членистоногих и популяций фитопатогенов зерновых колосовых, сорных и дикорастущих растений Нижнего Поволжья и установление взаимосвязи распространения болезней сельскохозяйственных культур с сегетальной растительностью и насекомыми.

Патогенное воздействие на растения в агрофитоценозах зерновых колосовых культур может оказывать достаточно большой комплекс микромицетов и бактерий. На основании многолетних наблюдений за распространением и развитием заболеваний пшеницы и ячменя в производственных условиях сельскохозяйственных предприятий и отчетов лаборатории диагностики и прогнозов ОблСТАЗР за период с 1960 по 2008 гг. нами составлен список видового состава возбудителей болезней зерновых культур, имеющих распространение в Волгоградской области.

На озимой и яровой пшенице зарегистрированы следующие виды патогенов: Tilletia caries Tul., Ustilago tritici Jens., Puccinia recondida Rob. et Desm., Puccinia graminis Pers., Blumeria graminis (DC) Speer., Claviceps purpurea Tul., Sclerotinia graminearum Elenev., Fusarium nevale Ces., Helminthosporium sativum Pam., Septoria tritici Rob. Et Desm., Alternaria tenuis Nees., Aspergillus glaucus Fr., Penicillium graucum Fr., Fusarium graminearum Schw., виды грибов Fusarium, Helminthosporium, Xanthomonas campestris pv. translucens Dows., Hordeum virus nanescens Rademacher. et Schwarz., Russian winter wheat mosaic virus. На ячмене встречаются: Ustilago hordei Lagerh., Ustilago nuda Rostr., Puccinia graminis Pers., Blumeria graminis (DC) Speer., Claviceps purpurea Tul., Septoria tritici Rob. et Desm., Alternaria tenuis Nees., Helminthosporium teres Sacc., Helminthosporium sativum Pam., Fusarium graminearum Schw., Aspergillus glaucus Fr., Penicillium graucum Fr., Xanthomonas campestris var. hordei Dows., Baccilus cerealinus Gentner.

Видовой состав сорняков в посевах сельскохозяйственных культур Нижнего Поволжья многообразен. Доминирующие виды - двудольные многолетние корнеотпрысковые: осот полевой, вьюнок полевой, молочай лозный, бодяк полевой. В южных и заволжских районах распространен карантинный корнеотпрысковый сорняк -

горчак розовый. Из двудольных однолетников широко распространены мари, щирицы, комплекс крестоцветных сорняков, из злаковых - овсюг обыкновенный, куриное просо, щетинники.

Одним из направлений биологической защиты от сорняков является использование фитопатогенных микроорганизмов, в частности грибов. В настоящее время более 130 таксонов микромицетов изучаются в качестве потенциальных продуцентов микробиологических препаратов [1].

Интерес к фитопатогенным грибам как биологическим агентам контроля за сорной растительностью обусловлен тем, что многие их виды высокоспецифичны, быстро распространяются в пространстве, не влияют на теплокровных животных и человека, легко поддаются воспроизводству, накоплению и хранению. Кроме того, они могут выделять вещества, обладающие гербицидными свойствами, и тем самым служить продуцентами химических гербицидов. На основании этих особенностей строится стратегия использования фитопатогенных грибов - внесение в агроценоз в виде живых культур или химических препаратов.

Биологическая борьба с сорняками при помощи микогербицидов - перспективное направление в защите растений, особенно в отношении таких широко распространенных и трудноискоренимых сорняков, как бодяк полевой и осот полевой, горчак ползучий, вьюнок полевой, виды горцев и др. За рубежом накоплен достаточный опыт использования микогербицидов против различных сорняков, создан ряд биопрепаратов, таких как: коллего -против горца вьюнкового, лубао и биомал - против повилики, биалос - против амброзии полыннолистной, эффективность которых составляет 85-97 %. Пока микогербициды уступают традиционным гербицидам. Однако необходимо учитывать следующие обстоятельства: разработка обходится в 5-6 раз дешевле, их можно производить в любых регионах, имея лишь ферментеры, которые используются для получения других биопродуктов (что затруднительно в случае химического производства); наконец, микогербициды - это экологически безопасные препараты, в связи с чем их регистрация осуществляется более оперативно [2]. В России работы по созданию микогербицидов практически не ведутся, хотя начались они именно российскими исследователями еще в 20-е годы [3].

В исследованиях В.П. Панченко [4], А.И. Ртищевой [5], Е.Л. Гасич, Ю.А. Титовой [6] приводятся сведения о пораженности сорной и дикорастущей растительности различными грибными заболеваниями, которые в ряде случаев способны выступать в качестве естественных регуляторов развития и размножения таких сорняков, как горчак розовый, молокан татарский, бодяк полевой, вьюнок полевой.

Микобиота Волгоградской области малоизучена. Сведения о фитопатогенных грибах этого региона приводятся в работах В. А. Елфимовой [7], Е.А. Крюковой, Л.Т. Персидской [8], Е.А. Крюковой, Т.С. Плотниковой [9], Е.А. Крюковой, М.Н. Белицкой [10], но они касаются главным образом грибных возбудителей болезней культурных растений. Сведения о патогенном комплексе сорных и дикорастущих растений для условий области отсутствуют.

Исследования по выявлению и распространению болезней на сорняках проводили в посевах озимой и яровой пшеницы, ярового ячменя, а также по опушкам лесных полос и в естественных фитоценозах сухостепной зоны каштановых почв и полупустынной зоны светло-каштановых почв в период 2003-2008 гг.

Общий список идентифицированных грибов на сорной и дикорастущей растительности, согласно нашим исследованиям, составил 39 видов. Выявленные виды грибов зарегистрированы на 26 видах растений из 24 родов 9 семейств. По числу видов ведущими являются роды Erysiphe, Puccinia и Septoria. Остальные роды представлены 1-2 видами. Видовое разнообразие микромицетов представлено разножгутиковыми грибами из класса оомицетов и настоящими грибами из классов аскомицеты, базидиомицеты и дейтеромицеты.

Из класса оомицетов отмечен один вид Albugo sp., который является возбудителем белой ржавчины Ambrosia artemisifolia L., Amaranthus retroflexus L. и Amaranthus blitoides S. Wats. На обследованных территориях белая ржавчина была распространена во всех местообитаниях, где произрастали данные виды шириц и амброзия полыннолистная. Заболевание на указанных видах вредоносно, поскольку наблюдалось отставание в росте и развитии сильно пораженных растений. Сумчатые грибы представлены порядком Erysiphales. Отмечали высокую распространенность мучнистой росы вьюнка полевого и видов горца. Базидиомицеты включают только представителей порядка Uredinales. Головневые грибы не выявлены. Повсеместно ржавчинные грибы характеризовались слабым и средним развитием. Несовершенные грибы представлены наибольшим числом родов и видов. Из пикнидиальных грибов сравнительно высокая частота встречаемости была характерна для Septoria sp. - возбудителей септориозной листовой пятнистости вьюнка полевого при низкой степени поражения.

На пырее ползучем обнаружены возбудители мучнистой росы (Blumeria draminis Speer.) и бурой ржавчины пшеницы (Puccinia recondita Rob. Et Desm.), на щетиннике зеленом и костре кровельном - корневой гнили (Helminthosporium sativum Pam., Fuzarium sp.), на мятлике обыкновенном - обычная ржавчина и бурая листовая (Pucciniapoa Rabh., P. recondita Rob. Et Desm.), грибы рода Helminthosporium и Fuzarium, на овсянице луговой -корончатая ржавчина (Puccinia festucae Plowr.). Надземные части вьюнка полевого поражает септориоз (Septoria convolvuli Desmaz., S. longispora Bondartsev.), альтернариоз (Alternaria alternata (Fr.) Keissler.), ржавчина (Puccinia convolvuli (Pers.) Carst.), мучнистая роса (Erysiphe graminis f. covolvuli P. ). Горец птичий и шероховатый подвержены влиянию патогенов ржавчины (Puccinia polygoni Alb. et. Schw.), септориоза (Septoria sp.), мучнистой росы (Erysiphe sp ). Следует отметить достаточно высокую распространенность видов Septoria и Erysiphe вьюнка полевого и горца птичьего. На бодяке полевом обнаружены ржавчинные грибы (Puccinia sp.), на амброзии полыннолистной - патогены из родов Alternaria, Puccinia, Albugo, Botrytis.

В результате наших исследований выявлены растения-резерваты возбудителей грибных заболеваний среди луговой и сорной растительности, от которых инфекционное начало может передаваться культурным растениям, а также микромицеты, среди которых могут оказаться потенциальные кандидаты для биоконтроля.

Широкая распространенность септориза и мучнистой росы на вьюнке полевом и высокая экологическая пластичность этих возбудителей заболеваний обусловливают дальнейшее изучение их как кандидатов биоконтроля.

Известно, что сорные растения способствуют массовому развитию болезней и вредителей, поражающих посевы сельскохозяйственных культур. При изучении микобиоты сорных и дикорастущих растений нами были выявлены общие возбудители болезней, способные вызывать патологический процесс у вышеуказанных и культурных растений в агробиоценозах. При наличии сорной и травянистой растительности, в значительной степени пораженной патогенной микрофлорой, может происходить первичное заражение сельскохозяйственных культур с угрозой образования очагов болезни в агроценозе. Наши учеты, проведенные в 2004-2008 гг. в южных районах области (Калачевский, Котельниковский), показали на отдельных полях сильную засоренность сизым и зеленым щетинниками, пыреем ползучим и др. Зараженность корней этих сорных растений грибом Helminthosporium достигала 78,2 %. Такое обилие инфекции в почве не могло не приводить к сильному поражению зерновых культур (пшеницы и ячменя). Кроме того, сорняки, расходуя на единицу веса в 2-3 раза больше влаги, чем культурные растения, ухудшали условия развития зерновых и способствовали тем самым более сильному поражению их корневой гнилью.

Нами выяснялась также роль насекомых в распространении болезней сельскохозяйственных культур. Пробы отбирались методом энтомологических сборов массовых видов насекомых на зерновых культурах (яровой и озимой пшенице, яровом

ячмене) в течение всего периода вегетации культур. С целью выявления переносчиков возбудителей болезней были проведены анализы способом смыва спор с насекомых и просмотра суспензии и непосредственно самих насекомых под микроскопом, а также посев суспензии и помещение насекомых на питательную среду в чашки Петри. Наличие грибных заболеваний (мучнистой росы, ржавчины, головни) устанавливалось одновременно по внешним, характерным для каждой болезни, признакам.

В результате исследований установлено, что клоп-вредная черепашка (Eurygaster integriceps Put.) и хлебный жук-кузька (Eurygaster integriceps Put.) могут способствовать распространению уредоспор бурой ржавчины (Puccinia recondita Rob. Et Desm.) и конидий мучнистой росы (Blumeria graminis Speer.), пшеничный трипс (Haplothrips tritici Klurd.) переносит на себе споры бурой ржавчины и пыльной головни (Ustilago tritici Jens.). Злаковые мухи (Оscinella sp.) способствуют распространению пыльной головни, полосатая хлебная блошка (Phyllotreta vittula Redt.) - мучнистой росы, нестадные саранчовые (Acridoidea) -корневых гнилей (Helminthosporium sativum Pam., виды рода Fuzarium). По степени заспоренности насекомых установлено, что наибольшее количество конидий мучнистой росы может переносить на себе клоп-вредная черепашка и полосатая хлебная блошка. Следует отметить, что распространителями многих грибных болезней могут быть и полезные насекомые. Например, выявлено, что переносчиками уредоспор бурой ржавчины, пыльной головни и конидий мучнистой росы являются кокцинеллиды (Coccinellidae) - 7-точечная божья коровка (Coccinella septempunctata L.) и коровка изменчивая (Adolia variegata Gz.).

Таким образом, насекомые, перемещаясь с больного растения на здоровые, могут способствовать заражению последних и разрастанию очага болезни, т. е. насекомые, участвуя в распространении спор грибов, осуществляют взаимосвязь между высшими растениями и микрофлорой, а через растения-резерваты происходит обмен микрофлорой естественных и искусственных фитоценозов.

Библиографический список

1. Левитин, М.М. Фитопатогенные грибы против сорняков / М.М. Левитин // Защита и карантин растений. -2000. - № 7. - С. 16-17.

2. Соколов, М.С. Биологическая защита растений в США / М.С. Соколов, Е.В. Литвишко // Защита и карантин растений. - 1993. - № 12. - С. 11-12.

3. Захаренко, В.А. Биологическая защита растений как фактор оптимизации фитосанитарного состояния растениеводства / В.А. Захаренко // Актуальные вопросы биологизации защиты растений: сб. трудов., посвященный 40-летию ин-та; под ред. М.С. Соколова и Е.П. Угрюмова. - Пущино, 2000. - С. 11-26.

4. Панченко, В.П. Грибные болезни сорняков / В.П. Панченко // Защита растений. - 1982. - № 7.- С. 31-32.

5. Ртищева, А.И. Специфика видового состава микромицетов в различных агроценозах Липецкой области / А.И. Ртищева // Формирование животного и микробного населения агроценозов. - М.: Наука, 1982. - С. 22-24.

6. Гасич, Е.Л. Микромицеты на сорных растениях Ростовской области / Е.Л. Гасич, Ю.А. Титова // Бюлл. ВИЗР. - СбП., 1998. - № 78-79. - С. 64-70.

7. Елфимова, В.А. Приемы снижения инфекционного пресса и оздоровления степных агроценозов в рамках экологизированной защиты растений / В.А. Елфимова // Поволжский экологический вестник. - Волгоград, 1999. - Вып. 6. -С. 119-123.

8. Крюкова, Е.А. Формирование энтомофауны и патогенной микрофлоры в лесоаграрном ландшафте: пути повышения устойчивости агрофитоценозов / Е.А. Крюкова, Л.Т. Персидская // Вестник с.-х. науки. - 1986. - № 4. - С. 61-66.

9. Крюкова, Е.А. Особенности развития болезней сельскохозяйственных культур в экосистемах с защитными лесными насаждениями / Е.А. Крюкова, Т.С. Плотникова // Экологическая роль защитных насаждений в лесоаграрном ландшафте. - Волгоград, 1982. - С. 124-138.

10. Крюкова, Е.А. Фитосанитарная оптимизация агроэкосистем лесоаграрного ландшафта / Е.А. Крюкова, М.Н. Белицкая. - Волгоград: ВНИАЛМИ, 2005. - 154 с.