Сортовая специфика восприимчивости яровой пшеницы к токсикогенным грибам, влияющим на качество и экологическую безопасность зерна

Литература

1. Звягинцев Д.Г. Методы почвенной микробиологии и биохимии. - М.: Изд-во МГУ, 1991. - 304 с.

2. Панкина Е.П., Хижняк С.В. Бактериальные сообщества пещер как источник штаммов для биологической защиты растений от болезней. - Красноярск: Изд-во КрасГАУ, 2012. - 125 с.

3. Поллард Д. Справочник по вычислительным методам статистики. - М.: Финансы и статистика, 1982. -344 с.

4. Теппер Е.З., Переверзева Г.И. Практикум по микробиологии. - М.: Дрофа, 2004. - 256 с.

5. Психрофильные и психротолерантные гетеротрофные микрорганизмы карстовых полостей Средней Сибири / С.В. Хижняк, И.В. Таушева, А.А. Березикова [и др.] // Экология. - 2003. - № 4. - С. 261-266.

6. Штерншис М.В., Джалилов Ф.С. Биологическая защита растений. - М.: КолосС, 2004. - 264 с.

7. Copping L.G. The manual of biocontrol agents. - Alton: BCPC, 2004. - 702 p.

8. Pal K.K., Gardener B.M. Biological Control of Plant Pathogens // The Plant Health Instructor. - 2006. - 02. -Р. 117.

9. Patkowska E. The effect of biopreparations on the formation of rhizosphere microorganism populations of soybean // Acta Sci. Pol. Hortorum Cultus. - 2005. - 4. - Р. 89-99.

10. Perello A.E., Monaco C. Status and progress of biological control of wheat (Triticum aestivum L.) foliar diseases in Argentina // Fitosanidad. - 2007. - V. 11. - № 2. - P. 15-25.

11. Field assessment of two strains of cold-adapted bacteria isolated from cave microbial community as biological agents for protection of cereals in Siberia / V.K. Purlaur, V.P. Bitcukova, S.V. Khizhnyak [et al.] // Найно-вите постижения на европейската наука - 2011: Материали за vii международна научна практична конференция. - Болгария. - 2011. - С. 79-82.

УДК 632.4 С.В. Хижняк, Е.Я. Мучкина

СОРТОВАЯ СПЕЦИФИКА ВОСПРИИМЧИВОСТИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ К ТОКСИКОГЕННЫМ ГРИБАМ, ВЛИЯЮЩИМ НА КАЧЕСТВО И ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ БЕЗОПАСНОСТЬ ЗЕРНА

Среди трёх проанализированных сортов яровой пшеницы, культивируемых в Красноярском крае, сорт Новосибирская-31 является наиболее восприимчивым к токсикогенным грибам родов Fusarium и Alternaria, а сорт Ветлужанка - наименее восприимчивым.

Ключевые слова: качество зерна, микроскопические грибы, пшеница, микотоксины.

S.V. Khizhnyak, E.Ya. Muchkina

CULTIVAR SPECIFICITY OF SPRING WHEAT SUSCEPTIBILITY TO THE TOXICOGENIC FUNGI AFFECTING THE GRAIN QUALITY AND ECOLOGICAL SAFETY

Among three analyzed spring wheat cultivars cultivated in Krasnoyarsk Krai the cultivar Novosibirskaya-31 is the most susceptible to the toxicogenic fungi of Fusarium and Alternaria genera, and the cultivar Vetluzhanka is the least susceptible.

Key words: grain quality, microscopic fungi, wheat, mycotoxins.

Введение. Среди болезней зерновых культур в Сибири в последние годы широкое распространение получили альтернариозы, вызываемые фитопатогенными грибами р. Alternaria, и фузариозы, вызываемые фитопатогенными грибами р. Fusarium. Эти грибы способны поражать все органы растения, включая семена, что ведёт не только к потерям урожая, но и к снижению потребительских и посевных качеств зерна, что не обеспечивает его экологическую безопасность.

Виды Alternaria, заражая зерно, не влияют на его массу. Инфицированные семена обычно крупные и хорошо выполненные, имеют нормальную всхожесть и прорастают без видимых аномалий [5, 7]. Влияние Alter-

ВестникКрасГАУ. 2014. №10

naria spp. на пищевые качества зерна проявляется в снижении выпечных качеств муки благодаря амилазной и протеолитической активности патогена [9]. Однако основная опасность, которую представляет присутствие видов Alternaría в зерне, - это загрязнение сельскохозяйственной продукции вторичными метаболитами гриба, токсичными для животных и человека. Токсины Alternaría spp. могут быть тератогенны, токсичны для эмбрионов или вызывать гематологические заболевания, а их концентрации в продукции растениеводства порой достигают существенных величин [4, 10]. С учётом современных таксономических данных можно утверждать, что на злаках обнаружено не менее 14 видов р. Alternaría [3], однако наиболее распространёнными возбудителями заболеваний зерновых в Красноярском крае являются виды A. tenuissima и A. infectoria [8].

При поражении грибами р. Fusarium зерно, как правило, щуплое и обладает пониженной всхожестью. Кроме этого, указанные грибы также выделяют ряд микотоксинов: дезоксиниваленол, ниваленол, Т-2 токсин, НТ-2, диацетоксисцирпинол, зеараленон, монилиформин, фумонизины и другие. Перечисленные токсины при попадании в организм человека вызывают не только поражение желудочно-кишечного тракта, сердечнососудистой и нервной систем, но и индуцируют хромосомные изменения в клетках. Особенностью грибов р. Fusarium является способность к продолжению их развития на зерне после уборки урожая, что ведёт к многократному увеличению содержания в нем микотоксинов при хранении [1, 6].

Цель исследования. Изучение сортовой специфики восприимчивости яровой пшеницы к альтер-нариозу и фузариозу семян на примере районированных в Красноярском крае сортов Ветлужанка, Омская-33 и Новосибирская-31.

Объекты и методы. Объектом исследования являлось зерно пшеницы сортов Новосибирская 31, Омская 33, Ветлужанка, полученное в ГП КК «Каратузское ДРСУ» Каратузского района Красноярского края, урожая 2013 г., по 2 кг семян в пробе.

Изучение заражённости семян проводили методом визуальной оценки (по 1000 семян из каждой пробы) и методом влажной камеры (по 100 семян из каждой пробы) [2]. При визуальной оценке отмечали семена с симптомами «чёрного зародыша» (возбудители - грибы рр. Bipolaris и Alternarla), а также семена с розовой окраской (возбудители - грибы р. Fusarium). Идентификацию возбудителей проводили по культурально-морфологическим признакам [2]. Статистический анализ осуществляли стандартными методами с использованием пакета StatSoft STATISTICA 6.0.

Результаты и их обсуждение. Визуальная оценка показала, что во всех исследованных пробах присутствуют семена с симптомами «чёрного зародыша». В пробах семян сортов Новосибирская-31 и Омская-33 также присутствуют семена с симптомами фузариоза, в пробе семян сорта Ветлужанка семена с признаками фузариоза не обнаружены. Общая встречаемость семян с признаками инфекции у разных сортов статистически значимо (p < 0,001 по критерию х2) различается. Минимальный процент семян с признаками инфекции (0,8%) отмечен у сорта Ветлужанка, максимальный (6,3%) - у сорта Новосибирская-31 (рис. 1). Кроме этого, статистически значимо (p < 0,001 по критерию х2) различается распространённость индивидуальных заболеваний - «чёрного зародыша» и фузариоза. Максимальная распространённость «чёрного зародыша» и фузариоза отмечена у сорта Новосибирская-31 (соответственно 4,2 и 2,1 %) (рис. 2).

7

ф

о

ф

1,3

6,3

_

2,8

I

Ветлужанка Омская-33 Новосибирская- В среднем по

31 сортам

Рис. 1. Доля семян изучаемых сортов с признаками инфекции по результатам визуального осмотра

6

5

Рис. 2. Распространённость «чёрного зародыша» и фузариоза у изучаемых сортов по результатам визуального осмотра

Анализ семян методом влажной камеры показал, что доля инфицированных семян (включая семена, не имеющие визуально заметных признаков поражения) варьирует от 17 % (сорт Ветлужанка) до 27 % (сорт Новосибирская-31) (рис. 3). Возбудители заболеваний представлены тремя родами: Alternaría, Bipolaris и Fusarium (рис. 4).

Рис. 3. Доля инфицированных семян изучаемых сортов по результатам анализа методом влажной камеры

Вестник, КрасГАУ. 2014. №10

Рис. 4. Заражённость семян изучаемых сортов по результатам анализа методом влажной камеры

В целом по трём изученным сортам преобладают представители р. Fusarium (11,3% семян). На втором месте находятся возбудители р. Alternaría (9,3% семян), на третьем - р. Bipolaris (2,7% семян). Однако состав возбудителей у исследуемых сортов статистически значимо (р < 0,01) различается, что обусловлено неодинаковой встречаемостью представителей рр. Fusarium и Alternaría у разных сортов. Так, максимальная встречаемость возбудителей р. Fusarium (19%) отмечена у сорта Новосибирская-31, минимальная (2%) - у сорта Ветлужанка. Максимальная встречаемость возбудителей р. Alternaría (13%) отмечена у сорта Ветлу-жанка, минимальная (5%) - у сорта Новосибирская-31. Статистически значимых различий по встречаемости возбудителей р. Bipolaris (2% у сорта Ветлужанка и по 3% у сортов Новосибирская-31 и Омская-33) не обнаружено.

Между распространённостью фузариоза семян, определённой методом визуальной оценки, и заражённостью семян грибами р. Fusarium, выявленной методом влажной камеры, наблюдается положительная корреляция (коэффициент корреляции 0,87, коэффициент ранговой корреляции 1,00). В то же время между распространённостью «чёрного зародыша» и выявленной методом влажной камеры заражённостью семян возбудителями данного заболевания наблюдается обратная связь. Так, у сортов Ветлужанка и Омская-33 зафиксирован высокий уровень инфицирования семян возбудителями «чёрного зародыша» грибами рр. Alternaría и Bipolaris (в сумме 15 % для Ветлужанки и 13 % для Омской-33) при низкой доле семян, имеющих симптомы заболевания «чёрный зародыш» (менее 1% для обоих сортов). В то же время у сорта Новосибирская-31 уровень инфицирования семян грибами рр. Alternaría и Bipolaris (8 %) близок к доле семян с симптомами «чёрного зародыша» (4,2 %).

Возможное объяснение данному феномену следующее. Можно предположить, что сорт Ветлужанка и в меньшей степени сорт Омская-33 обладают повышенной устойчивостью к заболеванию «чёрный зародыш». В этой связи инфицирование семян грибами рр. Alternaría и Bipolaris в большинстве случаев протекает бессимптомно и не отмечается при визуальном осмотре. В то же время сорт Новосибирская-31 неустойчив к «чёрному зародышу», в связи с чем у большинства инфицированных семян данного сорта это заболевание проявляется визуально.

В целом можно констатировать, что среди изученных сортов наиболее устойчивыми к токсикогенным грибам, поражающим зерно, является сорт Ветлужанка, наименее устойчивым - сорт Новосибирская-31.

Выводы

1. Семенная инфекция яровой пшеницы на юге Красноярского края в 2013 г. представлена в основном токсикогенными грибами рр. Alternaría и Fusarium, на долю которых в сумме приходится 88-89 % от общего числа инфицированных семян. Кроме этого, в составе возбудителей семенной инфекции выявлены грибы р. Bipolaris (11-12 % от общего числа инфицированных семян).

2. Доля инфицированных семян у изученных сортов статистически значимо различается, составляя в зависимости от сорта от 17 до 27 %. Распространённость заболевания «чёрный зародыш» составляет от 0,8 до 4,2 %, распространённость фузариоза семян - от 0 до 2,1 %.

3. Среди трёх проанализированных сортов яровой пшеницы сорт Новосибирская-31 является наиболее восприимчивым к токсикогенным грибам рр. Alternaría и Fusarium, сорт Ветлужанка - наименее восприимчивым к указанным возбудителям.

Литература

1. Билай В.И., Пидопличко Н.М. Токсинообразующие микроскопические грибы. Микотоксикозы. - Киев: Наукова думка, 1970. - 126 с.

2. Билай В.И. Методы экспериментальной микологии. - Киев: Наукова думка, 1982. - 550 с.

3. Ганнибал Ф.Б. Мелкоспоровые виды рода Alternaría на злаках // Микология и фитопатология. - 2004. - № 38 (3). - С. 19-28.

4. Ганнибал Ф.Б. Токсигенность и патогенность грибов рода Alternaría для злаков // История и современность / под ред. А.П. Дмитриева. - СПб., 2007. - С. 82-93.

5. Ганнибал Ф.Б. Виды рода Alternaría в семенах зерновых культур в России // Микология и фитопатология. - 2008. - № 42 (4). - С. 359-368.

6. Иващенко В.Г., Шипилова Н.П., Назаровская Л.А. Фузариоз колоса хлебных злаков. - СПб.; Пушкин: ВИЗР, 2004. - 164 с.

7. Семенов А.Я., Мухина М.Ю., Горденко В.И. Видовой состав микроскопических грибов на семенах озимой ржи в Горьковской области // Бюл. ВНИИ защиты растений. - 1988. - Вып. 70. - С. 84.

8. Хижняк С.В., Мучкина Е.Я., Машанов А.И. Состав микроскопических грибов, влияющих на качество и экологическую безопасность зерна пшеницы в ОПХ «Курагинское» Красноярского края // Вестник КрасГАУ. - 2012. - № 1. - С. 106-109.

9. Lorenz K. Effects of blackpoint on grain composition and baking quality of New Zealand wheat // New Zealand J. Agric. Res. - 1986. - 29. - P.711-718.

10. Rotem J. The genus Alternaria. Biology, epidemiology and pathogenicity // St. Paul: APS Press. - 1994. -326 р.