Оценка пораженности красно-бурой пятнистостью Drechslera avenae коллекционных образцов овса в криолитозоне

УДК 633.13:632.4

DOI: 10.24411/2587-6740-2019-15079

ОЦЕНКА ПОРАЖЕННОСТИ КРАСНО-БУРОЙ ПЯТНИСТОСТЬЮ DRECHSLERA AVENAE КОЛЛЕКЦИОННЫХ ОБРАЗЦОВ ОВСА В КРИОЛИТОЗОНЕ

Л.В. Петрова

Якутский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

имени М.Г. Сафронова — обособленное подразделение ФГБНУ ФИЦ «Якутский

научный центр Сибирского отделения Российской академии наук», г. Якутск, Россия

В статье приведены результаты исследований 2009-2011 гг. и дана оценка пораженности красно-бурой пятнистостью коллекционных образцов овса посевного, возделываемых в условиях мерзлотных почв Центральной Якутии. Цель исследования — отбор устойчивых к красно-бурой пятнистости коллекционных образцов овса посевного (Avena sativa L.), адаптированного к условиям Якутии. Овес посевной — одна из ведущих зернофуражных культур, используемых на кормовые цели в зоне многолетней мерзлоты Центральной Якутии. Результаты исследований показали, что поражение красно-бурой пятнистостью сортообразцов коллекции ВИР наблюдается в криолитозоне на естественном искусственном фоне. Отобраны устойчивые и слабовосприимчивые номера сортообразцов к красно-бурой пятнистости. Выявлена слабая отрицательная связь между продолжительностью вегетационного периода (r = -0,31) и количеством зерен в метелке (r = -0,27); отмечается слабая положительная связь между массой 1000 зерен в метелке и урожайностью зерна (r = 0,39), при этом по сортообразцам существует отрицательная связь между пораженностью красно-бурой пятнистостью и массой 1000 зерен.

Ключевые слова: овес посевной, красно-бурая пятнистость овса, устойчивость, коллекционный питомник, Drechslera avenae.

Введение

Традиционная защита растений от болезней с использованием химических средств считается недостаточно эффективной и экологически опасной. Их широкое и многократное использование способно вызвать нарушение экологического состояния агроценозов [4]. Овес является второй после ячменя ведущей зернофуражной культурой. Он возделывается в чистом виде и в смеси с бобовыми культурами на сено, силос. В условиях криолитозоны в получении стабильных урожаев важную роль играют сорта, адаптированные и устойчивые к возврату весенних заморозков. При этом ведется селекция на устойчивость к основным болезням овса, в частности красно-бурой пятнистости.

Красно-бурая пятнистость — основное заболевание посевов овса в Центральной Якутии. Возбудителем этого заболевания является гриб Drechslera avenae (Eidam) Scharif. Заражение всходов происходит при посеве инфицированными семенами, особенно сильно во влажную и прохладную погоду. Возделывание восприимчивых сортов, зараженные семена и растительные остатки, отсутствие защитных мероприятий, влажная и прохладная погода способствуют развитию и распространению красно-бурой пятнистости.

Меры защиты: использование сортов с повышенной устойчивостью, осуществление зяблевого комплекса обработки почвы, соблюдение севооборота, внесение фосфорно-калийных удобрений в смеси с микроэлементами, соблюдение сроков сева, протравливание семян.

Цель исследований заключается в проведении оценки устойчивости коллекционных номеров овса к красно-бурой пятнистости в корреляционных связях агробиологических показателей.

Материал, условия и методика

проведения исследований

Работу проводили в 2009-2011 гг. в условиях Центральной Якутии на опытных участках Покровского стационара по зерновым культурам Якутского научно-исследовательского института сельского хозяйства имени М.Г. Сафронова (Якутский НИИСХ). Полевые опыты закладывались однофакторным опытом, согласно общепринятым методикам полевого опыта Б.А. Доспехова [3]. Объект исследований — овес посевной (Avena sativa L.). Материал исследований — коллекция сортов из Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства имени Н.И. Вавилова (ВИР). Предмет исследований — оценка на устойчивость к красно-бурой пятнистости овса в условиях криоли-тозоны Центральной Якутии.

1850 1840 1830 1820 1810 1800 1790 1780 1770

Лабораторные и полевые исследования выполнялись на базе существующих при институте лаборатории селекции и семеноводства зерновых культур, стационаров по зерновым культурам № 10. Предшественник — пар. Почва опытных участков мерзлотная таежно-палевая осолоделая, по механическому составу среднесуглинистая с содержанием гумуса в верхнем 5-сантиметровом слое 3-6%, с глубиной величина этого показателя уменьшается до 1-1,5%. Содержание подвижного фосфора по Эгнеру-Риму — 10,43 мг/100 г почвы, обменного калия по Масловой — 27,4 мг/100 г почвы. Реакция водной вытяжки щелочная по всему профилю, гидролитическая кислотность почвы — 0,84-0,98 мг/экв на 100 г почвы. Тип засоления — сульфатно-хлоридный (до 49,1%). В составе солей преобладают натриевые соли [5].

2009 г.

2010 г. Годы

2011 г.

-Сумма температуры воздуха выше +10°С в вегетационном периоде

Рис. Сумма температуры воздуха выше +10°С в вегетационном периоде

МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 5 (371) / 2019

За годы исследований (2009-2011 гг.), по фактическим данным метеостанции Хангаласско-го улуса г. Покровска Республики Саха (Якутия), вегетационный период характеризовался как недостаточно увлажненный. Сумма активных температур воздуха выше +10°С с посева до созревания овса ярового составляла от 1797,8 до 1839,5°С, сумма осадков за данный период достигала 69,4-185,6 мм (рис.). Более увлажненным годом по осадкам в данный период был 2011 г. при ГТК 1,0.

Изучено 65 образцов различного эколого-географического происхождения из коллекции генофонда ВИР. Оценку образцов проводили на естественном инфекционном фоне при учете агробиологических показателей трех лет. Учет поражения образцов проводили согласно методике ВИР.

Результаты и обсуждения

При оценке устойчивости коллекционных образцов в естественных условиях, по данным

В.С. Федоровой, используется следующая шкала (балл) [6, 7]:

1 — высокоустойчивый, непоражаемый;

3 — практически устойчивый;

5 — слабопоражаемый (слабовосприимчивый);

7 — среднепоражаемый (средневоспримчивый);

9 — сильнопоражаемый (сильновосприимчивый).

Агробиологическая характеристика источников иммунитета

Таблица 1

№ каталога ВИР Название образца Происхождение Вегетационный период, дни Поражение красно-бурой пятнистостью, балл Количество продуктивных стеблей, шт./м2 Количество зерен в метелке, шт. Масса 1000 зерен, г Урожайность зерна, г/м2

2009 г. 2010 г. 2011 г. х

st Покровский Якутия 60 5 201 50,9 38,1 ll0 204 б2 14Б

14553 81 АВ 5792 США 61 5 262 38,1 41,2 140 2ЗБ 11Б ИЗ

14741 C/I/9271 США 61 5 221 41,7 40,1 100 2б0 130 130

14739 Y 247-2 США 62 5 197 45,8 41,1 l3,3 4l0 б0 203

14779 Тарский 2 Омская обл. 65 5 147 53,7 48,3 1Б1 41Б 130 232

14787 Привет Московская обл. 64 4 150 72,6 39,2 134 22Б ll0 193

14809 Sallust Германия 62 4 160 69,3 26,3 93,б 210 1ЗБ 14б

14840 Brawn США 63 7 229 38,6 50,4 190 3б0 1б0 23б

14846 Targa Австралия 65 4 233 31,5 46,8 1бБ 290 1б0 20Б

14859 Тигровый Хабаровский край 66 4 183 48,9 40,7 140 330 30 200

14871 Gurirean Япония 66 4 208 65,9 30,3 210 З0Б ИБ 230

14875 Henposhu 1 Япония 65 5 190 45,0 32,6 140 1Б0 9Б 123

14901 Il 3303 США 63 5 234 31,4 42,1 11Б З4Б ЗБ 132

14902 Il 3555 США 62 4 223 35,9 46,1 ИБ ИБ 90 130

14903 Il 3587 США 62 4 177 26,5 40,8 9Б 2ЗБ бБ 143

14905 Фотей Ленинградская обл. 63 4 162 50,7 41,5 11Б 2Б0 б0 142

14922 Y 5 Китай 58 5 222 35,7 36,8 1б0 230 2Б0 230

14923 Alta Латвия 62 5 184 51,7 46,3 144 40Б 12Б 22Б

Коэффициент корреляции -0,31 0,34 0,32 -0,27 0,39

Примечание (в таблицах 1-4): st — стандарт, х — среднее.

Таблица 2

Взаимосвязь массы 1000 зерен овса и устойчивостью к красно-бурой пятнистости

№ каталога ВИР Название образца Происхождение Балл устойчивости Масса 1000 зерен, г

2009 г. 2010 г. 2011 г. х 2009 г. 2010 г. 2011 г. х

st Покровский Якутия Б Б Б Б 41,3 Зб,З ЗБ,1 33,1

14553 81 АВ 5792 США l 3 l Б 44,2 40,1 39,4 41,2

14741 C/I/9271 США l Б Б Б 43 40 31,2 40,1

14739 Y 247-2 США Б Б l Б 43,4 42 31,3 41,1

14779 Тарский 2 Омская обл. 3 Б l Б Б1 43 4б 43,3

14787 Привет Московская обл. 3 3 l 4 44,2 Зб 31,4 39,2

14809 Sallust Германия 3 Б Б 4 31 22 2б 2б,3

14840 Brawn США 9 Б l l Б1 Б0,2 44 Б0,4

14846 Targa Австралия Б 3 Б 4 41,б 43,3 Б0 4б,3

14859 Тигровый Хабар.край 3 3 l 4 41,1 43,3 31,4 40,1

14871 Gurirean Япония 3 3 Б 4 33,2 23 29,б 30,3

14875 Henposhu 1 Япония Б Б l Б 34,б 30 33,4 32,б

14901 Il 3303 США 3 Б l Б 4б,2 40,2 39,3 42,1

14902 Il 3555 США 3 3 Б 4 Б0,4 44 43,3 4б,1

14903 Il 3587 США 3 Б Б 4 4б,б Зб,З 39 40,3

14905 Фотей Ленингр. обл. 3 3 Б 4 4Б,4 39 40,2 41,Б

14922 Y 5 Китай Б Б l Б 21,2 44,3 33,4 Зб,З

14923 Alta Латвия Б Б Б Б Б1 44 44 4б,3

Коэффициент корреляции 0,23 -0,03 0,03 0,39

Баллы 1, 3, 5, 7, 9 соответствуют баллам 0, 1, 2, 3, 4 оценки селекционного материала зерновых культур к болезням по Г.Я. Боровиковой [2] и универсальной шкале оценки К.М. Степанова и А.Е. Чумакова (1972):

0 — отсутствие поражения;

1 — очень слабое поражение,

поражение не превышает 10%;

2 — слабое поражение,

поражение не превышает 25%;

3 — среднее поражение,

поражение не превышает 50%;

4 — сильное поражение,

поражение превышает 50%.

При характеристике коллекционных образцов овса по устойчивости к красно-бурой пятнистости данные пораженности группировали по баллам поражения, от минимального до максимального.

Первые признаки поражения красно-бурой пятнистостью обнаруживаются при всходах в виде мелких, овальных, красновато-коричневых пятен. Пораженные листья преждевременно засыхают, что отрицательно сказывается на наливе зерна и урожая.

В течение трех лет изучались 65 образцов из каталога ВИР на устойчивость и восприимчивость к красно-бурой пятнистости листьев, из них 29,2% образцов из России, 18,4% из Европы, 10,7% из Канады, 15,3% из Юго-Восточной Азии, 3% из Австралии и 1,5% образцов из Африки. Из них практически устойчивы к этому заболеванию были 8 образцов, слабовосприимчивы — 9 образцов, средневосприимчивый — 1 образец.

Стандартный сорт Покровский оказался сильно восприимчивым, согласно максимальному баллу поражения, но по сумме

Таблица 3

Взаимосвязь урожайности зерна овса с устойчивостью к красно-бурой пятнистости

№ каталога ВИР Название образца Происхождение Балл устойчивости Урожайност зерна, г/м2

2009 г. 2010 г. 2011 г. х 2009 г. 2010 г. 2011 г. х

st Покровский Якутия 5 5 5 5 170 204 62 145

14553 81 АВ 5792 США 7 3 7 5 140 235 115 163

14741 C/I/9271 США 7 5 5 5 10 260 180 180

14739 Y 247-2 США 5 5 7 5 78,8 470 60 203

14779 Тарский 2 Омская обл. 3 5 7 5 151 415 130 232

14786 Вагай 2 Алтайский край 3 5 7 5 131,5 400 240 257,2

14787 Привет Московская обл. 3 3 7 4 184 225 170 193

14809 Sallust Германия 3 5 5 4 93,6 210 135 146,2

14840 Brawn США 9 5 7 7 190 360 160 236

14846 Targa Австралия 5 3 5 4 165 290 160 205

14859 Тигровый Хабаровский край 3 3 7 4 140 380 80 200

14871 Gurirean Япония 3 3 5 4 210 305 175 230

14875 Henposhu 1 Япония 5 5 7 5 140 10 95 128

14901 II 3303 США 3 5 7 5 115 345 85 182

14902 II 3555 США 3 3 5 4 175 275 90 180

14903 II 3587 США 3 5 5 4 95 285 65 148

14905 Фотей Ленинградская обл. 3 3 5 4 115 250 60 142

14922 Y 5 Китай 5 5 7 5 160 280 250 230

14923 Y 6 Китай 5 5 5 5 144 405 125 225

Коэффициент корреляции 0,11 0,21 0,19 0,34

Таблица 4

Взаимосвязь устойчивости к красно-бурой пятнистости с числом продуктивных стеблей

№ по каталогу ВИР Название образца Происхождение Балл устойчивости Чи сло продуктив ных стеблей, шт.

2009 г. 2010 г. 2011 г. х 2009 г. 2010 г. 2011 г. х

st Покровский Якутия 5 3 7 5 147 251,3 205 201

14553 81 АВ 5792 США 7 3 7 4 198 325 263 262

14741 C/I/9271 США 7 5 5 4 160 320 183 221

14739 Y 247-2 США 5 5 7 4 109 325 156 197

14779 Тарский 2 Омская обл. 3 5 7 4 93 207 140 147

14787 Привет Московская обл. 3 3 7 3 99 204 146 150

14809 Sallust Германия 3 5 5 3 73 223 183 160

14840 Brawn США 9 5 7 7 180 292 214 229

14846 Targa Австралия 5 3 5 3 158 31 231 233

14859 Тигровый Хабар.край 3 3 7 3 148 271 129 183

14871 Gurirean Япония 3 3 5 3 206 238 180 208

14875 Henposhu 1 Япония 5 5 7 4 204 248 117 190

14901 Il 3303 США 3 5 7 4 160 385 158 234

14902 Il 3555 США 3 3 5 3 200 303 16 223

14903 Il 3587 США 3 5 5 3 16 16 200 17

14905 Фотей Ленингр. обл. 3 3 5 3 142 234 110 162

14922 Y 5 Китай 5 5 7 4 144 309 213 222

14923 Y 6 Китай 5 5 5 4 128 276 147 184

Коэффициент корреляции 0,53 0,07 -0,19 0,32

- 29

МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 5 (371) / 2019

доминирующих баллов, равной 5-7, его можно было отнести к слабовосприимчивым и к средневосприимчивым.

При комплексной оценке устойчивости к красно-бурой пятнистости по годам в сильно засушливый сезон (2009 г.) балл устойчивости достигал шкалы на уровне 3-9 баллов, в умеренно теплый и недостаточно увлажненный сезон (2010-2011 гг.) — на уровне 4-5 баллов у лучших номеров и 6-7 баллов у остальных номеров. В 2011 г. при максимальной сумме активных температур 1839,5°С балл устойчивости зафиксирован на уровне 5-7 баллов. Выделена ограниченная группа в количестве 18 образцов. Агробиологическая характеристика источников иммунитета представлена в таблице 1.

В эту группу вошли 7 образцов из США: 81 АВ 5792 (к-14553), C/I/9271 (к-14741), Y 247-2 (к-14739), Brawn (к-14840), II 3303 (к-14901), II 3555 (к-14902), II 3587 (к-14903); 5 образцов из России: из Омской области — Тарский 2 (к-14779), из Московской области — Привет (к-14787), из Хабаровского края — Тигровый (к-14859), из Ленинградской области — Фотей (к-14905); 2 образца из Японии: Gurirean (к-14871), Henposhu 1 (к-14875); по одному образцу из Германии — Sallust (к-14809), из Австралии — Targa (к-14846), из Китая — Y 5 (к-14922), из Латвии — Alta (к-14923), из Якутии — стандартный районированный сорт Покровский.

Корреляционные связи между баллом устойчивости к красно-бурой пятнистости и признаками агробиологической характеристики сортообразцов овса указывают на: слабую отрицательную связь между продолжительностью вегетационного периода (r = -0,31) и ко-

Об авторе:

личеством зерен в метелке (r = -0,27); слабую положительную связь между массой 1000 зерен в метелке и урожайностью (r = 0,39), при этом по сортообразцам существует отрицательная связь между пораженностью красно-бурой пятнистостью и массой 1000 зерен (табл. 2).

В таблице 3 отражены баллы устойчивости к красно-бурой пятнистости и данные урожайности по годам. Рассчитав корреляционные связи по годам видим, что в недостаточно увлажненный прохладный год поражение красно-бурой пятнистостью может относительно слабо и отрицательно повлиять на формирование массы 1000 зерен (r = 0,23 в 2009 г. и r = -0,03 в 2010 г.). Количество массы 1000 зерен варьировало от 26,3 до 50,4 г (табл. 2, 3).

Количество продуктивных стеблей на 1 м2 варьировало от 147 у образца к-14779 из Омской области до 262 у образца к-14553 из США (табл. 4). Между количеством продуктивных стеблей и пораженностью красно-бурой пятнистостью установлена средняя положительная связь (r = 0,32).

В изучаемой коллекции скороспелостью обладал сорт из Китая. Сорт сформировал высокое количество продуктивных стеблей на 1 м2 — 222 шт. Урожайность в среднем за 3 года составила 230 г/м2. Американский сорт Brawn при массе 1000 зерен 50,4 г был самым урожайным (236 г/м2). Данный сорт может быть использован в качестве перспективного генетического источника в создании продуктивного материала со стабильным урожаем зерна.

В группе среднеранних и среднеспелых овсов выделялись сорта из Омской области, Хабаровского края и Японии. Вегета-

ционный период у них составил 65-66 дней, урожайность в среднем за 3 года — 200232 г/м2. Сорта являлись практически устойчивыми и слабовосприимчивыми.

Таким образом, из представленных 65 образцов отобрано 18 перспективных номеров, устойчивых к красно-бурой пятнистости овса с агробиологической характеристикой устойчивости по основным признакам формирования урожайности зерен (количества продуктивных стеблей, числа зерен в метелке, массы 1000 семян и урожайности зерна).

Литература

1. Амбросьева Л.В. Исходный материал для селекции овса посевного (Avena sativa L.) в условиях Центральной Якутии: дис. ... канд. с.-х. наук / Сибирский научно-исследовательский институт кормов. Новосибирск, 2008. URL: https://dlib.rsl .ru/viewer/01003444772#?page=2

2. Боровикова Г.Я. Оценка селекционного материала зерновых культур на устойчивость к болезням в условиях Западной Сибири. Омск, 1994. 16 с.

3. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1978. 347 с.

4. Свиркова С.В., Заушинцена А.В., Старцев А.А. Иммунитет овса — фактор защиты растений от болезней: монография. Кемерово: ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет», 2016. 212 с.

5. Петрова Л.В. Оценка сортообразцов овса посевного (Avena sativa L.) методом многомерного ранжирования в Центральной Якутии // Земледелие. 2017. № 5. С. 42-45.

6. Федорова В.С. Полевая устойчивость к красно-бурой пятнистости коллекционных образцов овса в условиях Центральной Якутии. Якутск. 54 с.

7. Федорова В.С. Грибные болезни зерновых культур Якутии / РАСХН, Сибирское отделение, Якутский НИИСХ. Якутск, 2007. 158 с.

Петрова Лидия Владимировна, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник группы селекции и семеноводства зерновых культур, ORaD: http://orcid.org/ 0000-0002-0762-716Х, pelidia@yandex.ru

ASSESSMENT INFESTATION OF RED-BROWN SPOT DRECHSLERA AVENAE OF COLLECTION SAMPLES OF OATS IN THE CRYOLITOZONE

L.V. Petrova

M.G. Safronov Yakut scientific research institute of agriculture — division of Federal Research Centre "The Yakut scientific centre of the Siberian branch of the Russian academy of sciences'; Yakutsk, Russia

The article presents the results of research in 2009-2011. Assessment of red-brown spot damage in collectible samples of oats cultivated in the conditions of frozen soils of Central Yakutia. The purpose of the study is to select red-brown spot-resistant collection samples of oats (Avena sativa L.) adapted to the conditions of Yakutia. Aries (Avena sativa L.) is one of the leading grain crops used for fodder purposes in the zone of perennial freezing of Central Yakutia. The results of studies showed that the damage of red-brown spots in variety samples from the collection of VIR occur in cryolitosone on a natural artificial background. Stable and weakly sensitive numbers to red-brown spot were selected. A weak negative relationship was found between the length of the growing period (r = -0.31) and the number of grains in the meter (r = -0.27); there is a weak positive link between the mass of 1000 grains in the broom and the grain yield (r = 0.39), and there is a negative link between the impact of red-brown spot and the mass of 1000 grains on grade samples.

Keywords: oats sowing, red-brown spot oats, stability, collection nursery, Drechslera avenae.

References

1. Ambroseva L.V. Initial material for selection of oats sowing (Avena sativa L.) in the conditions of the Central Yakutia. Candidate's thesis. Siberian research institute of forages. Novosibirsk, 2008. URL: https://dlib.rsl. ru/viewer/01003444772#?page=2

2. Borovikova G.Ya. Assessment of selection material of grain crops on resistance to diseases in the conditions of Western Siberia. Omsk, 1994. 16 p.

3. Dospekhov B.A. Methodolody of field experience. Moscow: Kolos, 1978. 347 p.

4. Svirkova SV, Zaushintsena AV., Startsev A.A. Immunity of oats — factor of protection of plants against diseases: monograph. Kemerovo: Kemerovo state university, 2016. 212 p.

5. Petrova L.V. Evaluation of variety samples of oats (Avena sativa L.) by the method of multidimensional rank-

ing in Central Yakutia. Zemledelie = Agriculture. 2017. No. 5. Pp. 42-45.

6. Fedorova KS. Field resistance to red-brown spottiness of collection samples of oats in the conditions of the Central Yakutia. Yakutsk. 54 p.

7. Fedorova VS. Mushroom diseases of grain crops of Yakutia. Russian academy of agrarian sciences, Siberian branch, Yakut scientific research institute of agriculture. Yakutsk, 2007. 158 p.

About the author:

Lidia V. Petrova, candidate of agricultural sciences, senior researcher of the group breeding and seed production cereal crops, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-0762-716X, pelidia@yandex.ru

pelidia@yandex.ru