Мониторинг септориоза яровой пшеницы в лесостепи Западной Сибири

УДК 632.4.01/.08

мониторинг септориоза яровой пшеницы в лесостепи западной сибири

Е.Ю. ТОРОПОВА, доктор биологических наук, зав. лабораторией1, профессор2 (e-mail: 89139148962@yandex.ru) О.А. КАЗАКОВА, кандидат биологических наук, младший научный сотрудник1, доцент2

М.П. СЕЛЮК, агроном1, научный сотрудник2 1Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии, ул. Институт, владение 5, р.п. Большие Вяземы, Одинцовский р-н, Московская обл., 143050, Российская Федерация

2Новосибирский государственный аграрный университет, ул.Добролюбова, 160, Новосибирск, 630039, Российская Федерация

Резюме. Цель исследований состояла в мониторинге септориоза на листьях и семенах яровой пшеницы в лесостепной зоне Западной Сибири и определении эффективности защитных мероприятий. Учет септориоза на листьях и семенах проводили общепринятыми методами. В течение 10 последних лет эпифи-тотии септориоза отмечали 1 раз в 3 года, каждые 2 года из 5 лет наблюдали локальные эпифитотические вспышки болезни, преимущественно вхозяйствахс минимизацией обработки почвы. По сравнению с 1978-2001 гг., частота эпифитотий септориоза в регионе увеличилась в 2-2,5 раза. Мониторинг Parastagonospora nodorum на семенах зерновых культур показал, что число партий с превышением порога вредоносности по септориозу (ПВ= 5%) было довольно значительным и составило в среднем по яровой пшенице 40,5 %, по озимой - 75 %. Эпифитотийное развитие болезни происходит, когда сумма осадков за декаду в 3 раза превышает среднемноголетнюю норму при температуре 14-22 оС, болезнь развивается со скоростью 2-3 % в сутки, и порог принятия решения по применению фунгицидов достигается через 2-3 дня после начала вспышки. Биологическая эффективность возделывания устойчивых сортов в контроле септориоза составляла до 98,5 %, вспашки - до 50 %, предшественников - в среднем до 45,9 %. Протравливание семян системными препаратами ограничивает развитие септориоза до фазы колошения, снижая кратность применения фунгицидов, которое экономически эффективно при прогнозе эпифитотийного (выше 40 %) развития болезни. Ключевые слова: септориоз, яровая пшеница, мониторинг, агротехнические приемы, протравливание семян. Для цитирования: Торопова Е.Ю., Казакова О.А., СелюкМ.П. Мони-торингсепториоза яровой пшеницы влесостепи Западной Сибири// Достижения науки и техники АПК. 2016. Т.30. №11. С. 33-35.

Септориоз листьев и колоса в течение длительного периода времени остается одной из наиболее распространенных и вредоносных болезней яровой пшеницы во всех зонах зернопроизводства [1, 2, 3]. При поражении растений в слабой, а особенно в сильной степени листья преждевременно засыхают, и налив зерна идёт только за счёт зелёных частей стебля и колоса. Зерно формируется щуплое с низкой натурой и массой 1000 шт. Зерновая продуктивность яровой пшеницы падает на 25-56 %, всхожесть и энергия прорастания семян - на 7-12 % [4, 5].

Возбудители болезни - пикнидиальные грибы Parastagonospora nodorum (Berk.) Quaedvl. (телиоморфа род Lep-tosphaeria) sin. Septoria nodorum (Berk.), Septoria triticiDesm. sin. Mycosphaerella graminicola (Fuckel) J. Schröt. Есть сообщения о распространении (5-20 %) на пшенице в Западной Сибири и Phaeosphaeria avenaria f.sp. triticae Shoem. & C.E. Babc sin. Septoriaavenae f.sp. tritici[4, 6]. Соотношение видов возбудителей меняется по годам, регионам и сортам, однако вредоносность болезни остается очень высокой [5, 7].

Цель наших исследований состояла в мониторинге септориоза на листьях и семенах зерновых культур в лесостепной зоне Западной Сибири, а также в определении эффективности защитных мероприятий.

Условия, материалы и методы. Исследования проводили в рамках государственной тематики 0598-2014-0029 в лесостепной зоне регионов Западной Сибири. Учет септориоза осуществляли в фазе колошения - начала налива по международной шкале [8], анализ семян - по модифицированной методике А.А. Саниной, Л.В. Анциферовой [9, 10, 11]. Кроме того, для анализа использовали опубликованные материалы Новосибирского Россельхозцентра за 10 лет.

результаты и обсуждение. Анализ многолетних данных мониторинга септориоза листьев (табл. 1) свидетельствует об усилении развития эпифитотического процесса (ЭП). В течение 10 последних лет эпифитотии септориоза, когда развитие и распространенность болезни превышала экономический порог вредоносности (ЭПВ) на половине и более обследованных площадей, были отмечены в 2006, 2007 и 2009 г., то есть примерно раз в 3 года, депрессия - в 2008, 2011, 2013 гг. В течение 4 из 10 лет наблюдали локальные эпифитотические вспышки заболевания, преимущественно в хозяйствах с минимизацией обработки почвы. Если сравнить эти результаты с аналогичными данными 1978-2001 гг. [12], можно заключить, что частота эпифитотий септориоза в регионе увеличилась в 2-2,5 раза.

Таблица 1. развитие и распространенность септориоза на флаг листе яровой пшеницы в лесостепи новосибирской области по годам, %

Год Развитие (max) Распространенность (max) Доля площадей с выявленным поражением

2006 70 100 56,0

2007 80 100 47,7

2008 15 30 9,8

2009 60 100 59,4

2010 50 100 25,9

2011 15 75 19,8

2012 28 70 27,6

2013 20 90 13,9

2014 35 100 26,3

2015 35 100 17,0

Среди факторов, способствующих развитию заболевания, особую роль играют обильные осадки в критический период восприимчивости яровой пшеницы (выколаши-вание - цветение), высокая (близкая к 100 %) влажность воздуха, наличие на поле инфицированных растительных остатков, несбалансированное применение минеральных удобрений, возделывание восприимчивых, особенно корот-костебельных сортов, близко расположенные агроценозы озимой пшеницы, засоренность злаковыми сорняками [13]. Обострение фитосанитарной ситуации по септориозу в последнее десятилетие мы связываем, прежде всего, с распространением ресурсосберегающих систем обработки почвы и, как следствие, накоплением на поверхности почвы агроценозов инфицированных растительных остатков, а также с ростом засоренности полей злаковыми сорняками -резерваторами возбудителей [14, 15].

Недостаточно изученным и недооцениваемым фактором развития септориоза листьев и колоса яровой пшеницы остается передача одного из возбудителей болезни (Р. nodorum) с семенами [16, 17]. Анализ 53 партий семян яровой и озимой пшеницы (табл. 2) показал, что инфи-цированность отдельных партий патогеном достигала 7 ЭПВ (ЭПВ=5%), при этом средняя зараженность семян из Новосибирской области и Красноярского края находилась на уровне ЭПВ, а из более прохладной и увлажненной Том-

Таблица 2. инфицированность семян пшеницы P.nodorum по регионам Сибири, %

Число Заражен-

Регион партии в ность, %

анализе, лими- сред-

шт. ты нее

Яровая пшеница

Томская область 3 0-36,0 15,0

Новосибирская область 8 0-8,0 5,2

Красноярский край 8 2,0-12,0 5,0

Тюменская область 6 0-8,0 4,2

Алтайский край 12 0-7,0 2,9

Сумма, среднее 37 - 6,5

Озимая пшеница

Алтайский край 12 0-11,0 4,9

Новосибирская область 3 5,0-14,0 9,0

Сумма, среднее 15 - 7,0

ской области превышала его в 3 раза. Семена озимой пшеницы были в 1,6-1,9 раза сильнее заражены возбудителем септориоза, чем яровой (сравнение по Новосибирской области и Алтайскому краю). Это может быть связано с тем, что в анализе были представлены недавно инфицированные свежеубранные семена озимой пшеницы, которые в Сибири часто используют для посева.

В целом по регионам Сибири, отмечена средняя степень зараженности партий семян септориозом, однако число партий с превышением порога вредоносности по этому заболеванию (ПВ= 5%) было довольно значительным и составило в среднем по яровой пшенице 40,5 %, по озимой - 75 %. При передаче возбудителя септориоза с семенами возникают ранние, уже на фазе кущения растений, очаги заболевания, для подавления которых в благоприятные для возбудителя годы необходимо двухкратное применение фунгицидов, так как вредоносность болезни тем выше, чем раньше начинается эпифитотия [18].

Пусковым механизмом интенсификации эпифито-тического процесса септориоза пшеницы при передаче возбудителей через семена и инфицированные растительные остатки в значительной мере служат гидротермические условия вегетации. Эпифитотийное развитие болезни обычно происходит при 5-30 оС (оптимальная 14-22 оС) и сохранении капельной влаги на растениях не менее 8-10 ч или при длительной высокой относительной влажности воздуха (98-100 %).

Первые единичные очаги септориоза на нижних листьях восприимчивых сортов при передаче возбудителя с инфицированных растительных остатков наблюдаются во 2-3 декадах июня, в засушливые годы - в 1 -2 декаде июля. Причем сначала появляется Р. nodorum (июнь - начало июля), затем Э. Ша (конец июля - август).

ЭП септориоза обычно остается на уровне спорадической заболеваемости до периода, когда в течение одной декады выпадает значительное количество осадков, превышающее среднемноголетнюю норму примерно в 3 раза. После этого первичные эпифитотические очаги начинают активно развиваться с высокой скоростью (от 2-2,5 до 3,1 % развития болезни в сутки), и порог принятия решения по применению фунгицидов достигается через 2-3 дня после начала вспышки септориоза.

По нашим наблюдениям, эпифитотии септориоза умеренной и значительной интенсивности начинались после выпадения от 76,0 до 111,0 мм осадков при температуре воздуха в среднем 16,7 °С. Тем самым погодные условия в период эпифитотий отличаются от периода спорадической заболеваемости увеличением количества осадков в среднем в 6,7 раз и понижением температуры воздуха в среднем на 2,5 °С [6, 12].

Развитие локальных эпифитотий кроме погодных условий в значительной мере определяется технологией возделывания яровой пшеницы.

Сравнительный анализ эффективности выращивания устойчивых сортов и других агротехнических приемов свидетельствует о значительной роли генотипа растений в контроле септориоза яровой пшеницы. Биологическая эффективность возделывания устойчивых сортов по септо-риозу составляет до 98,5 % (табл. 3). Особенно высока она в относительно неблагоприятные для развития инфекции годы. В условиях, способствующих развитию эпифитотий, устойчивость сортов может частично преодолеваться и эффективность этого приема несколько снижается.

Таблица 3. Биологическая эффективность агротехнических приемов в торможении ЭП септориоза (многолетние данные 1986-2003 гг.), % [12]

Прием Развитие болезни Эффек-тив-

контроль

контроль опыт опыт ность

Устойчивые сорта

Новосибир- Лютесценс

ская 67 25, Россиянка 13,4 0,2 98,5

Предшественник

Пшеница Пар, овес,

кукуруза 14,6 7,7 45,9

Внесение минеральных

удобрений

Повышен- Сбалансиро-

ные нормы ванное

N-N0, 24, 0 16,0 33,4

Способ обработки почвы

Минималь- Вспашка

ная 28,2 14,0 50,4

Способы обработки почвы и сбалансированность азотного питания менее значимы для контроля септориоза, возбудитель которого имеет некротрофный тип питания и менее требователен к химическому составу клеточного сока растений. Роль предшествующей культуры в контроле септориоза довольно велика (в среднем 45,9 %), что, по-видимому, объясняется преимущественной передачей фитопатогена с растительными остатками и различными условиями их разложения по предшественникам. При сохранении инфицированных растительных остатков на поверхности почвы их разложение замедляется, и инфекционный потенциал возбудителей септориоза возрастает с 1,8 до 68,5 млн спор/г растительных остатков, или в 38 раз [13].

В благоприятные для развития возбудителей годы, когда возникает опасность широкомасштабных эпифитотий, актуальным становится применение фунгицидов. Результаты экспериментов свидетельствуют о том, что их использование экономически оправдано только при умеренных и сильных эпифитотиях листо-стеблевых инфекций. В случае развития септориоза ниже ЭПВ обработка фунгицидами ведет к неоправданному удорожанию продукции и неблагоприятным экологическим последствиям, при этом даже высокая биологическая эффективность препаратов (в среднем 94,7 %) не обеспечивает экономической эффективности обработок при низком (до 16 %) уровне развития болезни.

При достижении септориозом уровня умеренных эпифитотий (41-43 %) сохраненная урожайность от использования фунгицидов составляла 0,41 -0,48 т/га, что приводило к росту прибыли в среднем на 10,7 %. В случае сильных эпифитотий фунгициды обеспечивали еще более высокую урожайность, а прибыль возрастала на 12,2 % [12, 18].

Протравливание семян фунгицидами оказывает оздо-равливающее воздействие на растения пшеницы до фазы

колошения. Самую значительную биологическую эффективность против септориоза демонстрируют системные протравители при значительной частоте их положительного действия. Эффективность контактных препаратов несколько ниже, хотя и довольно значительная [19].

выводы. Частота эпифитотий септориоза листьев и колоса в северной лесостепи Западной Сибири за последние 10 лет возросла в 2-2,5 раза. Мониторинг Parastagonospora nodorum на семенах зерновых культур в регионах Сибири показал, что число партий с превышением порога вредоносности по этому заболеванию (ПВ=5%) было довольно значительным и составило в среднем по яровой пшенице 40,5 %, по озимой - 75 %.

Эпифитотийное развитие септориоза листьев происходит, когда сумма осадков за декаду в 3 раза превышает среднемноголетнюю норму, при температуре 14-22 оС, болезнь при этом развивается со скоростью 2-3 % в сутки, и порог принятия решения по применению фунгицидов достигается через 2-3 дня после начала вспышки.

Биологическая эффективность возделывания устойчивых сортов по септориозу составляет до 98,5 %, вспашки -50 %, предшественников - в среднем 45,9 %.

Протравливание семян ограничивает развитие септориоза до фазы колошения, снижая кратность применения фунгицидов, которое экономически оправдано при прогнозе эпифитотийного (выше 40 %) развития болезни.

Литература.

1. Эпидемиологическая ситуация по септориозу на пшенице в 2001 -2009 годах/Л. Н. Назарова, Л. Г. Корнева, Т. П. Жохова, Т.М. Полякова, С.С. Санин//Защита и карантин растений. 2010. № 10. С. 18-20.

2. Септориозы зерновых культур: метод. указ. /Г.В. Пыжикова, А.А. Санина, Т.И. Курахтанова, Е.П. Давыдова, В.В. Поро-денко, С.С. Санин, М.Н. Васецкая, С.М. Чигирёв, Т.С. Дубынина, Э.В. Москвитин, Н.П. Катукова. М.: ВАСХНИЛ, 1988. 15 с.

3. Мониторинг болезней озимой пшеницы по мезоформам рельефа степной зоны Южного Урала / В.В. Каракулев, А.П. Глинуш-кин, А.А. Соловых, А.А. Райов//Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2013. № 3 (41). С. 66-72.

4. The Septoria Diseases of wheat: Consepts and methods of disease management/Z. Eyal, A.L. Scharen, J.M. Prescott, M. Ginkel. Mexico, D. F.: CIMMYT, 1987. Рр. 15-32.

5. Пахолкова Е.В. Септориоз зерновых культур в различных регионах Российской Федерации: автореф. дисс. канд. наук. Большие Вяземы, 2003. 21с.

6. Акимова Е.А Изучение влияния температуры воздуха на длительность инкубационного периода и периода генерации S.nodorum и S.triticiна пшенице//Биотика. 2014. Т. 1. № 1. С. 11-13.

7. Торопова Е.Ю., Стецов Г.Я., Чулкина В.А. Эпифитотиологические основы систем защиты растений/Под ред. В.А. Чул-киной. Новосибирск: Изд-во Максачук Н.Л., 2002. 579 с.

8. Чулкина В.А., Торопова Е.Ю., Стецов Г.Я. Интегрированная защита растений: фитосанитарные системы и технологии/ Под ред. М.С. Соколова, В.А. Чулкиной. М.: Колос, 2009. 670 с.

9. Санина А.А., Анциферова Л.В. Способы выделения и хранения возбудителей септориоза пшеницы // Микология и фитопатология. 1989. Т. 23. Вып. 2. С. 172-175.

10. Торопова Е.Ю., Казакова О.А., СелюкМ.П. Анализ семян зерновых культур на зараженность септориозом: практические рекомендации. Новосибирск: ИЦ НГАУ «Золотой колос», 2016. 30 с.

11. Совершенствование методики фитопатологической экспертизы семян зерновых культур на зараженность септориозом /А.Г. Ильюк, С.Ф. Буга, О.В. Артемова, А.Г. Жуковский //Фитосанитарное оздоровление экосистем: Мат-лы IIВсероссийского съезда по защите растений. Том 1. СПБ. 2005. С. 171-173.

12. Торопова Е.Ю. Экологические основы защиты растений от болезней в Сибири. Новосибирск: ГУП РПО СО РАСХН, 2005. 272 с.

13. Агротехнический метод защиты растений / В.А. Чулкина, Е.Ю. Торопова, Ю.И. Чулкин, Г.Я. Стецов. Под редакцией А.Н. Каштанова. М.: ИВЦ «МАРКЕТИНГ», 2000. 336 с.

14. Soil Infections of Grain Crops with the Use of The Resource-saving Technologies in Western Siberia / E.Yu. Toropova, A.A. Kirichenko, G.Ya. Stetsov, V.Y. Suhomlinov// Biosciences Biotechnology Research Asia. 2015. 2 Рр. 1081-1093.

15. Hewett P.D. Seed-borne diseases on wheat harvested from variety trials. // J.Natn. Inst. Agr.Bot. 1966. 10. Рр. 602-608.

16. Защита пшеницы от септориоза: приложение к журналу /С.С. Санин, А.А. Санина, А.А. Мотовилин, Е.В. Пахолкова, Л.Г. Корнева, Т.П. Жохова, Т.М. Полякова //Защита и карантин растений. 2012. С. 62-82.

17. Динамика и видовое разнообразие почвенного банка семян сорняков в ресурсосберегающих технологиях. Dynamics and species diversity of soil seed bank of weeds in resource-saving technologies/М.П. Селюк, Е.Ю. Торопова, Г.Я. Стецов, А.Ф. Захаров //RJOAS. 2016. 7(55). С. 35-39. DOI http://dx.doi.org/10.18551/rjoas. 2016-07.05/

18. Мониторинг септориоза пшеницы и проведение защитных опрыскиваний / С.С. Санин, Л.Г. Корнева, Е.А. Акимова, А.А. Мотовилин// Защита и карантин растений. 2015. № 7. С. 30-34.

19. Санин С.С., Корнева Л.Г., Поляков Т.М. Прогноз риска развития эпифитотий септориоза листьев и колоса пшеницы. Защита и карантин растений. 2015. № 3. С. 33-36.

MONITORING OF SEPTORIA BLIGHT ON SPRING WHEAT IN THE FOREST-STEPPE OF WESTERN

SIBERIA

E.Yu. Toropova12, O.A. Kazakova12, M.P. Selyuk12

'All-Russian Research Institute of Phytopathology, ul. Institut, vladenie 5, r.p. Bol'shie Vyazemy, Odintsovskii r-n, Moskovskaya obl., 143050, Russian Federation

2Novosibirsk State Agrarian University, ul. Dobrolyubova, 160, Novosibirsk, 630039, Russian Federation

Summary. The purpose of this study was to monitor Septoria blight on the leaves and seeds of spring wheat in the forest-steppe zone of Western Siberia and to determine the efficacy of protective measures. The registration of Septoria blight on leaves and seeds was carried out by conventional methods. During the last 10 years Septoria epiphytoty was developed once every three years, every two years from five years local epidemics were observed, mainly in farms with minimal tillage. In comparison with 1978-2001, Septoria epiphytoty occurrence increased 2-2.5 times in the region. Parastagonospora nodorum monitoring on wheat seeds showed that the samples number with an excess of Septoria threshold (5 %) was quite significant and amounted to 40.5 % on spring wheat and 75 % on winter wheat. Epidemic progression occurs when the decade rainfall is 3 times more than average long-term data with the temperature of 14-22 degrees. The disease progresses at the rate of 2-3 % per day, and the threshold decision for fungicides application is achieved in 2-3 days after the Septoria episode onset. Biological efficiency of resistant varieties cultivation in Septoria control was up to 98.5 %, soil tillage - 50 %, forecrops - on the average of 45.9 %. Seed treatment by system preparations restricts Septoria development before earing phase, reducing the multiplicity of fungicides applications, which is economically effective with the epiphytotic (above 40 %) disease forecast. Keywords: Septoria blight, spring wheat, monitoring, agricultural practices, seed treatment.

Author Details: E.Yu. Toropova, D. Sc. (Biol.), head of laboratory, prof. (e-mail: 89139148962@yandex.ru); O.A. Kazakova, Cand. Sc. (Biol.), junior research fellow, assoc. prof.; M.P. Selyuk, agronomist, research fellow

For citation: Toropova E.Yu., Kazakova O.A., Selyuk M.P. Monitoring of Septoria Blight on Spring Wheat in the Forest-Steppe of Western Siberia. Dostizheniya nauki i tekhnikiAPK. 2016. V.30. No. 12. Pp. 33-35 (in Russ.).