п.г.т. Усть-Кинельский, Самарская область, Россия
ГРНТИ 68.35 Растениеводство
ОКСО 35.06.01 Сельское хозяйство
Цель исследований – оптимизация системы защитных мероприятий путём разработки про-гностических моделей развития опасных заболеваний зерновых культур в Самарской области. Ухудшение фитосанитарного состояния посевов и семенного фонда, обусловленного как регулярным нарушением технологии их возделывания, так и изменениями климата, сопровождающимися появлением новых агрессивных расс и видов фитопатогенов – одна из причин снижения урожайности зерновых культур. Фитосанитарный мониторинг позволяет существенно снизить степень и распространенность заболеваний, что имеет значение для оптимизации системы защиты растений и дает возможность свое-временно принимать профилактические меры. Регулярные многолетние наблюдения и лабораторные исследования проводились в 2000-2011 гг. на территории Самарской области (на полях ФГБНУ Поволжского НИИ селекции и семеноводства им. П. Н. Константинова; в лабораториях кафедры защиты растений ФГБОУ ВО Самарской ГСХА). Определены критические стадии развития растений яровой пшеницы и ячменя и значимость воздействия абиотических факторов на их патогенез и вредоносность для составления прогноза развития болезней в зависимости от климатических факторов среды лесостепной зоны Самарской области. На основании совокупности полученных данных выявлен комплекс болезней яровой пшеницы и ячменя различной этиологии, среди которых наиболее распространенными и вредоносными являются корневые гнили. Предложены математические модели, позволяющие прогнозировать развитие наиболее вредоносных болезней в лесостепной зоне Среднего Поволжья в зависимости от значений гидротермического коэффициента на ранних стадиях онтогенеза растений. Прогноз дает возможность своевременно проводить профилактику и оптимизировать схему защитных мероприятий в борьбе с болезнями зерновых культур, чтобы предотвратить развитие эпифитотий, что в конечном итоге способствует повышению урожайности яровой пшеницы и ячменя.
пшеница, ячмень, урожайность, болезни, вредоносность, распространенность, система
Одной из причин снижения урожайности зерновых культур является ухудшение фитосанитарного состояния посевов и семенного фонда, обусловленного как регулярным нарушением технологии их возделывания, так и изменениями климата, сопровождающимися появлением новых агрессивных расс и видов фитопатогенов. Уровень развития патогенной микрофлоры в почве и на семенном материале достиг критического значения. Своевременное проведение фитосанитарного мониторинга позволяет существенно снизить степень и распространенность заболеваний, что имеет значение для оптимизации системы защиты растений и дает возможность своевременно принимать профилактические меры [1].
Цель исследований – оптимизация системы защитных мероприятий путём разработки прогностических моделей развития опасных заболеваний зерновых культур в Самарской области.
Задачи исследований – определить критические стадии развития растений яровой пшеницы, ячменя и значимость воздействия абиотических факторов на их патогенез и вредоносность для составления прогноза развития болезней в зависимости от климатических факторов среды лесостепной зоны Самарской области.
Материалы и методы исследований. Регулярные многолетние наблюдения и лабораторные исследования проводились в 2000-2011 гг. на территории Самарской области (полях
ФГБНУ Поволжского НИИ селекции и семеноводства им. П. Н. Константинова; в лабораториях кафедры защиты растений ФГБОУ ВО Самарской ГСХА).
Фитомониторинг производственных посевов яровой пшеницы и ячменя выявил комплекс болезней различной этиологии, среди которых наиболее распространенными и вредоносными являются корневые гнили. В комплексе патогенов, вызывающих корневые гнили зерновых культур, преобладали грибы родов Fusarium spp., Alternaria spp. и Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem. Среди обнаруженных листостеблевых болезней к основным следует отнести: гельминтоспориоз (Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem), септориоз (Septoria tritici Rob. ex Desm.), мучнистую росу (Blumeria graminis (DC) Speer), бурую листовую ржавчину (Puccinia recondite Rob. ex Desm.) на посевах яровой пшеницы; гельминтоспориозные пятнистости – сетчатую (Drechslera teres (Sacc.) Shoem.) и темно-бурую (Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem), ринхоспориоз (окаймляющая пятнистость) (Rhynchosporium secalis (Oud.) Davis.), а также септориоз (Septoria hordei Gacz) и стеблевую ржавчину (Puccinia graminis Pers.) – на посевах ярового ячменя [2, 3].
Результаты исследований. В результате многолетних исследований были выявлены особо опасные фитопатогены яровых зерновых колосовых культур в Самарской области. Среди них наиболее экономически значимый ущерб для посевов наносит ежегодное поражение растений корневыми и прикорневыми гнилями, вызываемое фитопатогенными грибами родов Helminthosporium, Fusarium и Alternaria. Их вредоносность заключается в гибели растений в период вегетации (количество выпадов в разные годы достигает 20-48%) и снижении элементов продуктивности по мере увеличения степени поражения (табл. 1), которые усугубляются неблагоприятными климатическими условиями. С повышением интенсивности поражения снижение продуктивности ячменя превышало аналогичный показатель для яровой пшеницы. Масса зерна с одного колоса ячменя при поражении в 1 балл уменьшалась на 25%, при поражении в 3 балла – на 70% (для яровой пшеницы – на 4,4
и 50% соответственно).
Таблица 1
Снижение показателей структуры продуктивности растений зерновых колосовых культур
в зависимости от степени поражения корневыми гнилями, % относительно здоровых растений
(Самарская область, 2000-2011 гг.)
|
Показатель |
Благоприятные годы |
Неблагоприятные годы |
||||||||
|
Балл поражения |
||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|||
|
яровая пшеница сорт Кинельская Нива |
||||||||||
|
Высота растений |
2,2 |
6,3 |
15,9 |
37,7 |
6,2 |
8,4 |
15,4 |
44,7 |
||
|
Продуктивная кустистость |
11,5 |
8,9 |
35,8 |
66,2 |
14,7 |
22,5 |
38,0 |
69,0 |
||
|
Длина колоса |
1,7 |
13,1 |
18,1 |
24,3 |
10,0 |
26,2 |
37,5 |
43,7 |
||
|
Число зерен в колосе |
3,6 |
8,4 |
18,5 |
22,9 |
5,5 |
14,7 |
26,9 |
30,7 |
||
|
Масса зерна с колоса |
14,8 |
31,8 |
43,2 |
55,7 |
4,4 |
34,8 |
50,0 |
59,8 |
||
|
Масса 1000 зерен |
11,3 |
22,5 |
30,3 |
42,5 |
26,1 |
44,2 |
50,7 |
57,1 |
||
|
ячмень сорт Поволжский 65 |
||||||||||
|
Высота растений |
5 |
10 |
27 |
44 |
7 |
11 |
33 |
Гибель растений |
||
|
Продуктивная кустистость |
10 |
25 |
43 |
65 |
15 |
30 |
50 |
|||
|
Длина колоса |
6 |
20 |
28 |
45 |
9 |
28 |
35 |
|||
|
Число зерен в колосе |
15 |
29 |
41 |
70 |
21 |
40 |
51 |
|||
|
Масса зерна с колоса |
18 |
36 |
55 |
80 |
25 |
51 |
70 |
|||
|
Масса 1000 зерен |
5 |
13 |
26 |
55 |
8 |
25 |
37 |
|||
При 4-балльной степени поражения зерно в колосе ячменя не формировалось. Корреляционный анализ подтвердил наличие обратной зависимости массы 1000 зерен, числа зерен в колосе и продуктивной кустистости от интенсивности поражения растений яровой пшеницы с коэффициентами корреляции r=-0,77; -0,92; -0,92, и ячменя – с коэффициентами r=-0,86; -0,90 и -0,92 соответственно (с достоверностью 0,7).
Анализ динамики поражения яровых зерновых культур корневыми гнилями позволил установить, что наибольшего распространения и развития болезнь достигала в фазу восковой спелости зерна, причем, характер поражения обеих культур в зависимости от погодных условий года был схожим, хотя ячмень поражался сильнее пшеницы в 1,5-2 раза. Вспышки заболевания отмечались в годы с резкой сменой засушливых и влажных периодов в наиболее чувствительных фазах развития растений. Как показал корреляционный анализ, наиболее критическим является межфазный период всходы-кущение, который в условиях Самарской области приходится на третью декаду мая.
Более высокие значения ГТК в этот период, обусловленные большим количеством выпадения осадков и более низкими среднесуточными температурами в этот период способствуют большему распространению и интенсивности развития корневых гнилей на посевах злаковых культур
(r=+0,44…+0,82 и r = -0,7…-0,6 соответственно) к концу вегетационного периода. В то же время низкое количество осадков перед посевом (первая декада мая) провоцирует более быстрое распространение корневых гнилей (r=-0,6...-0,7) на полях за счет снижения энергии прорастания семян и жизнеспособности проростков.
На основе регрессионного анализа была построена математическая модель (рис. 1), позволяющая прогнозировать распространение и интенсивность развития корневых гнилей на пшенице и ячмене в зависимости от показателя ГТК в третьей декаде мая, который отражает сложившиеся погодные условия в начале роста растений.
В дальнейшем быстрому распространению корневых гнилей на посевах яровых злаковых культур способствуют жаркие или засушливые условия во второй декаде июля, когда растения находятся в стадии колошения (коэффициент корреляции с ГТК r=-0,6...-0,7), а более интенсивному их развитию – обильные осадки и пониженные температуры в первой декаде августа в период созревания семян (коэффициент корреляции с ГТК по обеим культурам в среднем составил r=+0,8).
Рис. 1. Математическая модель, позволяющая прогнозировать распространение (А) и интенсивность (Б)
развития корневых гнилей на пшенице и ячмене в зависимости от показателя ГТК в третьей декаде мая
Анализ видовой структуры популяций возбудителей аэрогенной инфекции показал, что в Самарской области ежегодно, но в разной степени, зерновые колосовые поражаются ржавчиной, мучнистой росой, септориозом и гельминтоспориозными пятнистостями, распространенность и интенсивность развития которых также во многом зависят от погодных условий в период вегетации растений. Среди листостеблевых болезней яровой пшеницы с наиболее часто регистрируемым эпифитотийным характером развития в условиях Самарской области является бурая ржавчина. Распространенность болезни в годы ее проявления изменялась от 2 до 100%. Распространению возбудителя P. recondite способствует дождливая (r=+0,89) и прохладная погода (r=-0,63) в июле на стадии колошения, причем наиболее значимой является вторая декада июля (рис. 2), когда растения вступают в фазу созревания семян.
Интенсивному развитию бурой ржавчины пшеницы способствуют также засушливые условия в межфазный период всходы-кущение, преимущественно в третьей декаде мая. Степень поражения ослабленных весенней засухой посевов в неблагоприятные годы может достигать 40%. Коэффициент корреляции между степенью поражения растений перед уборкой и суммарным количеством осадков в мае в среднем составил r=-0,88. В совокупности, сочетание неблагоприятных погодных условий в критические фазы развития (засуха в мае и обильные осадки в июле) могут способствовать развитию эпифитотии бурой ржавчины в Самарской области, что и было отмечено в 2003
и 2007 годах, когда распространенность болезни составила 80-100%.
Рис. 2. Взаимосвязь распространения и интенсивности развития бурой ржавчины с показателем ГТК на посевах пшеницы (фаза восковой спелости зерна) в условиях Самарской области
Зависимость развития стеблевой ржавчины ячменя от климатических факторов среды имело менее выраженный характер и в годы ее проявления распространенность в посевах составляла 2-27%. Многолетние наблюдения показали, что распространению этой болезни в условиях Самарской области могут способствовать низкое количество выпавших осадков в первой декаде июня
(r=-0,84) и повышенные среднесуточные температуры в третьей его декаде (r=+0,92), то есть нестабильность погодных условий в период стадии кущения растений ячменя (рис. 3).
Рис. 3. Влияние климатических факторов на распространение стеблевой ржавчины ячменя
в условиях Самарской области (количества осадков – 1 декада июня;
среднесуточная температура воздуха – 3 декада июня (стадия кущения))
Септориоз и мучнистая роса более часто встречаются и сильнее поражают посевы пшеницы, чем ячменя: распространенность в разные годы их проявления в условиях Самарской области составила 12-48% и 1-13%; 1-68% и 1-5% соответственно.
Интенсивность развития этих болезней в большей степени обусловлена видовой и сортовой устойчивостью культур, чем конкретным сочетанием абиотических факторов среды на определенных стадиях развития растений. Тем не менее, можно отметить, что распространению септориоза способствует теплая сухая (r=+0,41…+0,71), а мучнистой росы – прохладная влажная погода июля (r=-0,50…-0,65). В отношении мучнистой росы выявлена тенденция снижения ее распространения на территории Среднего Поволжья начиная с 2006 г., тогда как поражение злаковых культур септориозом в последние годы, наоборот, стало встречаться чаще. На посевах пшеницы эпифитотии мучной росы были отмечены в 2000-2003 гг., а септориоза – в 2006-2008 гг.
В последнее десятилетие отмечается возрастание вредоносности гельминтоспориозных пятнистостей в агроценозах злаковых культур. Эта тенденция отмечена и в наших исследованиях.
В условиях Самарской области симптомы поражения листьев на посевах яровой пшеницы и ячменя регистрировались практически ежегодно (табл. 1). Распространенность болезни на посевах ячменя составила 7-20%, а пшеницы – 0,5-84% в зависимости от года.
Развитию гельминтоспориозных пятнистостей, как известно, способствует прохладная и влажная погода (например, 2008 г. и 2011 г.), тогда как редкие дожди и повышенные температуры или экстремально засушливые условия резко снижают пораженность растений данной болезнью (2009 г. и 2010 г.) (рис. 4). Существенно значимая взаимосвязь (r>0,80) между интенсивностью распространения болезни и климатическими факторами среды выявлена в периоды от прорастания до фазы кущения культуры (2-3 декады мая) и в процессе созревания семян (1-2 декады августа).
Рис. 4. Влияние климатических факторов (ГТК среднее за год) на распространенность гельминтоспориозных
пятнистостей и «черного зародыша» семян яровой пшеницы (А) и ячменя (Б) в условиях Самарской области
При этом отмечено, что вероятность эпифитотии возрастает, если в 2-3 декадах мая значение ГТК>1,2 (рис. 5), причем, более резко на посевах яровой пшеницы. При значениях ГТК<1,2
в этот период распространенность болезни не превышает 20%. Выпадение обильных осадков в августе в фазу наступления восковой спелости зерна способствует интенсивному развитию гельминтоспориоза на посевах пшеницы и ячменя (r=+0,71 и r=+0,85 соответственно).
Это в свою очередь приводит не только к снижению общей продуктивности растений, но и к снижению качества зерна за счет увеличения доли семян с «черным зародышем» (рис. 4) в результате внутреннего их инфицирования возбудителями гельминтоспориоза в комплексе с грибами рода Alternaria.
Рис. 5. Взаимосвязь распространения гельминтоспориозой пятнистости на посевах пшеницы и ячменя
(фаза восковой спелости зерна) в условиях Самарской области с показателем ГТК
в период «посев-кущение»
Заключение. На основании совокупности полученных данных выявлен комплекс болезней яровой пшеницы и ячменя различной этиологии, среди которых наиболее распространенными и вредоносными являются корневые гнили. Предложены математические модели, позволяющие прогнозировать развитие наиболее вредоносных болезней в лесостепной зоне Среднего Поволжья в зависимости от значений гидротермического коэффициента на ранних стадиях онтогенеза растений. Прогноз дает возможность своевременно проводить профилактику и оптимизировать схему защитных мероприятий в борьбе с болезнями зерновых культур, чтобы предотвратить развитие эпифитотий, что в конечном итоге способствует повышению урожайности яровой пшеницы и ячменя.
Одной из причин снижения урожайности зерновых культур является ухудшение фитосанитарного состояния посевов и семенного фонда, обусловленного как регулярным нарушением технологии их возделывания, так и изменениями климата, сопровождающимися появлением новых агрессивных расс и видов фитопатогенов. Уровень развития патогенной микрофлоры в почве и на семенном материале достиг критического значения. Своевременное проведение фитосанитарного мониторинга позволяет существенно снизить степень и распространенность заболеваний, что имеет значение для оптимизации системы защиты растений и дает возможность своевременно принимать профилактические меры [1].
Цель исследований – оптимизация системы защитных мероприятий путём разработки прогностических моделей развития опасных заболеваний зерновых культур в Самарской области.
Задачи исследований – определить критические стадии развития растений яровой пшеницы, ячменя и значимость воздействия абиотических факторов на их патогенез и вредоносность для составления прогноза развития болезней в зависимости от климатических факторов среды лесостепной зоны Самарской области.
Материалы и методы исследований. Регулярные многолетние наблюдения и лабораторные исследования проводились в 2000-2011 гг. на территории Самарской области (полях
ФГБНУ Поволжского НИИ селекции и семеноводства им. П. Н. Константинова; в лабораториях кафедры защиты растений ФГБОУ ВО Самарской ГСХА).
Фитомониторинг производственных посевов яровой пшеницы и ячменя выявил комплекс болезней различной этиологии, среди которых наиболее распространенными и вредоносными являются корневые гнили. В комплексе патогенов, вызывающих корневые гнили зерновых культур, преобладали грибы родов Fusarium spp., Alternaria spp. и Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem. Среди обнаруженных листостеблевых болезней к основным следует отнести: гельминтоспориоз (Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem), септориоз (Septoria tritici Rob. ex Desm.), мучнистую росу (Blumeria graminis (DC) Speer), бурую листовую ржавчину (Puccinia recondite Rob. ex Desm.) на посевах яровой пшеницы; гельминтоспориозные пятнистости – сетчатую (Drechslera teres (Sacc.) Shoem.) и темно-бурую (Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem), ринхоспориоз (окаймляющая пятнистость) (Rhynchosporium secalis (Oud.) Davis.), а также септориоз (Septoria hordei Gacz) и стеблевую ржавчину (Puccinia graminis Pers.) – на посевах ярового ячменя [2, 3].
Результаты исследований. В результате многолетних исследований были выявлены особо опасные фитопатогены яровых зерновых колосовых культур в Самарской области. Среди них наиболее экономически значимый ущерб для посевов наносит ежегодное поражение растений корневыми и прикорневыми гнилями, вызываемое фитопатогенными грибами родов Helminthosporium, Fusarium и Alternaria. Их вредоносность заключается в гибели растений в период вегетации (количество выпадов в разные годы достигает 20-48%) и снижении элементов продуктивности по мере увеличения степени поражения (табл. 1), которые усугубляются неблагоприятными климатическими условиями. С повышением интенсивности поражения снижение продуктивности ячменя превышало аналогичный показатель для яровой пшеницы. Масса зерна с одного колоса ячменя при поражении в 1 балл уменьшалась на 25%, при поражении в 3 балла – на 70% (для яровой пшеницы – на 4,4
и 50% соответственно).
Таблица 1
Снижение показателей структуры продуктивности растений зерновых колосовых культур
в зависимости от степени поражения корневыми гнилями, % относительно здоровых растений
(Самарская область, 2000-2011 гг.)
|
Показатель |
Благоприятные годы |
Неблагоприятные годы |
||||||||
|
Балл поражения |
||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|||
|
яровая пшеница сорт Кинельская Нива |
||||||||||
|
Высота растений |
2,2 |
6,3 |
15,9 |
37,7 |
6,2 |
8,4 |
15,4 |
44,7 |
||
|
Продуктивная кустистость |
11,5 |
8,9 |
35,8 |
66,2 |
14,7 |
22,5 |
38,0 |
69,0 |
||
|
Длина колоса |
1,7 |
13,1 |
18,1 |
24,3 |
10,0 |
26,2 |
37,5 |
43,7 |
||
|
Число зерен в колосе |
3,6 |
8,4 |
18,5 |
22,9 |
5,5 |
14,7 |
26,9 |
30,7 |
||
|
Масса зерна с колоса |
14,8 |
31,8 |
43,2 |
55,7 |
4,4 |
34,8 |
50,0 |
59,8 |
||
|
Масса 1000 зерен |
11,3 |
22,5 |
30,3 |
42,5 |
26,1 |
44,2 |
50,7 |
57,1 |
||
|
ячмень сорт Поволжский 65 |
||||||||||
|
Высота растений |
5 |
10 |
27 |
44 |
7 |
11 |
33 |
Гибель растений |
||
|
Продуктивная кустистость |
10 |
25 |
43 |
65 |
15 |
30 |
50 |
|||
|
Длина колоса |
6 |
20 |
28 |
45 |
9 |
28 |
35 |
|||
|
Число зерен в колосе |
15 |
29 |
41 |
70 |
21 |
40 |
51 |
|||
|
Масса зерна с колоса |
18 |
36 |
55 |
80 |
25 |
51 |
70 |
|||
|
Масса 1000 зерен |
5 |
13 |
26 |
55 |
8 |
25 |
37 |
|||
При 4-балльной степени поражения зерно в колосе ячменя не формировалось. Корреляционный анализ подтвердил наличие обратной зависимости массы 1000 зерен, числа зерен в колосе и продуктивной кустистости от интенсивности поражения растений яровой пшеницы с коэффициентами корреляции r=-0,77; -0,92; -0,92, и ячменя – с коэффициентами r=-0,86; -0,90 и -0,92 соответственно (с достоверностью 0,7).
Анализ динамики поражения яровых зерновых культур корневыми гнилями позволил установить, что наибольшего распространения и развития болезнь достигала в фазу восковой спелости зерна, причем, характер поражения обеих культур в зависимости от погодных условий года был схожим, хотя ячмень поражался сильнее пшеницы в 1,5-2 раза. Вспышки заболевания отмечались в годы с резкой сменой засушливых и влажных периодов в наиболее чувствительных фазах развития растений. Как показал корреляционный анализ, наиболее критическим является межфазный период всходы-кущение, который в условиях Самарской области приходится на третью декаду мая.
Более высокие значения ГТК в этот период, обусловленные большим количеством выпадения осадков и более низкими среднесуточными температурами в этот период способствуют большему распространению и интенсивности развития корневых гнилей на посевах злаковых культур
(r=+0,44…+0,82 и r = -0,7…-0,6 соответственно) к концу вегетационного периода. В то же время низкое количество осадков перед посевом (первая декада мая) провоцирует более быстрое распространение корневых гнилей (r=-0,6...-0,7) на полях за счет снижения энергии прорастания семян и жизнеспособности проростков.
На основе регрессионного анализа была построена математическая модель (рис. 1), позволяющая прогнозировать распространение и интенсивность развития корневых гнилей на пшенице и ячмене в зависимости от показателя ГТК в третьей декаде мая, который отражает сложившиеся погодные условия в начале роста растений.
В дальнейшем быстрому распространению корневых гнилей на посевах яровых злаковых культур способствуют жаркие или засушливые условия во второй декаде июля, когда растения находятся в стадии колошения (коэффициент корреляции с ГТК r=-0,6...-0,7), а более интенсивному их развитию – обильные осадки и пониженные температуры в первой декаде августа в период созревания семян (коэффициент корреляции с ГТК по обеим культурам в среднем составил r=+0,8).
Рис. 1. Математическая модель, позволяющая прогнозировать распространение (А) и интенсивность (Б)
развития корневых гнилей на пшенице и ячмене в зависимости от показателя ГТК в третьей декаде мая
Анализ видовой структуры популяций возбудителей аэрогенной инфекции показал, что в Самарской области ежегодно, но в разной степени, зерновые колосовые поражаются ржавчиной, мучнистой росой, септориозом и гельминтоспориозными пятнистостями, распространенность и интенсивность развития которых также во многом зависят от погодных условий в период вегетации растений. Среди листостеблевых болезней яровой пшеницы с наиболее часто регистрируемым эпифитотийным характером развития в условиях Самарской области является бурая ржавчина. Распространенность болезни в годы ее проявления изменялась от 2 до 100%. Распространению возбудителя P. recondite способствует дождливая (r=+0,89) и прохладная погода (r=-0,63) в июле на стадии колошения, причем наиболее значимой является вторая декада июля (рис. 2), когда растения вступают в фазу созревания семян.
Интенсивному развитию бурой ржавчины пшеницы способствуют также засушливые условия в межфазный период всходы-кущение, преимущественно в третьей декаде мая. Степень поражения ослабленных весенней засухой посевов в неблагоприятные годы может достигать 40%. Коэффициент корреляции между степенью поражения растений перед уборкой и суммарным количеством осадков в мае в среднем составил r=-0,88. В совокупности, сочетание неблагоприятных погодных условий в критические фазы развития (засуха в мае и обильные осадки в июле) могут способствовать развитию эпифитотии бурой ржавчины в Самарской области, что и было отмечено в 2003
и 2007 годах, когда распространенность болезни составила 80-100%.
Рис. 2. Взаимосвязь распространения и интенсивности развития бурой ржавчины с показателем ГТК на посевах пшеницы (фаза восковой спелости зерна) в условиях Самарской области
Зависимость развития стеблевой ржавчины ячменя от климатических факторов среды имело менее выраженный характер и в годы ее проявления распространенность в посевах составляла 2-27%. Многолетние наблюдения показали, что распространению этой болезни в условиях Самарской области могут способствовать низкое количество выпавших осадков в первой декаде июня
(r=-0,84) и повышенные среднесуточные температуры в третьей его декаде (r=+0,92), то есть нестабильность погодных условий в период стадии кущения растений ячменя (рис. 3).
Рис. 3. Влияние климатических факторов на распространение стеблевой ржавчины ячменя
в условиях Самарской области (количества осадков – 1 декада июня;
среднесуточная температура воздуха – 3 декада июня (стадия кущения))
Септориоз и мучнистая роса более часто встречаются и сильнее поражают посевы пшеницы, чем ячменя: распространенность в разные годы их проявления в условиях Самарской области составила 12-48% и 1-13%; 1-68% и 1-5% соответственно.
Интенсивность развития этих болезней в большей степени обусловлена видовой и сортовой устойчивостью культур, чем конкретным сочетанием абиотических факторов среды на определенных стадиях развития растений. Тем не менее, можно отметить, что распространению септориоза способствует теплая сухая (r=+0,41…+0,71), а мучнистой росы – прохладная влажная погода июля (r=-0,50…-0,65). В отношении мучнистой росы выявлена тенденция снижения ее распространения на территории Среднего Поволжья начиная с 2006 г., тогда как поражение злаковых культур септориозом в последние годы, наоборот, стало встречаться чаще. На посевах пшеницы эпифитотии мучной росы были отмечены в 2000-2003 гг., а септориоза – в 2006-2008 гг.
В последнее десятилетие отмечается возрастание вредоносности гельминтоспориозных пятнистостей в агроценозах злаковых культур. Эта тенденция отмечена и в наших исследованиях.
В условиях Самарской области симптомы поражения листьев на посевах яровой пшеницы и ячменя регистрировались практически ежегодно (табл. 1). Распространенность болезни на посевах ячменя составила 7-20%, а пшеницы – 0,5-84% в зависимости от года.
Развитию гельминтоспориозных пятнистостей, как известно, способствует прохладная и влажная погода (например, 2008 г. и 2011 г.), тогда как редкие дожди и повышенные температуры или экстремально засушливые условия резко снижают пораженность растений данной болезнью (2009 г. и 2010 г.) (рис. 4). Существенно значимая взаимосвязь (r>0,80) между интенсивностью распространения болезни и климатическими факторами среды выявлена в периоды от прорастания до фазы кущения культуры (2-3 декады мая) и в процессе созревания семян (1-2 декады августа).
Рис. 4. Влияние климатических факторов (ГТК среднее за год) на распространенность гельминтоспориозных
пятнистостей и «черного зародыша» семян яровой пшеницы (А) и ячменя (Б) в условиях Самарской области
При этом отмечено, что вероятность эпифитотии возрастает, если в 2-3 декадах мая значение ГТК>1,2 (рис. 5), причем, более резко на посевах яровой пшеницы. При значениях ГТК<1,2
в этот период распространенность болезни не превышает 20%. Выпадение обильных осадков в августе в фазу наступления восковой спелости зерна способствует интенсивному развитию гельминтоспориоза на посевах пшеницы и ячменя (r=+0,71 и r=+0,85 соответственно).
Это в свою очередь приводит не только к снижению общей продуктивности растений, но и к снижению качества зерна за счет увеличения доли семян с «черным зародышем» (рис. 4) в результате внутреннего их инфицирования возбудителями гельминтоспориоза в комплексе с грибами рода Alternaria.
Рис. 5. Взаимосвязь распространения гельминтоспориозой пятнистости на посевах пшеницы и ячменя
(фаза восковой спелости зерна) в условиях Самарской области с показателем ГТК
в период «посев-кущение»
Заключение. На основании совокупности полученных данных выявлен комплекс болезней яровой пшеницы и ячменя различной этиологии, среди которых наиболее распространенными и вредоносными являются корневые гнили. Предложены математические модели, позволяющие прогнозировать развитие наиболее вредоносных болезней в лесостепной зоне Среднего Поволжья в зависимости от значений гидротермического коэффициента на ранних стадиях онтогенеза растений. Прогноз дает возможность своевременно проводить профилактику и оптимизировать схему защитных мероприятий в борьбе с болезнями зерновых культур, чтобы предотвратить развитие эпифитотий, что в конечном итоге способствует повышению урожайности яровой пшеницы и ячменя.
1. Демина, Е. А. Патогенность и вредоносность возбудителей корневых гнилей пшеницы в Самарской об-ласти / Е. А. Демина, А. И. Кинчаров // Защита и карантин растений. - 2010. - №11. - С. 23-24.
2. Егорычева, М. Т. Эффективность предпосевного протравливания семян / М. Т. Егорычева, С. В. Бурла-кова // Защита и карантин растений. - 2009. - №8. - С. 43-44.
3. Павлюшин, В. А. Проблемы фитосанитарного оздоровления агроэкосистем / В. А. Павлюшин // Вестник защиты растений. - 2011. - №2. - С. 3-38.
4. Авдеева, Е. В. Обзор фитосанитарного состояния посевов сельскохозяйственных культур в 2008 году и прогноз на 2009 год в Самарской области / Е. В. Авдеева. - Самара, 2008. - 152 с.
5. Анализ фитосанитарной обстановки в Самарской области в 2008 г. - Самара, 2008. - 120 с.
6. Васин, В. Г. Особенности погодных условий и основные направления совершенствования агротехно-логий / В. Г. Васин, Е. В. Самохвалова // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной ака-демии. - №4. - 2011. - С. 43-47.
7. Живых, А. В. Обзор фитосанитарного состояния посевов сельскохозяйственных культур в Российской Федерации в 2009 г. и прогноз развития вредных объектов в 2010 г. / А. В. Живых, А. В. Сидоренко, А. С. Максимова [и др.]. - М., 2010. - 52 с.
