Фитопатогенный комплекс пшеницы и меры борьбы с ним

На правах рукописи Глинушкин Алексей Павлович ФИТОПАТОГЕННЫЙ КОМПЛЕКС ПШЕНИЦЫ И МЕРЫ БОРЬБЫ С НИМ Специальность 06.01.07 – защита растений Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук Москва - 2013 Работа выполнена на кафедре селекции и защиты растений ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет» в 2005-2013 гг. Научный консультант: Белошапкина Ольга Олеговна доктор сельскохозяйственных наук, профессор ФГБОУ ВПО «Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева» Официальные оппоненты: Захаренко Владимир Андреевич доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик Россельхозакадемии, главный научный сотрудник отделения защиты и биотехнологии растений Россельхозакадемии Темирбекова Сулухан Кудайбердыевна доктор биологических наук, профессор, зав. лабораторией полевых культур, руководитель генофонда ГНУ Всероссийский селекционно-технологический институт садоводства и питомниководства Россельхозакадемии Перевертин Кирилл Александрович доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник Центра Паразитологии Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН Ведущая организация: ГНУ Оренбургский НИИСХ Россельхозакадемии Защита состоится «26» декабря 2013 г. в 14.30 на заседании диссертационного совета Д 220.043.04 при Российском государственном аграрном университете – МСХА имени К.А. Тимирязева по адресу: 127550, г. Москва, ул. Прянишникова, д.15, тел/факс: (499) 976-24-92, e-mail: dissovet@timacad.ru С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке им. Н.И. Железнова РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева Автореферат разослан «____» ноября 2013 г. Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук А.Н. Смирнов ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Зерновое производство является стратегическим в резко континентальных условиях Южного Урала. В обеспечении качественным зерном Оренбургская область занимает ведущее место, поскольку в удельном весе закупок зерна в РФ 10% и более приходится на ее долю, а, например, твердой пшеницы область производит до 80% от всей экспортируемой из РФ в отдельные годы (Насыбулин, 2006; Крючков, 2008). При этом среднемноголетняя урожайность зерновых составляет 14,0 ц/га, а выход зерна за последние годы - 5,3 ц/га (Росстат, 2012). Низкая реализация потенциальной продуктивности растений является следствием нестабильного фитосанитарного состояния посевов, только вирусы могут снижать урожайность на 70% и более (Жученко, 2000; Захаренко, 2002, 2007; Шпаар и др., 2006; Долженко, Захаренко, 2011). Поэтому актуально проведение изысканий повышения сборов зерна и рентабельности его производства. Современные концепции защиты растений от вредных организмов, включая возбудителей болезней, предусматривают управление фитосанитарным состоянием агроэкосистем, научно обоснованными интегрированными системами защиты, основанными на достоверной их идентификации и мониторинге (Танский и др., 2002; Бурт и др., 2006; Павлюшин, Танский, 2006; Вострецова, Брагина, 2009, Соколов, 2010). В развитие комплексной защиты агроценозов пшеницы на черноземах южных Южного Урала существенный вклад внесли Л.Г. Погорелова (1965-1974), В.П. Лухменев (1970-2013), В.А. Немков (1985-1987), Н.С. Чугунова (1998-2001), на черноземах обыкновенных - А.А. Соловых (2006-2013). Однако, детального, всестороннего анализа причин неудовлетворительного фитосанитарного состояния посевов пшеницы в условиях агроландшафтов степной зоны Южного Урала не проводили. Требуется разноплановое совершенствование методов, средств и систем защиты пшеницы в патосистемах с учетом новых и доминирующих возбудителей, а также особенностей агроландшафтов региона. Цель: научное обоснование и разработка систем защиты озимой и яровой пшеницы от болезней в степной зоне Южного Урала, обеспечивающих стабилизацию фитосанитарного состояния агроценозов. Задачи исследований: 1. По проблеме оценки фитосанитарного состояния агроценозов и семенного материала: - уточнить видовой состав, распространенность и вредоносность возбудителей болезней в посевах пшеницы и семенном материале; - совершенствовать элементы мониторинга, диагностики и идентификации возбудителей болезней разной этиологии. 2. По проблеме использования устойчивых сортов и здорового семенного материала: - провести скрининг перспективных и коллекционных сортов яровой и озимой пшеницы на зараженность вирусными, грибными, бактериальными составляющими патогенного комплекса; - выявить устойчивые к доминирующим патогенам сорта, перспективные для производства в регионе, а также для селекционной работы; - оценить влияние зараженности семян на урожайность пшеницы. 3. По проблемам разработки эффективных систем защиты пшеницы от фитопатогенного комплекса: - усовершенствовать системы защиты, обеспечивающие эффективность производства пшеницы с учетом устойчивости сортов, исходного качества семян, сроков посева, оптимизированных схем применения пестицидов, почвенных и климатических условий; - оптимизировать химический метод защиты за счет создания и внедрения новых средств и совершенствования применения комбинаций и способов внесения пестицидов; - провести системный статистический и экономический анализ предложенных для степной зоны Южного Урала элементов систем защиты яровой и озимой пшеницы. Основные положения, выносимые на защиту. 1. Современный патокомплекс в семенных фондах и агроценозах озимой и яровой пшеницы, распространенность и вредоносность новых и доминирующих видов в мезоформах агроландшафтов степной зоны Южного Урала. 2. Усовершенствованная методология мониторинга патосистем пшеницы и идентификации возбудителей. 3. Использование системного статистического анализа для оценки ресурсного потенциала сортообразцов пшеницы под влиянием фитопатогенного комплекса. 4. Особенности условий агроландшафтов, устойчивость сортов, усовершенствованный мониторинг фитосанитарного состояния семян и посевов, новые средства и оптимизированные схемы применения пестицидов и агрохимикатов - как основа систем интегрированной защиты пшеницы в степной зоне Южного Урала. Научная новизна. Впервые в различных агроландшафтах степной зоны Южного Урала уточнен состав патокомплекса озимой и яровой пшеницы, его динамика и вредоносность. В вирусной составляющей патокомплекса впервые идентифицированы вирус полосатой мозаики пшеницы (Wheat streak mosaic virus, WSMV) и почвообитающий вирус мозаики пшеницы (Soil-borne wheat mosaic virus, SbWMV), последний является новым для региона. Приоритетно сделано нозологическое описание бактериоза пшеницы (Xanthomonas translucens pv. translucens (Jones et al. Dye.) в регионе; усовершенствован способ выявления возбудителя. Разработан программный модуль прогнозирования развития бактериоза и корневых гнилей для агроценозов пшеницы (свидетельства государственной регистрации №2011618840, №2011618841). Оптимизирована методология определения зараженности семян патогенным комплексом микроорганизмов с учетом модификации шкал, режимов температуры и кислотности. Дано агробиологическое и экономическое обоснование систем интегрированной защиты пшеницы от болезней в степной зоне Южного Урала и усовершенствованы их элементы, включающие контроль фитосанитарного состояния семян и агроценоза, выявленные устойчивые к доминирующим патогенам сортообразцы, оптимизацию сроков сева, схем применения пестицидов с учетом ландшафтных условий. Разработан, зарегистрирован и внедрен новый протравитель на основе тирама и комплекса антистрессовых, адаптационных и иммуномодулирующих веществ - ТМТД-плюс, КС (400 г в 1 л) для защиты яровой пшеницы и других культур от болезней (патент на изобретение №2454057). Выполнен системный статистический анализ ресурсного потенциала 154 сортообразцов озимой пшеницы при воздействии патогенного комплекса, выявлено из них 10 перспективных для производства и селекции (на 4 получено подтверждение в полевых опытах). Практическая ценность и реализация результатов исследований. Установлена вредоносность доминирующих грибных, бактериальных и вирусных составляющих фитопатогенного комплекса пшеницы по агроландшафтам региона. Разработаны программы на языке Visual Basic Script + DHTML прогноза бактериоза и корневой гнили яровой пшеницы, созданы 4 прогностические модели продуктивности пшеницы и качества ее зерна. Выявлены перспективные сортообразцы яровой и озимой пшеницы, высокопродуктивные и устойчивые к комплексу болезней. Производство разработанного препарата ТМТД-плюс, КС в 2012 г. превысило 140 т. На площади более 1,0 тыс. га внедрены усовершенствованные для мезоформ агроландшафтов степной зоны системы интегрированной защиты пшеницы на основе оптимизированных схем мониторинга патосистем, средств и способов химической защиты, выделенных устойчивых сортов. Дополнительная прибыль от их внедрения составила более 10 млн. руб. (подтверждено 7 актами внедрения). В обучающих и научно-производственных процессах ОГАУ, ОГПУ, ОГУ, ВНИИМС используются результаты исследований по усовершенствованию методологии фитоэкспертизы семян, мониторинга патогенных комплексов и разработанных систем защиты в агроценозах яровой и озимой пшеницы. Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены на 14 международных научно-практических конференциях (Оренбург, 2007, 2011; Троицк, 2006; Чебоксары, 2006, 2009; Саратов, 2007, 2008, 2009; Москва, 2007, 2008, 2009; Орел, 2008; Гродно, 2010; Минск, 2010); всероссийских и международной выставках, получены 1 золотая и 2 серебряные медали («Золотая осень» и «Chicken King»). Публикации. По материалам диссертации опубликовано 64 работы, из них 24 статьи в журналах рекомендованных ВАК, монография, рекомендации; получены патент, 2 свидетельства о государственной регистрации программ ЭВМ. Структура и объем работы. Диссертация изложена на 336 страницах, состоит из введения, 5 глав, заключения, выводов, рекомендаций производству, включает 57 таблиц, 64 рисунка, 34 приложения. Список литературы состоит из 413 наименований, в т.ч. 71 иностранных. Организация исследований и декларация личного участия автора. Диссертация содержит фактический материал, полученный в течение 2005-2013 гг. Постановка проблемы исследований, алгоритм решения задач и их реализация, анализ полученных результатов, сделанные на их основе выводы и рекомендации выполнены лично автором. Отдельные исследования (15%): элементы идентификации возбудителей, структурный анализ элементов продуктивности пшеницы выполнены совместно со специалистами других организаций и активными участниками студенческого научного общества «Агроэкотест» агрономического факультета ФГБОУ ВПО Оренбургский ГАУ. Благодарности. Автор благодарен научному консультанту, профессору, д.с.-х.н. О.О. Белошапкиной за квалифицированное руководство и методическую помощь в проведении исследований и подготовке диссертации; за помощь профессорам: А.Н. Игнатову, Ю.А. Гулянову, |А.В. Ряховскому|, В.П. Лухменеву, З.А. Федотовой, З.Н. Рябининой, В.Н. Яичкину; к.с-х.н. А.В. Кащееву, Н.А.Николаеву, зав. опытным полем ОГАУ А.А. Чащину, А.Ю. Карязину; активным участникам СНО «Агроэкотест»; специалистам ГБОУ ВПО Оренбургский государственный университет, ФГБОУ ВПО Оренбургский ГАУ за консультации и выполнение договоров о научно-практическом сотрудничестве. Глава 1. Состояние и перспективы защиты озимой и яровой пшеницы от инфекционных болезней в степной зоне Южного Урала Дана оценка фитосанитарного состояния агроценозов пшеницы и особенностей технологий её производства, оказывающих существенное влияние на развитие болезней, урожайность культуры и качество зерна. Глава 2. Объекты, условия и методы исследований Объектами исследований служили более 70 сортообразцов яровой и 250 озимой пшеницы, районированные, проходившие государственные сортоиспытания, коллекционные образцы ВИР; патокомплекс микроорганизмов семян и агроценозов, а также ассортимент пестицидов и агрохимикатов, используемых в системах защиты при производстве зерна. Период проведения исследований охватил все многообразие гидротермических условий степной зоны Южного Урала (ГТК 0,3-1,4): годы, близкие к среднемноголетним (преобладали), острозасушливые и влажные. Полевые и производственные исследования проводили 3-8 лет в Оренбургской области, Республике Башкортостан РФ и Актюбинской области Республики Казахстан с различными севооборотами и технологиями возделывания пшеницы на пересеченном и пологом рельефе. Многолетние и стационарные опыты были заложены: на учебно-опытном поле ОГАУ (УОП ОГАУ), ОПХ им. Куйбышева Оренбургского района, в ООО «Поиск» Илекского района, КФХ «Галина» Ташлинского района (чернозем южный), в ООО «Русь» Соль-Илецкого района (темно-каштановые почвы), в КФХ «Соловых А.Д.» Переволоцкого района, ОАО «Саринский» Кувандыкского района (обыкновенные черноземы). Применяемые системы защиты пшеницы в хозяйствах условно разделили на три категории. 1) Наукоемкая (Н), адаптированная к местным агроландшафтным условиям, на основе комплекса фитосанитарного контроля, защиты семян и посевов с использованием плотных высокостебельных кулис из сахарного сорго, с осенним внесением аммиачной селитры 100 кг/га, обработкой семян ТМТД-плюс 2,5 л/т, стартовым внесением 90 кг/га припосевных удобрений (N15P15K15), ранневесенней подкормкой (200 кг/га селитры) + инсектицид (Актара), фоновой подкормкой (100 кг/га селитры в фазу начало стеблевания), фоновым опрыскиванием в фазу флагового листа Гуми 90 0,4 кг/га + Карате Зеон 0,2 л/га + Бактофит 2,0 л/га (опытное поле ОГАУ). 2) Технологичная (Т), включающая фитосанитарный анализ семян и на его основе выбор композиции для их обработки, а в период вегетации – краевое полиполосное опрыскивание от комплекса вредных организмов; обработку семян ТМТД-плюс 2,5 л/т + инсектицид (Круйзер 0,5 л/т), стартовое внесение 90 кг/га припосевных удобрений (N15P15K15), осеннюю обработку фунгицидом (Фалькон 0,6 л/га), ранневесеннюю подкормку (200 кг/га селитры) + фунгицид (Фалькон 0,6 л/га) + инсектицид (Актара), фоновую подкормку (100 кг/га селитры в фазу начала стеблевания), фоновое опрыскивание в фазу флагового листа: Гуми 90 0,4 кг/га + Карате Зеон 0,2 л/га + Бактофит 2,0 л/га (кооператив «Весна»). 3) Региональная (Р) с малобюджетным протравливанием семян Виал ТТ 0,5 л/т, стартовым внесением 90 кг/га припосевных удобрений (N15P15K15), ранневесенней подкормкой 100 кг/га селитры (КФХ «Соловых А.Д.»). Базовый мониторинг фитосанитарного состояния семян и агроценозов пшеницы проводили на 3-х госсортоучастках и 10 предприятиях в условиях разных ландшафтов и зональных особенностей. Использованы общепринятые и модифицированные фитопатологические, микробиологические, лабораторные, полевые и производственные методы исследований. В частности: оценка фитосанитарного состояния семенного материала и посевов пшеницы, распространенность и развитие болезней - по Методическим указаниям при интенсивных технологиях возделывания (1985), по методикам ВИЗР (1985), Госхимкомиссии (2007), ГОСТ 12044-93; фенологические признаки - по методикам Госсортсети (1971; 1989). Идентификацию патогенных грибов, вирусов и бактерий проводили при агроэкологическом мониторинге, по культурально-морфологи-ческим, физиолого-биохимическим свойствам, с помощью молекулярно-генетических методов – ПЦР (Игнатов, 2004; Чирков, 2009; Можаева, 2011; Rott and Jelkman, 2001; Mishchenko, 2004;); растений-идентификаторов; справочников-определителей Билай (1988), Берджи (1997), Ганнибала (2011) в ФГОУ ВПО «Оренбургский ГУ», «Оренбургский ГАУ», «Оренбургский ГПУ» и НЦ «Биоинженерия» РАН. Изучение доз, смесевых композиций, препаративных форм средств защиты пшеницы от болезней проведено по Программе и методике исследований в географической сети … (1990). Оценку устойчивости сортообразцов проводили методом ПЦР в ГНУ ВИЗР и по методическим указаниям ВИР (1990, 2009). Качество семенного материала и зерна пшеницы оценивали по принятым в РФ стандартам ГОСТ 10840-64; ГОСТ12042-80; ГОСТ 27839-88, ГОСТ 12038-84; ГОСТ 10968-88; ГОСТ Р 51415-99; ГОСТ Р 51409-99 (ИСО 5530-2-97). При анализе полученных результатов были использованы статистические методы, в т.ч.: корреляционные, многофакторный, кластерный, диаллельный, пробит анализа, методы главных компонент, Варда, программы Олимп-эксперт, Statistica и другие.

Похожие:

	Рабочая программа дисциплины (модуля) организованная преступность... Проблемы правового регулирования, законодательное обеспечение борьбы с организованной преступностью за рубежом, вопросы международного...		Темы вашего учебного проекта Также в данном проекте указывается меры борьбы с хакерами и их наказания в сооттветствии с угаловним кодексом также указываются виды...
	Лекция «Предупреждение коррупционной преступности» Международно-правовые... Гражданско-правовую конвенцию о коррупции. Важнейшим событием создания правовой базы в сфере борьбы с коррупцией стало подписание...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... При помоле пшеницы получается 80 муки. Сколько муки получится из 90 тонн пшеницы?
	Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Меры борьбы с проблемой «серых» схем поставок автомобилей таможенники России и Белоруссии обсудили в Минске		Воронин е. С. и др. Рожа свиней: профилактика и меры борьбы. Обзорная...
	Контрольная работа №1 Разложите на простые множители число 5544.... С одного опытного участка собрали пшеницы, а с другого на меньше. Сколько тонн пшеницы собрали с этих двух участков?		Уголовная ответственность несовершеннолетних Поэтому хотелось бы дать общее представление о том, что же представляет собой преступность несовершеннолетних и какие вообще меры...
	Реферат на тему: Проблема загрязнения атмосферы и ее разрешение Химическое загрязнение атмосферы автомобильным транспортом и способы борьбы с ним		Эпизоотология, эпидемиология и меры борьбы с гельминтозоонозами в якутии Защита диссертации состоится 24 октября 2007 г в 14. 00 часов на заседании диссертационного совета д 006. 011. 01 при гну всероссийском...
	Эпизоотологический анализ и меры борьбы с основными гельминто-зоонозами в республике таджикистан Работа выполнена в государственном предприятии Таджикского аграрного университета имени Ш. Шотемура и гну всероссийском научно-исследовательском...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Оборудование: таблицы «Строение семян однодольных растений», «Строение семя двудольных растений», коллекция семян, пророщенные семена...
	Тема. Коррозия металлов Сформировать у учащихся представление о коррозии металлов, используя знания о гальваническом элементе, выяснить причины вызывающие...		Никонова Галина Ивановна учитель биологии высшей категории сош №33 ст. Архангельской Чтобы получать высокие урожаи овощных и полевых культур, необходимо уметь практически применять знания биологии и физиологии растений,...
	Процедуры контроля судов государством порта Ссылаясь на статью 15 (j) Конвенции о Международной морской организации, касающуюся функций Ассамблеи в отношении правил и руководств,...		Приложение меры борьбы с неблагоприятными климатическими условиями России, приводит к неурожаю и голоду. Так, в 1920-1921 гг в Поволжье была страшная засуха, которая загубила урожай зерновых. Это...