Влияние гидротермических условий на развитие церкоспореллезной прикорневой гнили озимых зерновых культур

Церкоспореллезная прикорневая гниль (возбудители — грибы Oculimacula yallundae (Wallwork & Spooner) Crous & W. Gams) и O. acuformis (Boerema, R.Pieters & Hamers) Crous & W. Gams) — одна из главных причин полегания и недобора урожая озимых зерновых. Впервые болезнь была обнаружена в 1907–1908 гг. во Франции при изучении причин полегания растений озимой ржи. Со второй половины XX века церкоспореллез регулярно отмечается во всех странах мира: в Европе (Германия, Франция, Польша, Литва), Америке, Южной Африке, на юге Австралии и Новой Зеландии.

Возбудители болезни закупоривают проводящие сосуды растения, блокируя перемещение питательных веществ и воды. При сильном поражении церкоспореллезом разрушаются не только проводящие, но и механические ткани, из-за чего стебли ломаются и беспорядочно полегают в дождливые периоды еще до созревания. Вредоносность заболевания напрямую зависит от стадии заражения и степени поражения растений.

• Потери зерна — 20–50%
• Недобор на 1% поражения стеблей — 0,5–0,6%
• Оптимальная температура заражения — +5…+10 °C
• Минимальная влажность воздуха — 80%

Как распознать и оценить степень поражения

Болезнь поражает прикорневую часть стебля уже с периода всходов, образуя медово-коричневые, похожие на глаз пятна с размытой каймой. Наиболее близко расположенные пятна постепенно сливаются и к колошению опоясывают основание пораженного стебля. При ранних сроках сева у пораженных растений на месте первоначально появившихся пятен образуется темная строма гриба, проникшего внутрь стебля. При разломе полость стебля в пределах двух, иногда трех нижних междоузлий оказывается заполненной дымчато-серым, а со временем коричневым мицелием гриба, а пораженная часть становится омертвевшей.

Глазковая пятнистость сильнее всего поражает озимые пшеницу, рожь, тритикале и ячмень. Несколько меньше от нее страдают яровые ячмень и пшеница, а посевы овса болезнь не поражает совсем. В отдельные годы развитие патогена на посевах в Республике Беларусь достигает значительных показателей.

Для оценки развития церкоспореллеза на посевах озимой пшеницы, начиная с периода колошения, применяют следующую шкалу:

• 0 — признаки поражения отсутствуют;
• 1 — на основании стебля или первом междоузлии — отдельные белесые или светло-коричневые пятна;
• 2 — темные желтовато-коричневые пятна с ярко выраженной каймой охватывают до половины стебля;
• 3 — пятна окольцовывают стебель, в середине пятна ткань частично разрушена, стебель переламывается;
• 4 — отсутствие продуктивных стеблей при наличии симптомов по баллу 3.

Развитие болезни (%) вычисляют по формуле: R = (∑ (n × b) × 100) / (N × K). В этой формуле R — развитие болезни, ∑ (n × b) — сумма произведений числа больных растений (n) на соответствующий им балл поражения (b), N — общее количество обследованных растений в пробе (шт.), а K — наивысший балл шкалы учета для перевода балльной оценки в проценты. Этот расчет позволяет точно оценить масштаб вредоносности патогена на конкретном поле.

Влияние погодных и почвенных условий

На развитие возбудителей церкоспореллезной прикорневой гнили значительное влияние оказывают гидротермические условия. Чем выше гидротермическая обеспеченность года, тем выше уровень распространения церкоспореллеза. Заражение посевов озимых зерновых культур начинается в осенний период. Для споруляции гриба и заражения растений необходима высокая Относительная влажность воздуха">относительная влажность воздуха (не менее 80%) и температура в пределах +4...+13 °С в течение 15 часов и более.

Динамику развития болезни изучали в полевых опытах в 2014–2022 годах на озимой пшенице сорта Богатка. Агротехника выращивания озимой пшеницы была общепринятой для возделывания культуры в Центральной агроклиматической зоне Республики Беларусь. Испытания проходили на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве.

Почва опытных участков характеризовалась содержанием гумуса на уровне 1,89–2,0%. Содержание подвижного фосфора (P2O5) составляло 293–334 мг/кг, обменного калия (K2O) — 268–375 мг/кг, а бора — 0,51 мг/кг почвы при кислотности рН 5,5–6,1. Эти данные позволяют сопоставить результаты мониторинга со свойствами почв в конкретных хозяйствах.

∑t где R представляет собой сумму осадков в миллиметрах за период со среднесуточными температурами выше +10 °C; Σt определяет сумму температур (°C) за то же время. Выявление гидротермических факторов, оказывающих влияние на развитие церкоспореллезной прикорневой гнили в посевах озимой пшеницы, проводили на основании корреляционного и регрессионного анализа с использованием пакета программ MSExcel. Анализировали периоды, когда растения наиболее уязвимы для заражения болезнью: осенний период и период после перезимовки до начала колошения. Результаты исследований и их обсуждение. При изучении пораженности посевов озимой пшеницы церкоспореллезной прикорневой гнилью отмечено, что наибольшее развитие болезнь получила в 2014 и 2021 гг. Погодные условия 2014 г. характеризовались повышенным температурным режимом на протяжении всего вегетационного сезона. Средняя температура за год составила +7,8 ºС, что на 2 ºС выше климатической нормы. За год выпало 567 мм осадков (86 % климатической нормы). Избыточное увлажнение наблюдалось в мае, в то время как остальные месяцы весенне-летнего сезона характеризовались дефицитом осадков.

В 2021 г. была достаточно прохладная весна и жаркое лето. Среднесуточная температура весной составила в среднем +9,4 ºС. Температурный режим на протяжении сезона был неоднородным: средняя температура воздуха в марте превышала норму, а апрель и май были холодными. В целом год характеризовался достаточной влагообеспеченностью. Во все сезоны выпала норма осадков и более.

Согласно литературным данным, оптимальной температурой для развития возбудителей церкоспореллезной прикорневой гнили является температура +5...+10 ºС, поэтому сложившиеся условия 2014 и 2021 гг. благоприятствовали развитию болезни. Так, в 2014 г. развитие церкоспореллеза к стадии молочно-восковой спелости достигло 50,4 %, в 2021 г. – 64,8 %. В остальные годы степень поражения растений болезнью находилась на депрессивном уровне.

Рисунок 1. Развитие церкоспореллезной прикорневой гнили в посевах озимой пшеницы (РУП «Институт защиты растений», сорт Богатка, ст. 83–85) Погодные условия в годы исследований различались, что позволило объективно оценить их влияние на развитие церкоспореллезной прикорневой гнили в посевах озимой пшеницы. Поскольку согласно литературным данным заражение растений церкоспореллезной прикорневой гнилью может происходить осенью и весной, а развитие болезни более интенсивно происходит во время трубкования и колошения, то оценивали влияние погодных условий именно в эти периоды.

В результате корреляционно-регрессионного анализа полученных данных установлено, что решающее значение в нарастании развития церкоспореллеза играют температура воздуха в осенний период и осадки в мае (сумма осадков и количество дней с осадками). Таблица 1 – Влияние гидротермических условий на развитие церкоспореллезной прикорневой гнили в посевах озимой пшеницы (РУП «Институт защиты растений», сорт Богатка, 2014–2022 гг.)

Показатель Коэффициент корреляции (r)

Осенний период от посева до начала минусовых температур средняя температура 0,77* сумма осадков 0,50 влажность 0,40 количество дней с осадками 0,18

Весенний период после перехода через +5 ºС до III декады мая средняя температура -0,16 сумма осадков 0,31 влажность 0,47 количество дней с осадками 0,58

Весенний период после перехода через +10 ºС до III декады мая средняя температура 0,30 сумма осадков 0,39 влажность 0,46 количество дней с осадками 0,36

Май средняя температура 0,07 сумма осадков 0,73* влажность 0,62 количество дней с осадками 0,79* ГТК 0,56

Май–июнь средняя температура –0,36 сумма осадков 0,64 влажность 0,52 количество дней с осадками 0,60 ГТК 0,64 * p < 0,05.

Зависимость между развитием церкоспореллезной прикорневой гнили и среднесуточной температурой воздуха выявлена также в исследованиях других авторов. Так М. Vanova с соавторами (2005), также отмечают, что на развитие болезни оказывает влияние среднесуточная температура воздуха в октябре и ранней весной (апрель). При этом оптимальной является температура +4...+10 ºС. Это может быть связано с особенностями жизненного цикла возбудителей церкоспореллеза. В осенний период происходит заражение растений возбудителями болезни, которые сохранились на растительных остатках. И чем теплее и продолжительнее этот период, тем выше вероятность того, что патоген внедрится в растительную ткань. На влияние влагобеспеченности года на развитие церкоспореллеза также указывают другие исследователи. Пик образования конидий возбудителями болезни приходится на период апрель–май. В мае озимая пшеница проходит стадию трубкования и в этот период растения восприимчивы для заражения. Для успешного прохождения этого процесса необходима высокая влажность на уровне почвы, что обеспечивают частые и обильные осадки.

Заключение. Таким образом, в годы исследований наибольшая степень поражения озимой пшеницы церкоспореллезной прикорневой гнилью отмечена в условиях 2014 и 2021 гг. Развитие болезни достигло уровня эпифитотии. Определяющими факторами для развития возбудителей церкоспореллеза и характера течения болезни являются температура в осенний период, количество осадков и дней с осадками в мае.

Грицюк, Н. В. Влияние агротехнических приемов на вредоносность церкоспореллеза озимой пшеницы / Н. В. Грицюк, Т. Н. Тимощук, А. А. Дереча // Consolidarea capacităților regionale pentru aplicarea tehnologiilor ecologice în sistemele integrate de gestionare a dăunătorilor: сonf., Chişinău, 10-12 decembrie, 2018 ulei / In-l de Genetică, Fiziologie şi Protecţie a Plantelor. – Chişinău, Moldova, 2018. – Р.105–108.

Джумабаев, П. Церкоспореллез хлебных злаков в СССР: автореф. дис. … канд. биол. наук / П. Джумабаев; ВНИИЗР. ‒ Боровск; Л., 1966. ‒ 28 с.

Желтова, К. В. Корневые гнили озимой пшеницы и их вредоносность / К. В. Желтова, В. И. Долженко // Вестн. ОрелГАУ. – 2017. ‒ № 1 (64). ‒ С. 45–51.

Болезни зерновых культур / С. Д. Здрожевская [и др.] // Методические указания по регистрационным испытаниям фунгицидов в сельском хозяйстве / Науч.-практ. Центр НАН Беларуси по земледелию, Ин-т защиты растений; под ред. С. Ф. Буги. – Несвиж,

2007. – С. 61–101.

Пилат, Т. Г. Распространенность и развитие прикорневой гнили в посевах озимых зерновых культур в Беларуси / Т. Г. Пилат // Молодежь в науке 2020. Аграр., биол., гуманит., мед., физ.-мат., физ.-техн., химия и науки о Земле: тез. докл. XVII Междунар. конф. молодых ученых (Минск 22-25 сент. 2020 г.) / Нац. акад. наук Беларуси, Совет молодых ученых; редкол.: В. Г. Гусаков (гл. ред.) [и др.]. – Минск, 2020. – С. 62–63.

Тютерев, С. Л. Краткая характеристика наиболее опасных болезней / С. Л. Тютерев // Протравливание семян зерновых колосовых культур / Всерос. науч.-исслед. ин-т защиты растений. – М.: [б. и.], 2005. – С. 91(3)–99(11). – (Приложение к журналу «Защита и карантин растений»; № 3).

Фитопатологическая ситуация в посевах зерновых культур в Беларуси / Н. А. Крупенько [и др.] // Защита растений: сб. науч. тр. / Науч.-практ. центр НАН Беларуси по земледелию, Ин-т защиты растений; редкол.: С. В. Сорока (гл. ред.) [и др.]. – Минск,

2023. – Вып. 47. – С. 86–94.

14. Isolation of R-type progeny of Tapesia yallundae from apothecia on wheat stubble in England / P. S. Dyer [et al.] // Plant Pathology. – Vol. 43. – P. 1039–1044.

16. Glazek, M. Occurrence of eyespot on winter wheat in the central-southern region of Poland / M. Glazek // J. of Plant Protection Research. – 2009. – № 49. – P. 426–433.

18. Robbertse, B. Revision of Pseudocercosporella-like species causing eyespot disease of wheat / B. Robbertse, C. F. Campbell, P. W. Crous // South African J. of Botany. – 1995. – Vol. 61. – P. 43–48.

T. G. Pilat, N. A. Krupenko RUE «Institute of Plant Protection», Priluki, Minsk region

INFLUENCE OF HYDROTHERMAL CONDITIONS ON

THE DEVELOPMENT OF EYESPOT ROOT ROT IN

Annotation. The article presents the results of long-term research (2014–2022) to study the infestation of winter wheat crops by eyespot root rot. It was established that the disease was most developed in the conditions of 2014 and 2021. Research has shown that the development of the disease is decisively influenced by air temperature in the autumn and moisture availability in May.

Key words: eyespot root rot, disease development, hydrothermal conditions, precipitation, temperature.