Комплекси фітонематод в агроценозах озимої пшениці різних ґрунтово-кліматичних зон та заходи по регулювання їх чисельності - Автореферат

В Україні озима пшениця є основною сільськогосподарською культурою, в останні роки її вирощували на площі приблизно 5,6-5,8 млн. га. У багатьох країнах світу, що займаються вирощуванням зернових і, зокрема, озимої пшениці, на великих площах, таких як Канада, США, Австралія, Франція, Іспанія, Ізраїль значна увага приділяється нематодозам: проводяться щорічні обстеження посівів для визначення їх поширення, обліки шкодочинності, застосовують захисні заходи. Це, в першу чергу, повязано з відсутністю прийнятних для потреб виробництва даних про поширення фітопаразитичних видів нематод в агроценозах зернових культур, про їх роль у зниженні врожаю, а також - відсутністю вітчизняних, придатних для умов України, розробок щодо заходів регулювання чисельності цих паразитів. Метою нашої роботи було зясування видового складу та структури комплексу фітонематод в агроценозах озимої пшениці в різних грунтово-кліматичних зонах, встановлення факторів, які впливають на динаміку нематодних популяцій, визначення шкодочинності фітопаразитичних нематод на озимій пшениці та пошуки екологічно безпечних заходів регулювання їх чисельності. дослідити інтенсивність заселення паразитичними нематодами різних сортів озимої пшениці. вивчити шкодочинність паразитичних нематод на озимій пшениці;Обстеження посівів культури та відбір зразків для аналізу проводили чотири рази за вегетацію: 1) фаза третього листка, 2) фаза весняного кущіння, 3) фаза колосіння, 4) фаза молочно-воскової стиглості зерна. Решта 15 видів розподіляються по рядах таким чином: Dorylaimida - 8 видів (або 14%), Araeolaimida - 4 види (7%) та Enoplida - 3 види (5%). В межах ряду виділяються два підряди, з яких підряд Aphelenchina представлений виключно мікогельмінтами (11 видів, з 4 родин), а підряд Tylenchina - фітогельмінтами (5 видів з 5 родин) та мікогельмінтами (9 видів з 2 родин). Ці ряди, за питомою вагою, розподіляються так: І - Rhabditida (16 видів, або 52%), ІІ - Dorylaimida (8 видів, або 26%), ІІІ - Araeolaimida (4 види, або 13%), IV - Enoplida (3 види, або 9%). Основу комплексу видів фітонематод в агроценозах озимої пшениці складають: 3 види фітогельмінтів (Pratylenchus pratensis, Ditylenchus dipsaci та Tylenchorhynchus dubius), (в зоні Степу - 2 види: Pr. pratensis та D. dipsaci), 7 видів мікогельмінтів (Aphelenchus avenae, Aphelenchoides asterocaudatus, Aph. limberi, Aglenchus agricola, Filenchus filiformis, F. cinodontes, Tylenchus davainei) та 8 видів сапробіонтів (Acrobeloides buetschlii, Eucephalobus mucronatus, Cephalobus persegnis, Chiloplacus simmetricus, Panagrolaimus rigidus, Caenorhabditis elegans, Pelodera teres та Mesorhabditis monohystera).Тому для повторного випробування було відібрано 10 сортів, серед яких було 6 сортів, які за попередньою оцінкою мали ознаки стійкості та 4 нестійких (для контролю). До групи відносно стійких ввійшли сорти на яких коефіцієнт розмноження протягом двох років випробувань не перевищував 1 (тобто, чисельність популяцій на цих сортах не підвищувалась, а в більшості випадків, навпаки, знижувалась - отже вони є несприятливими для розвитку фітогельмінтів). Таких сортів виявлено три - Миронівська 27, Крижинка та Дон 85 (коефіцієнт розмноження від 0,4 до 0,9) (табл. До групи середньостійких віднесено сорти з коефіцієнтом розмноження від 1,1 до 2,5, яких також виявлено три: Колосиста, Поліська 90 та Ніконія. До нестійких віднесено 4 сорти, на яких коефіцієнт розмноження фітогельмінтів був понад 2,5: Миронівська 61, Експромт, Вікторія та Веселка.Виявлені в агроценозах озимої пшениці 56 видів фітонематод відносяться до 42 родів, 25 родин та 5 рядів. Найбільшою кількістю видів представлений ряд Tylenchida, до якого відносяться 25 видів (45%) фітонематод, значна кількість видів відноситься також до ряду Rhabditida (16 видів, або 29%). Решта 15 видів розподіляються по рядах таким чином: Dorylaimida - 8 видів (14%), Araeolaimida - 4 види (7%), Enoplida - 3 види (5%). За прийнятою екологічною класифікацією виявлені види розподіляються таким чином: пять видів (9%) відносяться до групи фітогельмінтів, 19 видів (34%) - до групи мікогельмінтів та 32 види (57%) - до групи сапробіонтів. Основу комплексу видів фітонематод в агроценозах озимої пшениці складають: три види фітогельмінтів (у зоні Степу - два види), сім видів мікогельмінтів та вісім видів сапробіонтів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

1. Виявлені в агроценозах озимої пшениці 56 видів фітонематод відносяться до 42 родів, 25 родин та 5 рядів. Найбільшою кількістю видів представлений ряд Tylenchida, до якого відносяться 25 видів (45%) фітонематод, значна кількість видів відноситься також до ряду Rhabditida (16 видів, або 29%). Решта 15 видів розподіляються по рядах таким чином: Dorylaimida - 8 видів (14%), Araeolaimida - 4 види (7%), Enoplida - 3 види (5%).

2. За прийнятою екологічною класифікацією виявлені види розподіляються таким чином: пять видів (9%) відносяться до групи фітогельмінтів, 19 видів (34%) - до групи мікогельмінтів та 32 види (57%) - до групи сапробіонтів.

3. Основу комплексу видів фітонематод в агроценозах озимої пшениці складають: три види фітогельмінтів (у зоні Степу - два види), сім видів мікогельмінтів та вісім видів сапробіонтів. Ці види мають високу екологічну пластичність, а тому є домінуючими в усіх грунтово-кліматичних зонах.

4. Видовий склад фітогельмінтів є майже ідентичним у різних грунтово-кліматичних зонах, на що вказує високий індекс подібності серед представників цієї групи (0,92). Переважна більшість видів мікогельмінтів та сапробіонтів також виявлена у всіх регіонах, на що вказують показники індексу подібності, який становить для групи мікогельмінтів 0,62, для групи сапробіонтів - 0,53.

5. Висока ступінь подібності видового складу фітонематод у ризосфері озимої пшениці в різних регіонах, наявність спільних домінуючих та звичайних видів, близькі показники співвідношення між кількістю видів фітогельмьмінтів, мікогельмінтів та сапробіонтів свідчать про наявність в агроценозах пшениці стабільного комплексу фітонематод.

6. У досліджених господарствах середня чисельність паразитичних нематод у ризосфері озимої пшениці становила: у сприятливі для їх розмноження роки - від 679 до 917 особин в 100 см3 ґрунту, у несприятливі роки - від 117 до 340 особин в 100 см3 ґрунту. За існуючими даними, така чисельність перевищує пороги шкодочинності і може суттєво впливати на ріст, розвиток та продуктивність рослин.

7. Динаміка чисельності фітонематод залежить від трьох взаємоповязаних факторів: фаз вегетації та стану рослини-хазяїна, погодних умов та особливостей ґрунту. Чисельність фітогельмінтів збільшується з наростанням кореневої маси і знижується в останні фази розвитку, внаслідок природного відмирання коренів озимої пшениці в кінці вегетації. Популяції мікогельмінтів та сапробіонтів мають два періоди підйому чисельності: ранньовесняний період (початок фази весняного кущіння) та наприкінці вегетації. Оптимальними для розвитку популяцій нематод є погодні умови, коли ГТК дорівнює 1,2-1,6 (для зони Лісостепу) та 1,4-1,9 (для зони Полісся), »1 (для зони Степу), що приблизно дорівнює середньобагаторічним нормам для зони. Причому, умови зволоження мають значно більший вплив на популяції нематод, ніж температури. Несприятливими є як посушливі умови, так і значне перезволоження. Інтенсивність впливу метеофакторів змінюється в залежності від типу ґрунту (що повязано з їх різною вологоємкістю): на легких ґрунтах надлишок опадів впливає на розвиток нематодних популяцій менш негативно, ніж на важких, а несприятлива дія посухи, навпаки, проявляється швидше.

8. Шкодочинність паразитичних нематод проявляється в затримці росту і розвитку рослин озимої пшениці та зниженні врожаю, і значно варіює по роках, в залежності від умов вегетації культури. Суттєвий вплив чисельності популяцій фітогельмінтів на біомасу рослин (коефіцієнт кореляції від -0,50 до -0,78) проявляється лише у несприятливі для розвитку рослин роки від фази третього листка до колосіння. Вплив чисельності популяцій фітогельмінтів на врожай (коефіцієнт кореляції від -0,52 до -0,76) проявляється щорічно. У несприятливі роки ця залежність зберігається до фази м.в.с. зерна, в оптимальних умовах вегетації суттєвий вплив спостерігається лише у фази кущіння і колосіння. Втрати врожаю досягають 15-17%.

9. Пороги шкодочинності фітогельмінтів найнижчі у фазу кущіння, і значно вищі в інші фази розвитку рослин. Щодо втрат врожаю вони становлять від 28 до 479 особин в 100 см3 ґрунту, по відношенню до втрат біомаси вони вищі і у несприятливих для розвитку рослин умовах становлять 78-500 особин в 100 см3 ґрунту, у сприятливих - понад 1200 особин в 100 см3 ґрунту.

10. Встановлено, що ступінь протинематодної ефективності досліджуваних протруйників насіння озимої пшениці є різним і в більшій мірі визначається діючою речовиною, ніж класом пестицидів. Найбільшу ефективність виявив комбінований системний препарат з групи похідних триазолу дивідент-стар (62%). Прості препарати максим-старта промет 400, створені на основі флудіоксанілу та фуратіокарбу, дещо менш ефективні (58%).

11. За результатами випробувань стійкими до фітогельмінтів визнано три сорти озимої пшениці: Миронівська 27, Крижинка та Дон 85. До середньо стійких віднесено також три сорти: Поліська 90, Ніконія та Колосиста; до нестійких - сорти Миронівська 61, Експромт, Веселка та Вікторія.

12. На прикладі агроценозів озимої пшениці підтверджена доцільність використання розробленого в лабораторії нематології комплексного підходу до вивчення нематодозів сільськогосподарських культур, який базується на дослідженні всього комплексу фітонематод, що заселяють ризосферу, і співставленні його з віковими і патологічними змінами, які спостерігаються в рослині під час вегетаційного періоду і її продуктивністю.

Галаган Т.О., Сігарьова Д.Д., Пилипенко Л.А., Нікішичева К.С. Ефективність протруювачів насіння озимої пшениці проти паразитичних нематод // Аграрний вісник Причорноморя. - Збірник наукових праць. - Одеса, 1999. - Вип. № 3 (6), ч. 2. - С. 144-147. (Особистий внесок здобувача 50%. Проведення обліків, узагальнення даних).

Нікішичева К.С. Динаміка чисельності паразитичних нематод на озимій пшениці та їх шкодочинність // Науковий вісник Національного аграрного університету. - Збірник наукових праць. - Київ, 2001. - Вип. 40. - С. 107-109.

Нікішичева К.С. Інтенсивність заселення фітогельмінтами різних сортів озимої пшениці // Захист рослин. - № 3. - 2002. - С. 7-8.

Сігарьова Д.Д., Пилипенко Л.А., Галаган Т.О., Нікішичева К.С. Комплексний підхід до вивчення нематодозів пшениці // Матеріали науково-практичної конференції паразитологів, Національний аграрний університет, 3-5 листопада 1999р., М. Київ. - Київ, 1999. - С. 177-180.

Сігарьова Д.Д., Нікішичева К.С., Галаган Т.О. Шкодочинність паразитичних нематод на озимій пшениці // Наукові основи стабілізації продукції рослинництва. - Тез. доп. міжнародн. конференції, присвяченої 90-річчю від заснування Інституту рослинництва ім. В.Я. Юрєва УАН - Харків, 1999. - С. 440-442.

Сігарьова Д.Д., Пилипенко Л.А., Нікішичева К.С., Донченко М.Ф. Перспективні напрямки досліджень нематодозів озимої пшениці // Тез. доп. Науково-виробничої конференції "Оптимізація структури агроландшафтів і раціональне використання ґрунтових ресурсів", м. Київ, 4-7 липня 2000 р. - Київ, 2000. - С. 50-51.

Нікішичева К.С. Оцінка сортів озимої пшениці на стійкість до комплексу видів паразитичних нематод // Тез. доп. Науково-виробничої конференції "Оптимізація структури агроландшафтів і раціональне використання ґрунтових ресурсів", м. Київ, 4-7 липня 2000 р. - Київ, 2000. - С. 46.

Сигарева Д.Д., Пилипенко Л.А., Никишичева Е.С., Галаган Т.А. Влияние комплекса видов паразитических нематод нарост и развитие озимой пшеницы // Проблеми зооінженерії та ветеринарної медицини. -Зб. наук. праць. - Вип. 7 (31). - Матеріали 5-го зїзду паразитоценологів України (5-6 квітня 2001 р.) - Харків, 2001.- С. 271-273.

Сигарева Д.Д., Пилипенко Л.А., Ковалишина Т.М., Никишичева Е.С., Галаган Т.А. Возможность использования протравителей озимой пшеницы против паразитических нематод // Тез. 4-го международн. нематологического симпозиума, посвященного 110-летию со дня рождения проф. А.А. Парамонова. - Москва, 2001. - С. 105-107.

НІКІШИЧЕВА К.С. КОМПЛЕКСИ ФІТОНЕМАТОД В АГРОЦЕНОЗАХ ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ РІЗНИХ ГРУНТОВО-КЛІМАТИЧНИХ ЗОН ТА ЗАХОДИ ПО РЕГУЛЮВАННЮ ЇХ ЧИСЕЛЬНОСТІ. - РУКОПИС

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 06.01.11 - фітопатологія. - Національний аграрний університет, Київ, 2002.

Дисертація присвячена вивченню нематодофауни агроценозів озимої пшениці, аналізу таксономічної належності виявлених видів та їх екологічного статусу. Доведено існування в агроценозах озимої пшениці в різних зонах її вирощування стабільного комплексу фітонематод. Показані основні чинники динаміки чисельності популяцій різних видів та екологічних груп нематод, до яких віднесено: фази вегетації та стан рослини-хазяїна, погодні умови та особливості ґрунту. За результатами кореляційного та регресійного аналізу виявлена залежність між чисельністю популяцій комплексу паразитичних видів та біомасою і продуктивністю рослин озимої пшениці на рівні від -0,52 до -0,76, розраховано пороги шкодочинності.

Встановлено високу протинематодну ефективність протруйників озимої пшениці з фунгіцидними властивостями - дивідент-стар (62%) та максим-стар (58%), і з інсектицидними властивостями - промет 400 (58%), що дозволяє контролювати чисельність фітогельмінтів без застосування додаткових заходів. На основі проведеної оцінки виділені стійкі до фітогельмінтів сорти озимої пшениці (Миронівська 27, Крижинка, Дон 85), які рекомендовані для використання в селекційному процесі для створення нематодостійких сортів.

Ключові слова: фауна нематод, озима пшениця, фітогельмінти, стабільний комплекс, агроценози, протруйники, стійкі сорти.

НИКИШИЧЕВА Е.С. КОМПЛЕКСЫ ФИТОНЕМАТОД В АГРОЦЕНОЗАХ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ РАЗЛИЧНЫХ ГРУНТОВО-КЛИМАТИЧЕСКИХ ЗОН И МЕРОПРИЯТИЯ ПО РЕГУЛИРОВАНИЮ ИХ ЧИСЛЕННОСТИ. - РУКОПИСЬ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 06.01.11 - фитопатология. - Национальный аграрный университет, Киев, 2002.

Диссертация посвящена изучению нематодофауны агроценозов озимой пшеницы, анализу таксономической принадлежности обнаруженных видов и их экологического статуса. В агроценозах озимой пшеницы на территории Украины выявлено 56 видов нематод, которые относятся к 42 родам, 25 семействам и 5 отрядам. Наиболее представительными являются отряды Tylenchida та Rhabditida, к которым относится соответственно 25 и 16 видов. По экологической классификации из выявленных видов нематод пять (9% от общего количества) относятся к группе фитогельминтов, 19 (34%) - к группе микогельминтов и 32 вида (57%) - к группе сапробионтов. Видовой состав фитогельминтов почти одинаков во всех почвенно-климатических зонах (индекс сходства 0,92); несколько большие различия выявлены в видовом составе микогельминтов и сапробионтов (индекс сходства соответственно 0,62 и 0,53). Следует отметить, что доминирующие и большая часть обычных видов были общими для всех почвенно-климатических зон, различия касались в основном редкостных видов. В структуре видового состава, независимо от исследуемой зоны, наблюдается очень близкое соотношение количества видов различных экологических групп: фитогельминты занимают от 10 до 17%, микогельминты - от 31 до 38, сапробионты - от 46 до 57%. Высокая степень сходства видового состава фитонематод, наличие общих доминирующих и большей части типичных видов, близкие показатели соотношений между представителями различных экологических групп свидетельствуют о стабильности комплекса фитонематод в агроценозах озимой пшеницы.

Показаны основные факторы динамики численности популяций разных видов и экологических групп нематод, к которым отнесены: фазы вегетации и состояние растения-хозяина, погодные условия и особенности почвы. Количество фитогельминтов обычно увеличивается по мере роста растения-хозяина и, соответственно, развития его корневой системы, и снижается в конце вегетации, вследствие естественного отмирания корней озимой пшеницы. Популяции микогельминтов и сапробионтов имеют два периода подъема численности: ранней весной (начало фазы весеннего кущения) и в последние фазы вегетации озимой пшеницы. Из климатических факторов наибольшее влияние на динамику численности нематодных популяций оказывают условия увлажнения. Причем, неблагоприятными для их развития являются как засушливые условия, так и значительный избыток влаги в почве. Влияние метеофакторов может усиливаться или ослабляться в зависимости от типов почвы: на легких почвах действие засухи проявляется значительно сильнее, а избыток осадков не оказывает сильного негативного действия, это объясняется свойством легких супесчаных почв плохо удерживать воду.

По результатам корреляционного и регрессионного анализа определена зависимость между численностью популяций комплекса паразитических видов и биомассой и продуктивностью растений озимой пшеницы. Выявлено, что популяции фитогельминтов сильнее влияют на урожай растений озимой пшеницы, чем на биомассу растений. Так, высокая степень влияния (коэффициент корреляции от -0,50 до -0,78) численности фитогельминтов на биомассу растений были выявлены только в неблагоприятные для растений озимой пшеницы годы на начальных фазах вегетации (от фазы третьего листка до фазы колошения). Влияние численности популяций фитогельминтов на урожай озимой пшеницы проявлялось как в неблагоприятных (r= от -0,52 до -0,76), так и в оптимальных для развития растений условиях, хотя и несколько слабее. Причем в неблагоприятных условиях тесная зависимость между этими показателями сохранялась до фазы молочно-восковой спелости зерна. Наиболее критическими являются фазы кущения и колошения. При высокой численности фитогельминтов потери урожая составляли 15-17%. С помощью регрессионного анализа рассчитаны пороги вредоносности фитогельминтов, которые составляют, относительно потерь урожая - в неблагоприятных для растений условиях от 28 до 90 особей в 100 см3 почвы, в оптимальных - от 94 до 479 особей в 100 см3 почвы (в зависимости от фазы развития растений). Относительно потерь биомассы пороги вредоносности выше и составляют для комплекса фитогельминтов от 78 до 500 особей в 100 см3 почвы, а в оптимальных условиях влияние фитогельминтов на биомассу растений практически отсутствует. Но пороги вредоносности, как для потерь урожая, так и для потерь биомассы наиболее низкие в фазу кущения, и значительно выше другие фазы развития растений.

Выявлена высокая противонематодная эффективность системных протравителей озимой пшеницы с фунгицидными свойствами - дивидент-стар (62%) и максим-стар (58%), и с инсектицидными свойствами - промет 400 (58%), что позволяет контролировать численность фитогельминтов без использования дополнительных приемов. Установлено, что степень противонематодной эффективности действующих веществ пестицидов, относящихся к одному классу, неодинакова. Так, в исследованной нами группе производных триазола были выявлены препараты с различной эффективностью: от средней до высокой.

На основе проведенной оценки выделены устойчивые к фитогельминтам сорта озимой пшеницы (Мироновская 27, Крыжынка, Дон 85), которые рекомендованы для использования в селекционном процессе для создания нематодоустойчивых сортов.

Ключевые слова: фауна нематод, озимая пшеница, фитогельминты, стабильный комплекс, агроценозы, протравители, устойчивые сорта.

NIKISHICHEVA K.S. COMPLEXES OF PHYTONEMATODES IN AGROCENOSES OF THE WINTER WHEAT IN DIVERSE SOIL AND CLIMATIC ZONES, AND MEASURES OF REGULATION OF THEIR DENSITY. - MANUSCRIPT

The thesis for a candidate degree of biological sciences, the speciality 06.01.11 - phytopathology. National Agrarian University, Kyiv, 2002.

The dissertation is devoted to study of nematodes" fauna in agrocenoses of the winter wheat, analyses of taxonomy of found out species and their ecological status. It has been proved a presence in agrocenoses of the winter wheat situated in various zones of its growing the stable complex of phytonematodes. It has been shown the main factors of population dynamics of various species and ecological groups of nematodes. Among these factors, there are the state of host-plants, weather situation and types of the soil. It has been conducted correlative and regressive analyses, which show the dependence of biomass and productivity of the winter wheat on population density of diverse parasitic species. It has been calculated economic thresholds of damage of the pests. It has been ascertained a high efficacy of preparations for presown seed treatment of the winter wheat to control the nemastodes. These are the fingicides Divident-star (62%) and Maxim-star (58%), the insecticide Promate 400 (58%). These preparations allow to control phythogelmints at conventional seed treatment without the usage of additional means. The evaluation of resistance winter wheat entries has revealed a number of varieties resistant to nematodes including Myronivska 27, Kryzhynka and Don 85. These varieties have been recommended for further breeding process.

Key words: fauna of nematodes, phytohelmints, stable complex of nematodes" species, agrocenoses, preparations for presown seed treatment, resistant varieties.

Размещено на .ru