64

Введение

В последние годы вопросы защиты сельскохозяйственных растений в системе возделывания культур выдвигаются на передний план и являются особенно актуальными, так как уровень развития патогенной микрофлоры в почве и на семенном материале достиг критического значения. В семенном фонде большинства хозяйств, практически отсутствует здоровый материал, почти каждая партия семян в той или иной мере заражена различными патогенными микроорганизмами. Данная ситуация усугубляется из года в год, так как не соблюдаются основные элементы технологии возделывания культур [1].

Ежегодно только от болезней растений Россия теряет от 8,5 до 25 млн. т зерна, среднегодовое значение потерь за последние годы составляет 18,3 млн. т [2]. Известно, что через семена передается более половины всех болезней растений. Именно семена являются источником опасных и вредоносных заболеваний, наносящих существенный вред товарному производству. Поэтому во многих странах предпосевная обработка семян средствами защиты растений является не только необходимым, но и законодательно обязательным приемом защиты основных сельскохозяйственных культур от вредных организмов.

Сегодня практически нет незараженных семян и, в зависимости от погодных условий, в период вегетации семена могут быть заражены до 70%. Так, на ячмене преобладают Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoemaker, виды родов Altemaria, Fusarium. Во влажные годы в общем комплексе грибов на семенах ячменя встречаемость Bipolaris sorokiniana может достигать 47,6%, видов р. А1-ternaria - 31,7%, p. Fusarium - 17,5%; на озимой пшенице - видов p. Alternaria - 51,7%, p. Fusarium - до 15%. Пораженность семян различных сортов яровой пшеницы находится в пределах 47,5 - 62,3%, из них p. Fusarium - 23 - 37,5%, р. Altemaria - 10 - 34,4% [3].

В повышении урожайности зерновых культур важное место принадлежит защите их от болезней, которые приводят не только к значительному снижению сбора зерна, но и к ухудшению его качества, а иногда и к гибели посевов [4].

Пшеница, ячмень, рожь и овес являются основными продовольственными и фуражными культурами нашей страны. Наиболее важной из них является пшеница, это основная продовольственная культура России. Посевы пшеницы занимают более 25 млн. га, ее ежегодные валовые сборы - 40 - 50 млн. т, в том числе товарного зерна - около 20 млн. т [5]. Выращивание этой культуры, в основном, сосредоточено в степной и лесостепной зонах страны с умеренным климатом.

Сдерживающим фактором повышения урожайности пшеницы являются паразитарные заболевания, среди которых особо вредоносны головневые, ржавчинные грибы, корневые гнили и мучнистая роса. В ряде районов с повышенной влажностью отмечается сильное развитие септориоза, фузариоза колоса и оливковой плесени. Нередко большой вред наносят бактериальные, вирусные и микоплазменные болезни. В отдельные годы пшеница страдает от непаразитарных заболеваний, являющихся следствием недостаточной засухоустойчивости и зимостойкости, а также от выпревания и вымокания. Причинами заболевания пшеницы могут также быть избыточная и недостаточная обеспеченность растений элементами питания, низкий уровень агротехники [4].

В нашей стране, в основном, распространены яровые сорта ячменя, поскольку они успевают созревать за короткое лето, хотя урожай ярового ячменя ниже, чем озимого, и составляет в разные годы от 1,2 до 1,8 т/га против 2, - 8 4,5 т/га - у озимого. В России озимый ячмень возделывают только на юге - в предгорьях Кавказа [5]. В 90-х годах прошлого столетия наиболее актуальное значение среди болезней ярового ячменя приобрели гельминтоспориозы, включающие в себя целый комплекс болезней, в частности, темно-бурую и сетчатую пятнистости, корневую гниль, «черный зародыш» зерна, а также ринхоспориоз, фузариоз. Прямые потери зерна ячменя, вызываемые этим патогенным комплексом, оцениваются в 20 - 50% и более [6].

Важным звеном в борьбе с болезнями сельскохозяйственных культур является внедрение в производство иммунных сортов. Однако эта работа в хозяйствах ведется крайне неудовлетворительно и новые сорта часто остаются неиспользованными.

Также неудовлетворительно ведутся работы по подготовке семенного материала. Зачастую посев проводится некондиционными семенами с низкими посевными качествами. Такие семена, попав в почву, очень долго не прорастают и являются источником питания для многих групп патогенов. Сформированный урожай имеет высокий процент обсеменения не только наружной, но и внутренней инфекции. Из-за финансовых затруднений до минимума снижены затраты на обработку семян химическими и биологическими препаратами [1].

Согласно утвержденному в России государственному стандарту, оригинальные и элитные семена не должны содержать головневую инфекцию. Однако из-за отсутствия должного контроля в виде фитоэкспертизы семян нередки случаи, когда даже элитные посевы все же содержат опасную инфекцию. Служба защиты растений осуществляет фитоэкспертизу семян с целью выявления реальной картины поражения семян и необходимости их протравливания. Однако уровень инфицированности семян грибами Bipolaris sorokiniana и Fusarium spp. и особенности их развития таковы, что не позволяют вводить какие-то пороги или ограничения при решении вопроса о целесообразности протравливания - все семена должны подвергаться обеззараживанию [7].

В контексте сказанного, мы, в условиях Челябинской области попытались выявить отдельные аспекты влияния черноты зародышей на хозяйственно - ценные признаки зерновых культур, а также эффективность применения некоторых препаратов.

1. Обзор литературы

Корневые гнили зерновых культур в настоящее время получили повсеместно широкое распространение. Поражаются как озимые, так и яровые культуры в течение всего вегетационного периода [8]. Видовой состав возбудителей корневых гнилей, как правило, приурочен к определенным эколого-географическим районам и чаще носит смешанный характер. Так, фузариозно-гельминтоспориозная корневая гниль с преобладанием видов p. Fusarium встречается в районах возделывания озимой пшеницы (Центрально - Черноземный район, Краснодарский и Ставропольский края, Ростовская область), а гельмин-тоспориозно-фузариозная с преобладанием гриба Bipolaris sorokiniana - на яровых культурах (пшеница, ячмень) - в Нечерноземной зоне (Северо-Западный, Центральный, Волго-Вятский районы) и в зоне преимущественного выращивания яровой пшеницы от Поволжья до Приморского края [3]. Усиление болезни наблюдается в условиях орошаемого земледелия.

Корневые гнили - это группа болезней пшеницы, ржи и ячменя со сходными признаками [9]. К ним относятся поражения всех подземных частей растений и гниль корневой шейки (узла кущения) до первого междоузлия стебля. Возникают они при неблагоприятных условиях для роста и развития растений.

Корневая гниль яровой пшеницы вызывается главным образом различными видами грибов из рода Fusarium и грибом Helminthosporium sativum. На пораженных корнях и корневой шейке встречаются также другие, преимущественно сапрофитные грибы (альтернария, пенициллиум, триходерма, мукоровые и др.), которые следует рассматривать как вторичных спутников болезненного процесса гнили корней. По основным возбудителям эти заболевания называют фузариозно-гельминтоспориозной корневой гнилью [10]. Для этого вида заболеваний характерно неравномерное распространение болезни по отдельным полям, причем сильно зараженные посевы могут граничить с относительно здоровыми. Основной источник инфекции - почва. Однако в годы с обильными осадками или в районах с влажным климатом возможна массовая передача инфекции через семена (гельминтоспориоз и фузариоз). Эпифитотиям корневых гнилей обычно предшествует длительный предэпифитотийный период, в течение которого происходит накопление инфекции в почве. Предпосылкой обычно служит перенасыщение севооборотов зерновыми культурами, восприимчивыми к заболеванию, а также погодные условия, способствующие сохранению почвенной инфекции. В таких условиях эпифитотии могут принимать хронический характер и повторяться ежегодно без существенных колебаний в распространении [9].

Болезнь внешне проявляется в виде побурения корней, подземного междоузлия, узла кущения, основания стебля. Корневые гнили могут вызывать гибель всходов, отставание растений в росте, щуплость колоса или полное отмирание продуктивных стеблей. Как правило, поражение и гибель проростков вызывает семенная инфекция, а отмирание продуктивных стеблей - почвенная [3].

Исследованиями К.Г. Кривовой и А.Н. Нестерова установлено, что основным возбудителем корневой гнили яровой пшеницы и ячменя в Северном Казахстане является гриб Helminthosporium sativum P.K. et. B. [11, 8].

Позднее было установлено, что на пшенице, ржи и ячмене развивается три вида возбудителей гельминтоспориозов - Bipolaris sorokiniana Shoemaker, Drechslera graminea Jto, Drechslera teres Jto (приложение А). Первый вид вызывает корневые гнили, щуплость и почернение зародыша (черный зародыш) всех перечисленных культур. Последующие два вида поражают ячмень, вызывая полосатую и сетчатую пятнистости. Все виды развиваются на семенах и резко снижают их посевные качества [12].

На ячмене это заболевание проявляется в течение всей вегетации. Патогены могут поражать проростки, которые буреют, деформируются и часто гибнут еще под землей. Сильно пораженное зерно теряет всхожесть. У больных растений наблюдается побурение колеоптиля, корневой шейки, первого влагалищного листа. Молодые растения с незначительными поражениями при благоприятных условиях справляются с инфекцией и впоследствии нормально развиваются, а при неблагоприятных условиях и сильном поражении растения могут погибнуть. В фазе трубки возбудители поражают подземное, первое надземное междоузлие и первый узел. В этой фазе вегетации болезнь наиболее опасна в связи с тем, что происходит нарушение взаимосвязи подземной (корни) и надземной части растений. При этом замедляются рост и развитие растений, что приводит к снижению веса зерна в колосе, отмиранию стеблей и белоколосости. По К.Г. Кривовой потери урожая от корневых гнилей в Северном Казахстане, в среднем, составляют 14-15%, что превышает потери от всех болезней, вместе взятых. Порог вредоносности корневой гнили на хлебных злаках составляет 5% в начале вегетации и 30% развития гельминтоспориозной гнили ячменя во время цветения [11, 13].

В ряде районов Алтая и Западной Сибири потери урожая составляют не менее 15%, при этом масса 1000 зерен снижается на 32 - 35%. В среднем вред от заболевания на яровой пшенице оценивается в 1,1 - 1,6% на каждый процент развития болезни после превышения порога вредоносности. На 40% может снижаться всхожесть семян [5].

Многочисленные литературные источники указывают на достаточно широкий спектр возбудителей корневой гнили пшеницы. Ранее в их числе называли представителей рода Helminthosporium, Fusarium, Ophiobolus, Cercosporella [14].

Для условий недостаточного увлажнения К.Г. Кривова и А.Н. Нестерова на пшенице выделили полупаразитарный гриб Helminthosporium sativum и некоторые виды рода Fusarium. Ряд авторов под руководством известного фитопатолога С.М. Тупеневича гриб Helminthosporium sativum называют основным возбудителем корневой гнили пшеницы. В руководстве для полевого определения болезней пшеницы, изданном по линии СИММИТ (2002) возбудителями болезни называют кроме Helminthosporium sativum и Fusarium также гриб Phytium [8, 11, 14].

В отношении ячменя указывается, что в Кустанайской области корневые гнили вызываются грибами родов Bipolaris и Drechslera [15]. По данным В.В. Постовалова в патогенном комплексе болезни ячменя в Курганской области превалируют виды родов Fusarium и Bipolaris sorokiniana. Исследования М.Н. Ткаченко показали еще более широкий состав возбудителей и сопутствующей микрофлоры корневой гнили ячменя в той же Курганской области - виды родов Fusarium, Helminthosporium, Altemaria, Penicillium, Rhizopus, Aspergillus, Tricho-thecium, но основными возбудителями признаются два возбудителя - Bipolaris sorokiniana и грибы рода Fusarium [16, 17].

Как уже отмечалось выше, Челябинская станция защиты растений в 2006 г. находит, что в комплексе патогенов, вызывающих корневые гнили в целом для зерновых культур преобладали грибы родов Alternaria, Helminthosporium, Fusarium, (Приложение А). С учетом этого обстоятельства мы обратили свое внимание на указанные объекты.

Патогенные свойства возбудителей обыкновенной корневой гнили обусловлены их способностью, вырабатывать гидролитические ферменты и токсины, например, Bipolaris sorokiniana - гельминтоспорол, гельминтоспорал, вик-токсин, цитокинин. При этом установлено, что метаболиты грибов оказывают токсическое воздействие на проростки и всходы в период активного роста мицелия при пониженной температуре (10-15 °С) и слабой концентрацией Сахаров в питательной среде (1 - 2%). Токсины Bipolaris sorokiniana можно отнести к регуляторам роста с высокой активностью [18].

Bipolaris sorokiniana развивается при температуре от 5-6 до 35-37 °С, оптимум 20 - 22 °С [14]. А максимальное заражение растений - происходит при температуре 15 °С и относительной влажности воздуха 95 - 98%. [4]. Интенсивное образование конидий начинается при относительной влажности воздуха 90% и температуре 22 - 28 °С.

Конидии при 22 - 24 °С образуются на четвертые сутки, а при 12 - 16 °С - на десятые. В ризосфере растений-хозяев под влиянием их корневых выделений температурные границы для прорастания конидий расширяются. Через 24 ч. 95% конидий проросло при температуре 3 - 5 °С. Конидии не теряют жизнеспособности в течение нескольких месяцев при минус 32 - 43 °С и даже при минус 50 °С поэтому хорошо переносят суровые сибирские зимы [18].

Мицелий и конидии являются основными формами размножения, распространения и перезимовки гриба. Весной мицелий трогается в рост и образует конидии. Заражение происходит внедрением мицелия и ростков прорастающих конидий в ткани корней и стеблей растения, где гриб образует эндогенный мицелий. Влажная погода способствует развитию конидиального спороношения в виде бархатистого налета на корнях, растительных остатках культуры и сорняков. Конидии аэрогенно или с каплями дождя разносятся на другие растения и в том числе, на формирующиеся колосья. Температура оптимум 19 - 26 °С обеспечивает грибу преимущественно более теплые зоны страны и большую вредоносность гриба в случаях более поздних сроков посева яровой пшеницы. Гриб хорошо развивается в почвах с реакцией от слабощелочной до нейтральной при влажности 60 - 80% от полной влагоемкости. Гельминтоспориоз наиболее активен на ослабленных растениях, которые гриб заражает в период прорастания семян и развития всходов. Распространяясь вверх по стеблю, гриб преимущественно локализуется в основании стебля и первом междоузлии. Патоген поражает пшеницу в течение всей вегетации пшеницы, а осенью и весной спороносит на стерне. Зимует гриб в сапрофитном состоянии на растительных остатках в почве. Сохраняется гриб также в виде конидий и хламидоспор в почве. При условии отсутствия минерализации растительных остатков, мицелий гриба способен сохранять свою жизнеспособность в течение 2-3 лет. Если в почве созданы условия для активных микробиологических процессов, то в течение вегетационного периода мицелий гельминтоспориоза почти полностью вытесняется из растительных остатков. Это фунгистатическое действие почвы сдерживает прорастание конидий патогена. Однако это фунгистатическое действие может сниматься воздействием корневых выделений вегетирующих растений, и тогда конидии гельминтоспориоза активно прорастают. Вот почему необходимо соблюдать правильный севооборот для очищения почвы от инфекции [14]. На перезимовавших пораженных остатках растений гриб может образовывать псевдотеции с сумками и сумкоспорами. В этой стадии его называют Cochliobolus sativum Drechsl. Болезнь вызывает нарушение физиолого-биологических функций растений - снижение содержания в листьях хлорофилла, изменение состава аминокислот, длительное содержание роста растений, ослабление минерального питания. Эти нарушения являются причиной снижения зерновой продуктивности растений и ухудшения качества зерна [4]. Helminthosporium sativum - паразит с широкой специализацией. Он поражает более 65 видов растений семейства злаковых, (мятликовых), особенно ячмень, твердые пшеницы, затем мягкую пшеницу. Очень слабо гриб поражает овес и практически не поражает кукурузу, просо, гречиху, подсолнечник, горох, люцерну и эспарцет. Заметим здесь, что в первые годы почвы целины были практически свободны от патогена [14].

В связи с тем, что на одном и том же поле различные растения могут быть поражены с одной стороны конкретными патогенами, а с другой - их комплексом, то и болезнь часто не имеет ярко выраженных симптомов, присущих лишь одному из патогенов. Поэтому симптомы проявления болезни часто даются под общим названием «обыкновенная корневая гниль».

Согласно международной ассоциации селекционных учреждений (СИМ-МИТ 2002 г.) при поражении гельминтоспориозом и фузариозом основание стебля, узловые корни темнеют и становятся коричневыми. Заболевание может выразиться белоколосостью, заметной еще до наступления зрелости зерна. Отдельные пораженные растения полегают. Поражение до или после всходов (раннее поражение) вызывает гибель всходов. В целом полевая идентификация болезни затруднена, так как разные грибы могут поражать различные части растений.

Согласно атласу проявления болезней [15] корневая гниль злаков проявляется в виде слабого кущения, увядания листьев отмирания стеблей. Зерно щуплое. Болезнь развивается очагами. Однако наиболее полно симптоматика поражения яровой пшеницы корневой гнилью описана в более раннем источнике [16]. Так, семенная инфекция поражает проростки, которые приобретают бурую окраску и на 5 - 6-й день могут погибать, не выходя на поверхность почвы. Если же инфекция находится на поверхности семян или гриб перезимовал на растительных остатках в почве, то болезнь всходов проявляется на 15 - 20 день и часто с незначительным поражением первичных (зародышевых) корней и колеоптиле. Один из признаков поражения - изменение окраски узла кущения и основания стебля - в коричневый цвет. Растение может погибнуть. Наиболее опасно, когда болезнь поражает подземное, первое надземное междоузлие и первый узел. В этом случае у растений нарушается связь надземной части с корневой системой. В результате наблюдается невыколашивание, отмирание отдельных стеблей, белоколосица, образование мелкого колоса без зерна. В благоприятных условиях Helmin-thosporium sativum поражает листья (бурая пятнистость) и зерно нового урожая.

Сообщения о крупных эпифитотиях указанных возбудителей отсутствуют. Однако многие источники указывают на значительные потери в результате изреженности стеблестоя, снижения продуктивной кустистости, озерненности колоса и массы зерна. Так, у СМ. Тупеневича мы находим, что коэффициент корреляции между развитием корневой гнили и снижением продуктивной кустистости равен +0,60.

Недобор зерна по разным предшественникам от поражения яровой пшеницы корневой гнилью составлял 4,8 - 6,6%. В 60-х годах прошлого столетия недобор зерна по разным источниками составлял 14,7 - 29,6% от контроля. При сильном развитии базального бактериоза недобор урожая может достигать 20% и более [4, 15].

Часть основных и боковых корней под влиянием B. sorokiniana погибает [17], вследствие чего обеспеченность растений корнями снижалась на 15 -85%.

При поражении эпикоптиля болезнью в слабой степени зерновая продуктивность растений уменьшалась на 11 - 25%, а в средней - на 42 - 67%. Значит, обыкновенная гниль эпикоптиля - самое уязвимое звено в системе растения как организма, существенно снижающее зерновую продуктивность яровой пшеницы. При поражении основания стебля обыкновенной гнилью зерновая продуктивность яровой пшеницы снижалась на 15,2%.

Для яровой пшеницы порог вредоносности варьирует в среднем от 2,5 до 6%, а для ячменя - от 2 до 5, т.е. примерно в тех же пределах [17].

1.2 Грибы рода Alternaria - как одна из причин чернозародышевости семян

Зерно пшеницы часто поражается грибами рода Alternaria, которые вызывают так называемую «черноту зародыша», такие семена имеют темно-коричневую окраску зародыша. Иногда эта темная полоса тянется вдоль нижней стороны на бороздке семени до его вершины. Внешне это вполне здоровые семена - хорошо выполнены, гладкие, блестящие. Исследованиями установлено, что грибы этого рода заражают нормально выполненное крупное зерно, часто с высокой массой. Семенные качества такого зерна не снижаются или снижаются незначительно. И далее дается достаточно определенное заключение, что грибы рода Alternaria на зерне пшеницы как фактор развития коневой гнили практически значения не имеют. Здесь же мы находим что побурение зародыша может вызывать также Helminthosporium sativum.

По СМ. Тупеневичу Alternaria наравне с Penicillium и Aspergillus лишь сопутствует основным возбудителям корневой гнили пшеницы, а в патогенезе болезни самостоятельного значения не имеет [15].

Однако данные Челябинской станции защиты растений (СТАЗР) говорят об обратном. Альтернариоз на посевах пшеницы проявляется в период цветения растений и молочной спелости зерна в виде темных пятен на колосковых чешуйках. Позже, во время дозревания зерна, наблюдается почернение зародыша («черный зародыш») [18].

Возбудителем является Alternaria alternata (Fr.) Keissl.

Syn.: Altemaria tenuis Fr., Altemaria botryospora, Altemaria state of Pleo-spora infectoria F., Altemaria grossulariae Jacz., Altemaria lini Dey.

Грибы рода Altemaria образуют на семенах паутинистый мицелий, придающий им темно-серый цвет. Часто на зародышевой части развивается темно-оливковый налет, состоящий из конидиеносцев и конидий. Конидии оливковые или черно-бурые, обратно-булавовидные, а в цепочках, с 3 - 6 поперечными перегородками и с одной или несколькими продольными перегородками, длиной 30-50 мкм и шириной 14-18 мкм, неодинаковой формы, чаще цилиндрические или овальные. Гриб отмечен на семенах всех культур повсеместно [19].

Возбудитель - несовершенный гриб Altemaria tenuis Fr. проникает внутрь семян, а его грибница скапливается преимущественно в плодовой оболочке и только иногда достигает эндосперма. Пораженное зерно, как правило, крупное, хорошо выполненное, чем отличается от пораженного гельминтоспориозом.

Значительной распространение альтернариоза бывает в годы с высокой температурой (выше 24 °С) и влажностью воздуха в период цветения пшеницы и молочной спелости зерна. Семена, пораженные альтернариозом, физиологически недоразвиты. Они имеют низкую энергию прорастания и всхожесть. Растения, выращенные из таких семян, отстают в росте и развитии, вследствие чего понижается урожайность.

Мука из зерна с «черным зародышем» имеет темноватый цвет и низкие хлебопекарные качества [20]. Поэтому вредоносность черноты зародыша может заключаться не только в снижении всхожести семян, но и в снижении закупочных цен на такое зерно.

Кривова К.Г. установила зависимость всхожести семян от степени изменения окраски их зародыша. Семена пшеницы и ячменя она разделила на три фракции:

- зародыш и зародышевые углубления зерна полностью окрашены - всхожесть снижается на 37%;

- окрашены половина зародыша и часть зерна за его пределами - всхожесть снижается на 63%;

III - чернота по всему зерну - всхожесть снижается на 84% [11].

СИММИТ (2002 г.) указывает, что черный зародыш зерна сможет быть вызван всеми тремя родами грибов - Alternaria, Helminthosporium sativum, Fusarium. В этом случае симптомы поражения выражены в виде окрашивания околоплодника (перикарпия) созревающего зерна в зародышевой части зерна. При этом, если зерно поражено грибом Alternaria, то темнеет только перикарпий зародыша, а при заражении грибами Helminthosporium и Fusarium погибает весь зародыш.

Причиной черного зародыша могут быть другие патогены. Так, И. Станчева указывает на базальный бактериоз пшеницы, как на причину черного зародыша. Сильно пораженные семена не всходят, при прорастании из них выделяется беловатый экссудат. Возбудителем является бактерия Pseudomonas syringae pv. afrofaciens. Патоген чаще всего сохраняется в семенах, реже в растительных остатках. Во время вегетации растения бактерия переносится каплями воды, насекомыми или контактно между растениями. Развитие их происходит при температуре от 2 до 37 °С (оптимум 25-38 °С), но при 48 - 49 °С они погибают в течении 10 минут. При сильном развитии болезни наблюдаются карликовость стеблей, сухая гниль оберточного листа, побурение колеоптиле, сплошные почернения чешуек колосков, зерна чернеют у основания, а остальная часть их краснеет [20, 21].

Возбудителем может быть комплекс грибов Alternaria alternata Nees et Fr., Alternaria tenuis Nees et Fr., Bipolaris sorokiniana Shoem., Drechslera teres Jto. Наиболее опасно поражение грибами Bipolaris sorokiniana и Drechslera teres.

При поражении колосковых чешуи и главным образом зерновок грибами Bipolaris sorokiniana и Drechslera teres появляются темные, почти черные пятна с темно-оливковым налетом. Зерна в пораженных колосьях щуплые, с потемневшим зародышем. Споры крупные продолговатые, цилиндрические или вере-теновидные, с несколькими поперечными перегородками. Размер их у Bipolaris sorokiniana (50 - 110) х (15 - 31), у Drechslera teres (30 - 175) х (15 - 22) мкм [22]. Грибница Bipolaris sorokiniana проникает в перикарпий, эндосперм и часто в зародыш.

Споры гриба Alternaria alternata темно-оливковые или коричневатые, обратно-булавовидные, расположенные в цепочках, с поперечными (1 - 9) и продольными (0 - 6) перегородками. Размер спор (300 - 50) х (14 - 18) мкм. Кони-диеносцы темно-оливковые или буроватые, прямые, ветвистые или простые, коленчатые [4].

Грибы рода Alternaria зимуют на растительных остатках и в почве в виде мицелия и конидий, массово передаются с семенами. Развитие начинается при температуре 6 °С, максимальное заражение наблюдается при 15 °С. После заражения гриб образует интерцеллюлярный мицелий, на поверхности тканей хозяина формируется конидиальное спороношение, которое служит для распространения патогена в течение вегетации ветром и (реже) с капельной влагой. Иногда на перезимовавших растительных остатках могут формироваться псевдотеции с сумками.

Грибы не требовательны к условиям увлажнения, предпочитают почвы с нейтральной реакцией.

Болезнь вызывает нарушения многих функций растения - фотосинтез, минеральное питание, синтез аминокислот, сдерживает рост и развитие. Потери урожая колеблются от 5 до 15% [23].

1.3 Фузариозная корневая гниль - грибы p. Fusarium

Распространена, в основном, на Северо-Западе России, в Центральном, Волго-Вятском регионах и на Северном Кавказе. В отдельные годы в зависимости от зоны и погодных условий урожай зерновых может снижаться на 20% [5].

Возбудители-виды p. Fusarium (F. culmorum, F. avenaceum, F. oxysporum, F. eguiseti, F. graminearum, F. heterosporum, F. solani и др.) [24]. При проращивании семян в рулонах развивается очень тонкий, нежный, пушистый быстро разрастающийся мицелий вначале снежно-белого или ярко-малинового с прожилками цвета. Нередко семена окрашиваются в розовый или малиновый цвет и на них проявляются коростинки из спороношения гриба. Грибы этого рода характеризуются образованием микроконидий и макроконидий. Микроконидии одноклеточные, реже с 1- 2 перегородками, овальные яйцевидные. Макроконидии с 3 - 9 перегородками, разной формы, кривизны, изогнутости и размеров.

Их развитию благоприятствуют относительно прохладная и влажная погода с пониженной солнечной радиацией, достаточно высокая концентрация углекислоты и низкая - кислорода, а также слабокислая среда. В спороножках этих грибов образуется конидиальное спороношение.

У большинства грибов образуются бесцветные или желто-бурые одноклеточные хламидоспоры и желтые, коричневые или синие склероции [4].

Патогенные свойства возбудителя обыкновенной гнили обусловлены его способностью, вырабатывать гидролитические ферменты и токсины, а виды рода Fusarium - фузариевую кислоту, изомартицин, зеараленон, диацетоксис-цирпенол, ниваленол и др.

Являясь факультативными анаэробами, виды рода Fusarium лучше приспособлены к паразитированию во влажных условиях зон достаточного и умеренного увлажнения (тайга, подтайга), а также в прохладные увлажненные годы в других зонах [15].

Грибы рода Fusarium могут развиваться при температуре от 0 до 35 °С, оптимум роста находится в пределах 18 - 24 - 28 °С. С понижением температуры до 10 °С рост мицелия почти прекращается. Оптимальными для Fusarium avenaceum считаются 12-18 °С и выше (до 24 °С). При более высокой температуре (43-45 °С) развиваются лишь Fusarium oxysporum, Fusarium sporotrichiella.

Реакция среды не оказывает существенного влияния на рост грибов этого рода. Патогенные виды этого рода могут развиваться сапрофитно на корнях пшеницы, а при ослаблении растения эти грибы переходят к паразитическому существовании - разрушают корневую систему, заселяют узел кущения и основание стеблей. В теплую влажную погоду на пораженных растениях может быть заметен беловато-розовый пушистый мицелий и спороношение грибов. Конидии разносятся воздушными потоками. Попадая на колос, поражают его.

Зерно становится щуплым, а в более выполненном зерне сохраняется мицелий [15]. При сильном развитии заболевания поражаются хлорофиллоносная паренхима, луб и древесная паренхима, чем и объясняется возникновение пустоколосости. Недобор урожая от фузориоза может достигать 5-30%.

Поражая зерно, гриб Fusarium graminearum вызывает разложение белковых веществ с выделением аммиака и других токсических соединений. Хлеб, выпеченный из такой муки, несъедобен [21].

Кроме пшеницы грибы рода Fusarium поражают ячмень, рожь, овес и большое число диких злаков. Источником инфекции являются зараженные семена, растительные остатки и инфицированная почва [5].

1.4 Базальный бактериоз

Возбудители - Pseudomonas ramonicum Schn. et Iluchina и Ervinia caroto-vora Hoi. - грамотрицательные палочки. Болезнь обнаружена во многих районах страны, преимущественно на пшенице, реже на других злаках. Это подвижные, полиморфные грамотрицательные палочки с полярными жгутиками. Бактерии растут при температуре от 2 до 37 °С (оптимум 25 - 30 °С), но при 48 °С погибают в течение 10 минут. [4]. Поражают колос и зерно, листья и стебли. На колосе чернеют основания колосковых чешуи. Черные пятна появляются сбоку колосковой чешуи, может чернеть вся колосковая чешуя. На зерновке часто чернеет зародыш. На листьях появляются водянистые, постепенно темнеющие пятна [22]. При сильном развитии болезни наблюдается карликовость стеблей, сухая гниль оберточного листа, побурение колеоптиля, сплошные почернения колосковых чешуи, зерна чернеют у основания с покраснением остальной части.

Наибольшая вредоносность базального бактериоза отмечается в годы с пониженной температурой и повышенной влажностью в летний период. При сильном его развитии растения преждевременно теряют часть листьев, а зерна делаются щуплыми, всхожесть их снижается [4]. В этих случаях недобор урожая может достигать 20% и более [21]. В связи с изложенным мы сочли целесообразным выявить вредоносность черноты зародышей зерновых культур в условиях северной лесостепи и эффективность некоторых препаратов, обычно рекомендуемых для подавления возбудителей корневых гнилей в условиях умеренно-засушливой степи Челябинской области.

2. Природно-климатическая характеристика Челябинской области

Территория Челябинской области занимает 88,3 тысяч квадратных километров. Она разделена на 24 административных района.

Северо-западная часть территории гористая, расположена на Среднем и Южном Урале. Средний Урал в пределах территории представлен невысокими грядами и холмистыми возвышенностями. Южная половина территории расположена на Зауральском наклонном плато высотой от 400 м на западе и до 200 м над уровнем моря на востоке.

В горных районах преобладают елово-пихтовые и сосновые леса, и широколиственные породы - береза, липа, дуб.

Северная лесостепь характеризуется преобладанием березы и осины. Отдельные луговые и ковыльно-разнотравные степные участки чередуются с березовыми колками.

В лесостепной зоне области распространены черноземы выщелоченные, оподзоленные, обыкновенные. На приречных участках развиты оподзоленные, реже выщелоченные черноземы, серые и темно-серые почвы. На плоских междуречьях отсутствие дренажа в сочетании с тяжелым механическим составом пород приводит к заболачиванию почв, а на южных междуречьях развиваются процессы засоления.

В южной части области преобладают обыкновенные и южные черноземы.

Южные и юго-восточные районы области представляют собой безлесную и типчаково-ковыльно-разнотравную степь. Редко встречаются отдельные колки низкорослой березы и осины.

В южных степях травяной покров разрежен, рано созревает и выгорает, возрождаясь только в случае выпадения летних обильных осадков.

Климат Челябинской области континентальный. Основная особенность климата это холодная и продолжительная зима с частыми метелями, сухое и жаркое лето с периодически повторяющимися засушливыми периодами. На равнинной территории годовые суммы осадков 500-550 мм, в горах 600-700 мм, на юго-востоке области 300 - 350 мм.

В годовом ходе осадков наименьшее их количество наблюдается в феврале, наибольшее - в июле. Снежный покров появляется в третьей декаде октября. Устойчивый снежный покров образуется в середине ноября. Сходит снег в середине апреля.

Период активной вегетации сельскохозяйственных культур со среднесуточными температурами выше 10 °С продолжается 105-135 дней. На территории области благоприятны погодные условия для выращивания озимой ржи, яровой пшеницы, овса, ячменя, гречихи, гороха, ранне- и среднеспелых сортов картофеля.

2.2 Характеристика погодных условии 2007-2008 года

Среднемесячная температура января -6-7 °С, что на 9-10 °С теплее нормы. Практически весь январь не было снега и только, в третьей декаде выпало 1,5 месячной нормы осадков. Высота снежного покрова составила 10 см.

Такая же погода сохранялась и в первой декаде февраля. С конца, второй декады отмечались сильные ветры, метели, температуры снизились до -30 °С, но снежный покров в этот период был достаточно высоким. За февраль выпало 1-4 месячные нормы осадков. В г. Магнитогорске за 24-25 февраля выпало 4 месячные нормы осадков. Средняя температура февраля составила -13,8-15,5 °С, что на 1,4-2 °С холоднее прошлого года.

Вег - а началась рано. В первой половине карта большие перепады ночных и дневных температур (от -30 °С до +1 °С днем). Снег растаял быстро. Среднемесячная температура марта составила -3,6-9,7 °С (норма -8,4-9,9 °С).

Осадков выпало 14,3 мм, при норме 17 мм. Средняя относительная влажность воздуха составила 78%.

В южной половине области - 28 марта, в северной половине - 12 апреля завершилась зима, т.е. средняя суточная температура воздуха перешла через 0 °С (в сторону повышения).

Апрель характеризовался неустойчивой погодой. Холодные пасмурные дни (ночью до -5 °С, днем около 0 °С) сменялись солнечными теплыми (ночью до +5 °С, днем до +19 °С). Среднемесячная температура апреля +4+5,7 °С, что на 1,8-3 °С теплее нормы. Осадков за месяц выпало 77,4 мм (норма 20 мм), т.е. почти 4 месячных нормы.

В первой декаде апреля зацвела мать-и-мачеха, активизировались мышевидные.

Во второй декаде апреля хорошо прогревалась и оттаивала почва, начался подъем проволочников в верхние слои. В третьей декаде апреля началась активизация блошек, клубеньковых долгоносиков, зарегистрирован лет бабочек белянок, крапивниц.

Среднемесячная температура мая составила +12,5+14,5 °С, что на 1,1-2,4 °С выше нормы.

В первой декаде мая - прохладная погода, частые дожди, холодный северный (северо-западный) шквалистый ветер. В отдельные дни на почве отмечены заморозки.

С 10 мая наступило резкое потепление (ночью +10, днем +17+20 С), дожди, грозы, сильный ветер. 16 мая почти по всей области шел снег, местами установился снежный покров высотой до 5 см. Низкие температуры первой декады мая сдерживали начало отрождения саранчовых (на 10 дней позже прошлого года). Осадки мешали проведению обследований и весенне-полевых работ.

Во второй декаде мая началось заселение всходов блошками, отмечено начало лета шведской, луковой, капустных мух, капустной моли, репной белянки, выход колорадского жука с мест зимовки.

Среднемесячная температура в июне составила +13,5+16,5 °С (норма 16,7-16,9 °С), что на 1,2-0,4 °С холоднее нормы.

Жара первого дня лета (днем +28+30 °С, ночью +20 °С) сменилась резким похолоданием, которое удерживалось всю первую половину июня. Ночные температуры от -3 °С до +6 °С, дневные +6+10 °С и только в отдельные дни +16 °С. Частые дожди, а 3-4 июня - снег. Во многих районах области заморозками повреждены плодовые, ягодные кустарники, теплолюбивые овощные культуры, всходы картофеля и кукурузы, некоторые цветочные культуры и даже сорные растения (крапива). Последний заморозок на почве отмечался в ночь на 14 июня (до -5 ^оС). Из-за холодной погоды первой половины июня и позднего сева яровых зерновых культур снизилась вредоносность таких вредителей, как саранчовых, хлебной полосатой блохи, хлебной пьявицы, клопа вредной черепашки.

С 14 числа и до конца июня установилась теплая погода с отдельными жаркими днями. Ночные температуры от +10 до +22 °С, дневные от +18 до +35 °С. На большей части территории области, особенно в горно-заводской, северной, центральных зонах шли практически ежедневно дожди. Только за 23 июня выпало 0,5 месячной нормы осадков. 22 и 23 июня в некоторых районах области (Аргаяшский, Красноармейский, Троицкий) и в г. Челябинске бушевал ураган (сильный ветер, гроза, ливни, град). Градом повреждены многие растения (капуста, кабачки, помидоры, огурцы и др.)

Теплая солнечная, с периодическими дождями, погода второй половины июня была благоприятна для прохождения дополнительного питания многоядных совок, зерновой совки, для развития колорадского жука, для проявления фитофтороза на картофеле. Хозяйства в области проводили профилактические обработки картофеля от болезней.

Среднемесячная температура июля составила +19,4+19,7 °С, выше cреднемноголетних температур на 0,8-1,6 °С, и на 2,1-2,3 ^oС выше прошлого года.

Первая декада июля характеризовалась теплой, даже жаркой погодой (ночью +15+20 °С, днем +23+34 °С) с периодическими дождями, ливнями. Погодные условия благоприятны для роста и развития растений. В Красноармейском районе 9 июля - град.

Некоторое понижение температуры (ночью +15+18 °С, днем +18+22 °С) отмечалось с 11 по 14 июля на большей части области. Жара с 16 по 21 июля (ночью 15+20 °С, днем +25+32 °С) с 22 июля сменилась холодными днями (ночью +7+10 °С, днем 13+15 °С). С 26 июля опять установилась теплая погода (ночные +12+16 °С, днем +20+25 °С). Частые дожди практически на всей территории области. В Кизильском районе весь июль было очень сухо и жарко, небольшие дожди прошли только 3 и 9 июля.

Часто повторяющиеся дожди на большей части территории области были неблагоприятны для лета бабочек и откладки яиц капустной моли, белянок, для заселения посадок тлями. Но эти дожди, чередовавшиеся во второй декаде июля с сильными росами в утренние часы, способствовали проявлению большинства болезней сельскохозяйственных культур. В конце июля, в преимуществе, была сухая солнечная погода.

Среднемесячная температура августа +19,3+27 °С, что на 3,3-4,2 °С выше нормы.

Теплая, а в отдельные дни жаркая погода первых восьми дней августа (ночью +14+20 °С, днем +21+30 °С) с 9 августа сменилась прохладной и даже холодной (ночью +7+11 °С, днем +14+19 °С). В редкие дни - дожди.

Вся вторая половина августа - теплая, много жарких солнечных дней (ночью +16+20 ^oС, днем +24+30 °С). Дожди имели очаговый характер. Сухой, жаркий август способствовал быстрому созреванию яровых зерновых культур. Нехватка влаги в период налива зерна и роста клубней картофеля отрицательно повлияла на урожайность культур.

Погодные условия августа приостановили распространение и развитие болезней, но были благоприятны для развития саранчовых, при наличии осадков - для лугового мотылька, многоядных совок, колорадского жука и других вредителей.

В первой декаде сентября - сухая, теплая солнечная погода, в отдельные дни - жарко (ночью +10+18 °С, днем +16+26 °С, в южных районах до 30 °С). С 12 сентября - понижение температуры (ночью 0+5 °С, днем +11+16 °С). Во второй половине сентября установилась, в основном, теплая погода (ночью +3+10 С, днем +10+20 °С); 14 сентября отмечались ночные заморозки до -2-4 С, 21-22 сентября ночные температуры составляют 0+3 °С.

Среднемесячная температура сентября +12,6+12,9 °С, что на 2,4-2,3 °С теплее нормы. Осадков выпало 48,2 м (норма 30 мм). Средняя относительная влажность воздуха составила 68%.

Частые осадки в сентябре были в большинстве случаев в виде небольших моросящих дождей, в утренние часы - сильные туманы. Практически на всей территории области дожди замедлили темпы уборки.

Теплая погода сентября способствовала нормальной подготовке к перезимовке большинства вредителей сельскохозяйственных культур.

В течение сентября 2007 года преобладала тёплая и сравнительно сухая погода. Средняя месячная температура воздуха на 1-2 °С превышала норму и составляла 11-13 °С. По-летнему жарко было 9-10 сентября, в дневные часы воздух прогревался до 27-33 °С. 13-14 числа похолодало, и повсеместно были отмечены заморозки интенсивностью минус 1-5 °С. На большей части территории области сроки наступления осенних заморозков оказались близкими к средним многолетним.

Осадки по территории области распределялись очень неравномерно. Наименьшее количество осадков, 25-30 мм (40-70% нормы), выпало в северо-восточных районах. Наибольшее количество осадков, 85-88 мм (в 2,5 раза больше нормы), отметили метеостанции Варна и Карталы. На остальной территории области количество осадков оказалось близким к норме и равнялось 40-60 мм. Основные дожди прошли в течение 2-3 суток. Погодные условия сентября были благоприятными для уборки урожая сельскохозяйственных культур.

В октябре стояла тёплая, сухая и малооблачная погода. В большинстве дней средние суточные температуры на 3-7 °С превышали норму. Очень тепло было 3-10, 15-16 и 19-21 октября, максимальная температура воздуха в эти дни достигала плюс 15-20, а в крайних южных районах 21-22 °С. В ночные часы воздух и поверхность почвы значительно выхолаживались и, как правило, температуры были отрицательными, от 1-3 до 5-8 градусов мороза. Наиболее низкие температуры пришлись на вторую половину месяца. Уборка урожая к этому времени была завершена, поэтому ущерба они не принесли. В целом средняя месячная температура воздуха оказалась на 2-4 °С выше нормы и составила 4-6 °С тепла. 22-24 октября средняя суточная температура воздуха перешла через 5 °С, то есть на 2-3 недели позднее обычного завершилась активная вегетация всех зимующих культур.

Осадков было мало. На большей части территории области суммарное количество осадков колебалось от 2-6 до 8-12 мм, 10-30% месячной нормы. И только местами, в горных районах (метеостанции Верхний Уфалей, Златоуст, Нязепетровск), выпало 23-33 мм, 35-60% нормы. В этих районах 23-26 октября устанавливался временный снежный покров высотой до 1 см.

Сухая осенняя (сентябрь-октябрь) погода отрицательно сказалась на предзимней влагозарядке почвы. В большинстве районов запасы влаги в почве оказались меньше средних многолетних.

Однако, продолжительная и, в основном, теплая осень 2007 года оказалась благоприятной для мышевидных грызунов. Погодные условия и достаточная кормовая база позволили вредителям хорошо напитаться.

В ноябре преобладала неустойчивая погода. В начале месяца в дневные часы воздух прогревался до 10-14 °С тепла, а в середине и в конце ноября в ночные часы минимальная температура воздуха достигала 17-21 °С мороза. В среднем за месяц температура воздуха оказалась близкой к норме, в северной, половине области на 1 °С превысила ее и равнялась минус 6-8 °С. 5-7 ноября, на 2-3 недели позднее обычного, наступила зима, то есть средняя суточная температура воздуха перешла чрез 0 °С (в сторону понижения). Почти одновременно с этим установился снежный покров. Высота снега небольшая. По состоянию на 30 ноября она колебалась от 1-4 см до 5-11 см., в среднем это на 4-10 см меньше средних многолетних и прошлогодних величин. Снежный покров залегал неравномерно, местами встречались оголенные места.

Осадков на большей части территории области выпало 50-80% нормы. В юго-восточных районах и в горах их месячное количество колебалось от 20 до 35 мм. На остальной территории сумма осадков не превысила 10-14 мм.

Низкие температуры в середине и конце ноября, небольшой снежный покров способствовали значительному промерзанию почвы. К 30 ноября почва промерзла до 40-70 см, в горных районах - до 20-25 см, что на 15-17 см больше прошлогоднего. Минимальная температура на узле кущения большинства зимующих культур ниже 5-10 °С мороза не опускалась. Условия зимовки культур были удовлетворительные.

В декабре стояла умеренно морозная и малоснежная погода. На территории области средняя месячная температура воздуха равнялась минус 14-16 °С, что на 1-2 °С ниже нормы. Абсолютный максимум температуры воздуха, 0-минус 2 °С, отмечен в начале месяца. Наиболее значительные морозы, минус 27-32 °С, пришлись на 25 декабря.

Осадков выпало мало, от 15 до 25 мм (50-80% месячной нормы). По состоянию на 31 декабря средняя по области высота снега составила 14 см (на 5 см меньше нормы), запасы воды в снеге 24 мм (на 15 мм меньше нормы).

Пониженный температурный режим, небольшой снежный покров способствовали значительному промерзанию почвы. К концу декабря средняя глубина промерзания почвы равнялась 75 см, это на 10 см больше нормы и на 30 см больше, чем в прошлом году. Условия зимовки культур были малоблагоприятными, особенно для нерайонированных сортов плодово-ягодных культур.

В январе 2008 года преобладала очень неустойчивая погода. Периоды потеплений сменялись похолоданиями, и в большинстве случаев низкие температуры сопровождались усилением ветра. При этом следует отметить, что в северной половине области было несколько теплее, чем в южной. Наиболее холодная погода наблюдалась в период с 9 по 17 января, в отдельные ночи и предутренние часы мороз достигал 30-35 °С, в окрестностях метеостанции Верхнеуральск - минус 40 °С. Очень тепло было 1, 2, 6, 7 января и в последних числах месяца. Максимальная температура колебалась от минус 1 до минус 7 °С. В целом за месяц температура воздуха составила в северной половине области минус 14-16 °С (в пределах или на Г выше нормы), в южной половине - минус 17-19 °С (в пределах или на 1 °С ниже нормы).

Осадков выпало мало, 10-15 мм, в горах и юго-западных районах - 18-23 мм (50-90% нормы). Снега на полях недостаточно. Средняя по области высота снежного покрова равнялась 25 см, на 3-4 см меньше нормы и прошлого года. Запас воды в снеге не большой, 43 мм (70% нормы и от прошлого года).

Февраль был очень теплым. Средняя за месяц температура воздуха оказалась на 4-6 °С выше нормы и составила минус 10-12 °С. В последней пятидневке месяца ежедневно наблюдались оттепели, максимальная температура воздуха достигала 3-7 °С тепла. Самые холодные дни отмечены 8-9 числа, в ночные и утренние часы мороз достигал 28-35 °С.

Осадки в большинстве дней месяца были незначительные. И лишь 20-21 февраля, при вторжении южного циклона, по всей территории области прошли интенсивные снегопады, местами дождь со снегом. На всей территории области выпало от 15-20 мм до 70-140 мм осадков (1,5-3,7 месячных нормы). Местами в западных горных районах отмечен сход снежных лавин, которые создали трудности в движении автомобильного и железнодорожного транспорта. Частые метели и позёмки вызвали значительный перенос снега и привели к образованию сугробов. Высота снежного покрова составила 31 см, что в пределах нормы, но на 40 мм меньше прошлогоднего.

К концу февраля почва промерзла до 100-150 см, что на 9 см больше нормы и на 42 см больше прошлогоднего. Условия зимовки сельскохозяйственных культур были удовлетворительные.

Март был исключительно тёплым. За все годы метеорологических наблюдений аналогичная температура отмечалась только в 1995 и 2002 годах. Средняя за месяц температура воздуха оказалась на 8-10° выше нормы и равнялась минус 1-3 °С. Очень часто наблюдались оттепели, максимальная температура достигала 10-15 °С, в Бредах и Карталах -17-19° тепла. Сильных морозов в марте не было, минимальная температура воздуха ниже 15-20 °С не опускалась. 25 марта, на 2-3 недели раньше обычного, завершился холодный период, то есть средняя суточная температура воздуха перешла через 0 °С в сторону повышения.

Сумма осадков за месяц в 1,5-3 раза превысила норму. На большей части территории области выпало 30-40 мм, в окрестностях метеостанций Варна, Карталы и Катав-Ивановск -50-65 мм. По состоянию на 20 марта снежный покров равномерно залегал на всей территории области, и средняя высота его равнялась 29 см. Очень теплая и солнечная погода в третьей декаде марта вызвала интенсивное разрушение снежного покрова, и к 31 числу снега на открытых маршрутах в южных районах нет. На остальной территории области высота снежного покрова уменьшилась на 20-35 см и составила 2-10 см. Снежный покров высотой 20-45 см залегал только на защищенных маршрутах в северо-западных районах.