Агрохимия, 2019, № 5, стр. 66-75

ВВЕДЕНИЕ

Септориоз листьев и колоса в течение длительного периода времени остается одной из наиболее распространенных и вредоносных болезней яровой пшеницы во всех зонах ее возделывания [1, 2]. При поражении пшеницы септориозом листья преждевременно засыхают, налив зерна происходит только за счет зеленых частей стебля и колоса. Зерно формируется щуплое, с низкой натурой и массой 1000 зерен. Зерновая продуктивность яровой пшеницы уменьшается на 25–60%. Всхожесть и энергия прорастания семян снижаются на 7–12% [3].

Возбудители болезни – пикнидиальные грибы Parastagonospora nodorum (Berk.) Quaedvl. (телиоморфа род Leptosphaeria) sin. Septoria nodorum (Berk.), Septoria tritici Desm., sin. Mycosphaerella graminicola (Fuckel) J. Schröt. Из 2-х видов грибов на пшенице преимущественное распространение имеет P. nodorum, отличающийся более быстрым (8–10 раз) прорастанием пикноспор и колонизацией ткани растения-хозяина по сравнению с S. tritici [2]. Отмечено и распространение на пшенице в Сибири Phaeosphaeria avenaria f. sp. triticae Shoem. & C.E. Babc sin. Septoria avenae f. sp. tritici [4].

С введением ресурсосберегающих технологий обработки почвы частота эпифитотий септориоза в лесостепи Западной Сибири за последние 10 лет возросла в 2.0–2.5 раза. Эпифитотийное развитие септориоза листьев происходит, когда за декаду выпадает в 3 раза больше осадков, чем среднемноголетняя норма, при температуре 14–22°С, болезнь при этом развивается со скоростью 2–3%/сут, и порог принятия решения по применению фунгицидов достигается через 2–3 сут после начала вспышки [5]. В последнее десятилетие интенсифицировалась и передача P. nodorum с семенами яровой и озимой пшеницы, что ежегодно создавало предпосылки для формирования ранних очагов болезни, обусловивших увеличение кратности применения фунгицидов [6, 7]. В системах контроля септориоза листьев и колоса яровой пшеницы основными элементами являются устойчивые сорта и применение фунгицидов в течение вегетации, которые призваны замедлить скорость размножения возбудителей септориоза, затормозить или остановить развитие эпифитотического процесса [8–10].

Цель работы – уточнение видового состава возбудителей септориоза листьев и колоса, оценка эффективности фунгицидов и сортов яровой пшеницы в контроле болезни в лесостепной зоне Западной Сибири.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проводили в 2016–2018 гг. в рамках государственной тематики Всероссийского НИИ фитопатологии № 0598-2015-0001 в лесостепной зоне Западной Сибири и Зауралья. В северной лесостепи Новосибирской обл. 2016 г. был засушливыми (ГТК = 0.81), 2017 и 2018 гг. были влажными (ГТК = 1.26 и 1.33 соответственно). Учет развития и распространенности септориоза проводили по международной шкале [11] в производственных условиях хозяйств региона. Оценка пораженности сортов и сортообразцов септориозом листьев и колоса была проведена с использованием коллекции яровой пшеницы ФИЦ Институт цитологии и генетики СО РАН, изучаемой в рамках выполнения бюджетного проекта ИЦиГ СО РАН № 0324-2018-0018. Площадь под каждым сортом (сортообразцом) составляла от 3 до 10 м² в трехкратной повторности.

Эффективность применения фунгицидов оценивали в производственных условиях хозяйств. В период вегетации 2016 г. была произведена оценка эффективности фунгицидов против септориоза листьев в ООО “Рубин” Краснозерского р-на Новосибирской обл. Пшеницу сорта Баганская 95 возделывали по технологии No-till в течение 8 лет, что привело к сохранению инфицированных растительных остатков прошлых лет на поверхности почвы. Развитие септориоза в 2016 г. достигало на полях хозяйства 3–4 ЭПВ. Обработку фунгицидами проводили при первых признаках (5%) инфекции на 3-м листе сверху. Площадь делянки каждого варианта составляла 80–120 га.

В ЗАО “Запрудихинское” Краснозерского р-на Новосибирской обл. эксперименты по испытанию эффективности фунгицидной обработки против септориоза листьев были заложены в 2017 г. в четырехкратной повторности методом рендомизации, площадь делянки – 25 м². Эксперимент проводили на яровой пшенице сорта Омская 36, которую высевали после пара и после пшеницы. Семена перед посевом были протравлены препаратом дивиденд Суприм в норме 2 л/т, фунгицидную обработку проводили препаратом амистар Экстра в норме 0.5 л/га. Обработку посевов фунгицидом производили при первых признаках болезни на флаговом листе растений в вечерние часы в безветренную погоду. Оценку биологической эффективности применения фунгицида против септориоза производили через 10 сут после обработки.

Статистическую обработку данных проводили методами дисперсионного и корреляционного анализов с использованием пакетов программ SNEDECOR [12] и STATISTICA 6.0 для Windows.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Распространение септориоза. Мониторинг септориоза в агроценозах озимой и яровой пшеницы Новосибирской, Томской, Кемеровской, Курганской, Тюменской обл. и Алтайского края, проведенный в 2017–2018 гг., установил повсеместное распространение септориоза на яровых сортах пшеницы (табл. 1). Показано, что септориоз листьев яровой пшеницы имел повсеместное распространение в регионах Западной Сибири и районах административных образований. Несмотря на значительное разнообразие погодных условий, сортов, технологий возделывания яровой пшеницы к фазе колошения в большинстве агроценозов возникала критическая ситуация, требующая принятия оперативных мер защиты культуры от септориоза листьев и колоса.

Среди факторов, способствующих развитию септориоза, особую роль играли обильные осадки в критический период восприимчивости яровой пшеницы (фазы колошение–цветение), высокая, близкая к 100%-ной влажность воздуха, наличие на поле инфицированных растительных остатков, несбалансированное применение минеральных удобрений, повторное возделывание восприимчивых, особенно короткостебельных сортов, смежные агроценозы озимой пшеницы, засоренность злаковыми сорняками [13, 14]. Обострение фитосанитарной ситуации развития септориоза в последнее десятилетие в регионе связано, прежде всего, с введением ресурсосберегающих систем обработки почвы и, как следствие, с накоплением на поверхности почвы инфицированных растительных остатков, а также с ростом засоренности полей злаковыми сорняками – резерваторами возбудителей септориоза [15].

Анализ показал, что первые единичные очаги септориоза на нижних листьях восприимчивых сортов при передаче возбудителя с инфицированных растительных остатков отмечали в 2016 и 2017 гг. в 3-й декаде июня, в 2018 г., в связи с поздним посевом, в 1–2-й декаде июля. Причем сначала, как правило, появлялся вид Р. nodorum (июнь–начало июля), затем вид S. tritici (конец июля–август).

По нашим наблюдениям, эпифитотии септориоза умеренной и значительной интенсивности начинались при выпадении от 76.0 до 111 мм осадков при температуре воздуха в среднем 16.7°С. Тем самым погодные условия в период эпифитотий отличались по сравнению с периодом спорадической заболеваемости увеличением количества осадков в среднем в 6.7 раза и понижением температуры воздуха в среднем на 2.5°С [16].

Видовой состав возбудителей септориоза. Видовой состав возбудителей септориоза был представлен Р. nodorum, S. tritici и S. avenae f. sp. tritici, причем соотношение видов изменялось в зависимости от региона, сорта и в пределах органов растений (табл. 2). Показано, что на пике эпифитотий септориоза на инфицированных листьях присутствовали пикниды всех 3-х выявленных возбудителей септориоза, однако их соотношение в регионах существенно различалось. Например, по усредненным данным из 6-ти точек отбора образцов в Новосибирской обл., выявлено безусловное доминирование Р. nodorum.

В 5-ти точках отбора Тюменской обл. ситуация существенно отличалась. В 2-х обследованных хозяйствах Упоровского р-на при доминировании Р. nodorum, вторую позицию занял S. avenae f. sp. tritici, а не S. tritici, тогда как на листьях пшеницы в 3-й точке отбора того же района кроме Р. nodorum других возбудителей выявлено не было. На листьях пшеницы в Исетском р-не Тюменской обл. было выявлено доминирование на листьях S. tritici, причем в 3-х пунктах из 5-ти вид S. avenae f. sp. tritici вносил существенный вклад в патогенный комплекс возбудителей септориоза на яровой пшенице, чего не было отмечено в Новосибирской обл.

В Алтайском крае ситуация несколько отличалась. Доминирование Р. nodorum было менее существенным, на 15.3% меньше по сравнению с Новосибирской обл. Также во всех учетных пунктах встречался S. tritici, но частота его встречаемости была в 2 раза больше, чем в Новосибирской обл.; S. avenae f. sp. tritici встречался в Алтайском крае в 11.3 раза чаще, чем в Новосибирской обл.

Таким образом, картирование позволило выявить существенные различия в соотношении видов возбудителей септориоза в регионах: в Новосибирской обл. было выявлено наиболее сильное доминирование Р. nodorum, в Тюменской обл. доминирование Р. nodorum не было безусловным и нарушалось в некоторых географических пунктах, виды S. tritici и S. avenae f. sp. tritici имели более высокую представленность в патогенном комплексе септориоза. В Алтайском крае было выявлено доминирование Р. nodorum во всех точках учета, но оно было менее существенным по сравнению с Новосибирской обл., сопровождалось повсеместной встречаемостью вида S. tritici. Вклад вида S. avenae f. sp. tritici в патогенный комплекс септориоза листьев в Алтайском крае в среднем был примерно равен его вкладу в Тюменской обл.

Показаны различия видового состава возбудителей септориоза листьев на сортах коллекции ФИЦ ИЦиГ СО РАН Новосибирского р-на Новосибирской обл. (табл. 3). Основным возбудителем септориоза листьев и колоса на всех сортах был вид Р. nodorum, который на 2-х сортах составил 100% патогенного комплекса. Средняя доля его присутствия на листьях исследованных сортов составила значительную величину – 88.9%. Второе место по распространению на листьях составили пикниды S. tritici – 10.4%, количество которых достигло максимальной величины 20% на сорте Алтайская 105. Единичную распространенность показал вид S. avenae f. sp. tritici, он был выявлен только на 2-х сортах – Алтайской степной и Новосибирской 15.

Видовой состав возбудителей септориоза в зависимости от органов яровой пшеницы сорта Баганская 95 в фазе колошения в Краснозерском р-не Новосибирской обл. представлен в табл. 4. Показано, что возбудители имели органотропную специализацию. Например, Р. nodorum доминировал на всех органах, но на нижних листьях он делил экологическую нишу с S. Tritici и S. avenae f. sp. tritici, которые не встречались ни на флаг-листьях, ни на колосе растений.

Оценка устойчивости сортов к септориозу листьев и колоса. Иммунологическая оценка сортов яровой пшеницы показала полное отсутствие форм растений, иммунных к возбудителям септориоза. В период вегетации относительно засушливого 2016 г. был проведен мониторинг септориоза листьев и колоса на 19 сортах яровой пшеницы. Максимальное развитие септориоза на флаг-листе (50–70%) в фазе молочной спелости выявлено на сортах Новосибирская 89, Новосибирская 29, Алтайская 105, Памяти Афродиты, Казахстанская 10, Ирень. Наименее пораженными (15–20%) в 2016 г. были листья сортов Новосибирская 31 и Мелодия.

Развитие септориоза колоса было максимальным (50–70%) на сортах Ирень, Икар, Памяти Афродиты, Новосибирская 15, Новосибирская 18. Меньше всего были поражены септориозом колосья сортов Лютесценс 70, Мелодия, Казахстанская 10. Коэффициент корреляции развития септориоза листьев и колоса составил r = 0.41 ± 0.28. Таким образом, даже в год умеренного развития болезни практически все сорта требовали оперативной защиты листьев и колоса от заболевания.

Наблюдения за первичными очагами септориоза на селекционном участке ИЦиГ СО РАН показали, что при посеве сортов яровой пшеницы в последнюю декаду мая первые симптомы септориоза были отмечены на злаковых травах – мятлике луговом, еже сборной, у которых 5 июля на подфлаговом листе развитие септориоза составило в среднем 60%. На эту дату на растениях озимой пшеницы были отмечены симптомы септориоза (в среднем 10%) на 2-м и 3-м листе сверху, на растениях яровой пшеницы признаки септориоза были отмечены на нижних листьях и достигли 3%. Все названные источники воспроизводства инфекции находились в непосредственной близости друг к другу. Данные учетов развития болезни в фазы вегетации и по годам представлены в табл. 5. Сравнительный фитопатологический анализ коллекции из 23 сортов яровой пшеницы показал, что колосья восприимчивых сортов в фазе начала налива зерна уже были поражены септориозом. К наиболее восприимчивым отнесены все исследованные сорта Новосибирской селекции, у которых колос был поражен даже сильнее листьев. Это создало предпосылку для передачи возбудителя P. nodorum с семенами и раннего начала эпифитотии болезни. 11 из 23 сортов (47.8%) в фазе начала налива зерна не имели признаков поражения колоса. Лучшее фитосанитарное состояние всех учетных органов растений в данной фазе развития показали сорта Оренбургская 23 (Оренбургская обл.) и Тюменочка (Тюменская обл.), которые имели незначительное поражение флагового листа при полностью здоровых колосьях. Остальные сорта имели удовлетворительное фитосанитарное состояние – полное отмирание подфлаговых листьев, умеренное (ниже экономического порога вредоносности – ЭПВ) поражение флаговых листьев, здоровые или спорадически пораженные колосья.

В фазе молочной спелости распространенность септориоза достигла 100% на всех без исключения сортах. Относительную устойчивость к септориозу листьев показали сорта Новосибирской селекции: Новосибирская 31, Сибирская 17, Обская 2 при сильном развитии септориоза колоса. Относительную устойчивость к септориозу колоса показали отечественные сорта Тюменочка, Зауралочка, а также зарубежные сорта NIL Thatcher Lr2c из Канады, UI Pettit из США, Казахстанские сорта Кайыр и Достык, а также сорт KBC Аквилон из Германии. Комплексную пониженную восприимчивость показали сорта Оренбургская 23, Вятчанка, также сорт Long Chun 7 Hao из Китая. Они имели умеренную, на уровне ЭПВ, пораженность и листьев, и колоса.

Итак, в результате иммунологической оценки коллекции сортов яровой пшеницы полностью иммунных к септориозу форм выявлено не было. Установлено дифференцированное проявление признаков устойчивости к септориозу листьев и колоса: часть сортов (Новосибирская 31, Сибирская 17, Обская 2) показали устойчивость к септориозу листьев при сильном поражении колоса, другие (Тюменочка, Зауралочка, NIL Thatcher Lr2c, UI Pettit, Кайыр, Достык, KBC Аквилон), напротив, были устойчивыми к септориозу колоса при сильном поражении листового аппарата. Комплексную пониженную восприимчивость показали сорта Оренбургская 23, Вятчанка, также сорт Long Chun 7 Hao, сочетающие оба положительных признака.

Оценка эффективности фунгицидов. В благоприятные для развития возбудителей годы, когда возникает опасность возникновения широкомасштабных эпифитотий, актуальным становится применение фунгицидов согласно “Каталогу пестицидов, разрешенных к применению” [1, 8, 10]. Эксперименты свидетельствовали о том, что фунгицидные обработки экономически оправданы только при умеренных и сильных эпифитотиях септориоза и других листостеблевых инфекций. При развитии септориоза ниже ЭПВ применение фунгицидов ведет к неоправданному удорожанию продукции при неблагоприятных экологических последствиях, и даже высокая биологическая эффективность препаратов не обеспечивает экономической эффективности обработок при низком (до 16%) уровне развития септориоза. При достижении септориозом уровня умеренных эпифитотий (41–43%) сохраненная урожайность от применения фунгицидов достигала 0.41–0.48 т/га, что приводило к увеличению прибыли в среднем на 10.7%. При сильных эпифитотиях фунгициды обеспечивали еще более высокую урожайность, а прибыль возрастала на 12.2% [16].

Показано (табл. 6), что применение фунгицидов в 2016 г. в ООО “Рубин” Краснозерского р-на Новосибирской обл. обеспечило примерно равную биологическую и хозяйственную эффективность. Хозяйственная эффективность в условиях эпифитотии септориоза составила 92.1–126%, что свидетельствовало о крайней необходимости и экономической обоснованности применения фунгицидов в условиях технологии прямого посева.

Результаты оценки пораженности сортов яровой пшеницы септориозом и эффективности применения препарата амистар Экстра (азоксистробин + ципроконазол) с нормой расхода 1.0 л/га в ЗАО “Новомайское” Краснозерского р-на Новосибирской обл. в 2017 г. представлены в табл. 7. Показано, что наиболее пораженными септориозом в хозяйстве были сорта Баганская 95 и Новосибирская 31, наименее пораженным – сорт Новосибирская 18. Порог вредоносности (ЭПВ = 15%) септориоза к моменту обработки был превышен для всех сортов в 1.5–2.0 раза. Оперативная защита от септориоза была обоснована для всех сортов и полей.

Фунгицид способствовал уменьшению распространения септориоза на сортах яровой пшеницы, средняя биологическая эффективность была умеренной. Эффективность препарата амистар Экстра в агроценозах сорта Новосибирская 31 была самой низкой, поскольку сроки обработки были несколько упущены, и развитие болезни на момент принятия решения уже превысило ЭПВ в 2 раза. В таких условиях препарат не мог восстановить поврежденные ткани, и существенная часть площади листьев осталась некротизированной, что снизило эффективность применения фунгицида. Коэффициент корреляции развития септориоза на момент обработки и биологической эффективности фунгицида был отрицательным и составил r = –0.753 ± 0.159, что свидетельствовало о необходимости своевременной обработки посевов от септориоза при первых симптомах его проявления.

Фактическая урожайность в хозяйстве менялась в пределах от 14 до 30 ц/га. Наименьшая урожайность была у сорта Новосибирская 31 (2-я репродукция), наибольшая – у сортов Новосибирская 18 и Новосибирская 31 (1-я репродукция). Коэффициент корреляции биологической эффективности фунгицида и урожайности составил r = 0.75 ± 0.21, что свидетельствовало об экономической оправданности фунгицидной обработки.

Данные (табл. 8), полученные в ЗАО “Запрудихинское” Краснозерского р-на Новосибирской обл. свидетельствовали, что развитие болезни в контрольных вариантах превышало ЭПВ до 4.5 раза, что соответствовало уровню сильной эпифитотии. Применение фунгицидов позволило снизить развитие болезни на обоих ярусах листьев ниже ЭПВ. Биологическая эффективность фунгицида была высокой и составила 85.3–96.3%, была несколько больше на флаговых листьях по сравнению с подфлаговыми. Существенных различий в развитии септориоза и эффективности фунгицида в зависимости от предшественника не отмечено.

Применение фунгицида обеспечило сохранение урожайности пшеницы и повысило качество зерна яровой пшеницы сорта Омская 36 (табл. 9). Показано, что в результате применения фунгицида амистар Экстра сохраненная урожайность зерна пшеницы составила после пара 27.2%, после пшеницы – 20.5%. Урожайность зерна после пара была в 2 раза больше по сравнению с повторным возделыванием пшеницы. Фунгицид обеспечил рост массы 1000 зерен на 8.2 и 9.5% после пара и после пшеницы соответственно, натуры зерна – на 5.2 и 4.5%, клейковины – на 7.1 и 15.4%. Влияние фунгицидной обработки на урожайность и натуру зерна было статистически значимым. Таким образом, своевременная, при первых симптомах болезни обработка посева против септориоза обеспечивала высокую биологическую и хозяйственную эффективность, повышала качество зерна.

ВЫВОДЫ

1. Септориоз листьев и колоса яровой пшеницы имеет широкое распространение в Западной Сибири и Зауралье, вызывая снижение урожайности до 50% и более при ухудшении качества зерна. Видовой состав возбудителей септориоза представлен Р. nodorum, S. tritici и S. avenae f. sp. tritici, причем соотношение видов изменяется в зависимости от региона, сорта и в пределах органов растений: в Новосибирской обл. было выявлено наиболее сильное доминирование Р. nodorum, в Тюменской обл. доминирование Р. nodorum не было безусловным и нарушалось в некоторых географических пунктах присутствием и доминированием видов S. tritici и S. avenae f. sp. tritici. В Алтайском крае доминирование Р. nodorum было выявлено во всех точках учета, но оно было менее существенным по сравнению с Новосибирской обл. и сопровождалось повсеместной встречаемостью вида S. tritici.

2. Иммунологическая оценка коллекции 23 сортов яровой пшеницы разного происхождения не  позволила выявить иммунных к септориозу форм. Установлено дифференцированное проявление признаков устойчивости к септориозу листьев и колоса; сорта Оренбургская 23, Вятчанка, также сорт Long Chun 7 Hao из Китая сочетали пониженную восприимчивость к септориозу листьев и колоса.

3. Эффективность фунгицидов зависела от развития септориоза в момент их применения (r = = –0.75 ± 0.16) и была максимальной при первых симптомах болезни. Своевременные фунгицидные обработки на фоне эпифитотийного (2–4 ЭПВ) развития септориоза листьев показали высокую (78.0–96.3%) биологическую эффективность, обеспечив увеличение урожайности яровой пшеницы до 2.3 раза при одновременном улучшении хлебопекарных качеств зерна.