Результаты изучения коллекции образцов гороха овощного (Pisum sativum L.) на устойчивость к аскохитозу и ржавчине в южной лесостепи Западной Сибири

Введение. Увеличение производства зерна было и остается основной задачей сельского хозяйства. Потребность в обеспечении продовольственной безопасности России, а также конкурентоспособности отечественной продукции на мировых рынках продовольствия диктует необходимость создания высокоурожайных и устойчивых к биотическим и абиотическим факторам сортов зернобобовых культур [1–3].

Разнообразие природно-климатических условий Западной Сибири, их суровость и изменчивость во времени и пространстве создают исключительно сложные проблемы для земледелия. Особенность климата региона заключается в том, что по характеру распределения и интенсивности проявления метеорологических факторов по годам и в течение вегетационного периода наблюдается значительная нестабильность. Внедрение в производство новых сортов позволит получать стабильные урожаи зернобобовых культур даже при неблагоприятных климатических условиях, что особенно важно для зон рискованного и неустойчивого земледелия РФ, к которым относится и Омская область [4, 5].

Известно, что внедрение в производство устойчивых сортов – самый радикальный и доступный метод борьбы с болезнями [6, 7]. Ассортимент таких сортов гороха в настоящее время крайне ограничен, так как создание резистентного и вместе с тем высокоурожайного сорта – очень сложная задача. Для эффективной селекции необходим поиск новых источников устойчивости к болезням и расширение генетического разнообразия [8, 9]. Исходным материалом для создания таких сортов могут служить коллекции образцов, собранные из различных экологоклиматических зон. В связи с этим весьма актуальным является комплексное изучение коллекционных образцов гороха овощного по устойчивости к основным заболева- ниям для использования в селекционных программах региона.

Горох овощной в условиях Омской области поражается комплексом болезней: корневыми гнилями, мучнистой росой, аскохитозом и ржавчиной. Возбудителями аскохи-тоза являются виды Ascochyta pisi и A. pinodes , а ржавчины – Uromyces fabae (Pers.) d By . v. pisi-sativae Hirats) и U. fabae (Pers.) d By.

Цель работы . Изучение коллекции образцов гороха овощного и выделение среди них устойчивых к аскохито-зу и ржавчине в Западной Сибири.

Объекты и методы исследований. Объектом для исследований служили 70 образцов из коллекций Федерального научного центра овощеводства (ФНЦО), п. Одинцово, Федерального исследовательского центра Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР), г. Санкт-Петербург, а также полученных в рамках сотрудничества с селекционными учреждениями Польши, Германии, Украины, Китая. В качестве стандарта использовали восприимчивый к болезням в наших условиях сорт Неистощимый 195. Экспериментальная часть работы была выполнена в 2014– 2017 гг. на полях селекционного севооборота Учебноопытного хозяйства Омского ГАУ, расположенного в южной лесостепи Омской области.

Опыты закладывались на делянках площадью 5,2 м2 в четырехкратной повторности. Посев проводили вручную на глубину 5 см. Наблюдения и учеты проводили согласно «Методическим указаниям по изучению коллекции зерновых бобовых культур». Устойчивость растений к болезням и вредителям определяли по универсальным шкалам, рекомендованным ВИР, где 9 баллов соответствует максимальной устойчивости, 1 – восприимчивости (табл. 1) [10].

Погодные условия периодов вегетации 2014–2017 гг. существенно различались: 2014 г. был очень засушливым (ГТК 0,60); 2015 и 2016 гг. – слабо засушливыми (ГТК соответственно 1,02; 1,1); 2017 – засушливым (ГТК 0,72).

Результаты исследований и их обсуждение . За годы изучения коллекционного материала гороха овощного было отмечено регулярное поражение растений болезнями.

Аскохитоз вызывают два вида грибов, при этом развитие A. pisi приводит к появлению крупных бурых пятен со светлым центром, а А. pinodes – более темных расплывчатых пятен с усиленной окраской в середине. На зеленых незрелых бобах болезнь проявляется в форме бурых резко ограниченных пятен, напоминающих язвочки (рис. 1, а). На зрелых бобах появляется спороношение гриба в виде многочисленных черных точек [9, 11, 12].

Устойчивость гороха овощного к аскохитозу, балл

Таблица 1

Образец	2014 г.	2015 г.	2016 г.	2017 г.
Неистощимый 195, стандарт	3	2	4	3
Б-1295	8	7	8	8
Китайский	8	7	8	8
Терасс 888	8	7	8	8
Id 29600561	8	7	8	8
В среднем по коллекции	5,4	3,9	5,8	4,7

б

а

Рис. 1. Проявление заболеваний (а – аскохитоз, б – ржавчина) на листьях восприимчивого сорта гороха овощного

Развитие аскохитоза усиливается при повышенной влажности и температуре воздуха 20–25 °С. Основным источником инфекции в поле являются семена, в которых грибы сохраняет жизнеспособность до 9 лет, а также пораженные растительные остатки, на которых патогены живут до полного разложения. Вредоносность аскохитоза проявляется в снижении всхожести семян, гибели молодых проростков и всходов при поражении корней, надламывании стеблей, снижении фотосинтеза, недоразвитости семян. Во время эпифитотий урожайность культуры снижается до 50 % [9, 13, 14].

В период исследований аскохитоз гороха в Омской области проявлялся с разной интенсивностью. За время исследований восприимчивый сорт-стандарт Неистощимый 195 поражался в сильной степени – от 30 до 70 % (устойчивость 2–4 балла), что свидетельствует о высоком естественном инфекционном фоне болезни. Весь изученный коллекционный материал по степени поражения листовой пластины и стебля был дифференцирован нами на очень высокоустойчивые (5 % образцов), высокоустойчивые (29 %), среднеустойчивые (48 %), низкоустойчивые (19 %). Устойчивость коллекционных образцов к аскохи-тозу варьировала от 3,9 (в 2015 г.) до 5,8 балла (в 2016 г.) и в среднем составила 4,9 балла (средняя устойчивость) (рис. 2).

□ Очень высокоустойчивые

■ Высокоустойчивые

□ Среднеустойчивые

□ Низкоустойчивые

□ Очень низкоустойчивые

Рис. 2. Распределение образцов коллекции гороха овощного по степени устойчивости к аскохитозу, 2014–2017 гг.

Максимальная устойчивость растений к аскохитозу отмечена в 2016 г. (в среднем 5,8 балла). Причем большая часть образцов проявила среднюю или высокую устойчивость к болезни (44 и 40 % соответственно). Развитие патогена сдержала острозасушливая погода в первой половине вегетации, а также ливневые дожди, прошедшие во второй ее половине. Благодаря раннему посеву, ко времени массового проявления заболевания бобы имели вполне развитые зерна, при этом проявился уход от болезни.

В 2014 и 2017 гг. наблюдалось снижение устойчивости растений к аскохитозу (в среднем по коллекции 5,4 и 4,7 балла), однако большинство растений сохраняли высокую (5 и 20 % образцов соответственно) и среднюю (52 и 54 % образцов соответственно) устойчивость.

Минимальная устойчивость растений к аскохитозу (в среднем 3,9 балла) отмечена в 2015 г. при умеренно влажной и теплой погоде в первой половине вегетации. Кроме того, более поздний посев в 2015 г. способствовал более сильному поражению растений и снижению продуктивности. Большинство бобов ко времени массового проявления заболевания находилось в уязвимой фазе зеленой лопатки. Сильное поражение растений привело к тому, что часть бобов засохла, а в остальных сформировалось небольшое число мелких семян. Большая часть образцов гороха овощного в 2015 г. имела низкую или среднюю устойчивость к патогену (47 и 40 % соответственно), лишь 11 % проявили высокую устойчивость к болезни (6–7 баллов).

В результате четырехлетних наблюдений выделены образцы гороха овощного, имеющие стабильно высокую устойчивость к аскохитозу (7–8 баллов) в условиях южной лесостепи Омской области: Б-1295 (К-8907, Башкирия), Китайский (КНР), Терасс 888 (К-9376, Украина), Id 29600561 (К-9552, Австралия) (см. табл. 1).

В последние годы отмечено повышение вредоносности ржавчины гороха в разных регионах РФ, в том числе и в Омской области [15]. Развитие ржавчины начинается главным образом с фазы цветения и продолжается до конца вегетации. Максимальное проявление болезни отмечается перед созреванием (см. рис. 1, б). Ржавчина нарушает процессы фотосинтеза в растениях, что может приводить к недобору 30 % урожая. Заболевание интенсивно развивается при высокой относительной влажности воздуха (90–100 %), частых атмосферных осадках, температуре воздуха 20–25 °С [2, 6].

Средняя оценка устойчивости коллекционных образцов гороха овощного к ржавчине за годы изучения снизилась с 7,2 до 3,0 баллов. Поражение ржавчиной сорта-стандарта Неистощимый 195 в период исследований усилилось от 40 до 80 %. Дифференциация образцов по устойчивости к ржавчине позволила выделить формы с очень высокой устойчивостью (24 %), высокоустойчивые (34 %), среднеустойчивые (27 %), низкоустойчивые (9 %) и образцы с очень низкой устойчивостью (8 %) в среднем за время изучения (рис. 3).

Рис. 3. Распределение образцов коллекции гороха овощного по степени устойчивости к ржавчине, 2014–2017 гг.

Максимальная устойчивость растений наблюдалась в сухом и жарком 2014 г. (в среднем 7,2 балла), при этом большая часть коллекционных образцов гороха овощного в 2014 г. имела очень высокую или высокую устойчивость к болезни (46 и 40 % образцов соответственно).

Минимальную устойчивость растения проявили в условиях избыточного увлажнения и умеренных среднесуточных температур второй половины вегетации 2017 г. (в среднем 3,0 балла). Доля среднеустойчивых и высокоустойчивых образцов существенно сократилась (22 и 14 % соответственно), а остальные проявили низкую или очень низкую устойчивость к ржавчине. Вероятно, усиление поражения образцов связано с преодолением патогеном генов устойчивости растений.

Стабильно высокую устойчивость к ржавчине (7–8 баллов) в течение четырехлетних испытаний имели образцы гороха овощного: Мезовик, Bondi, Id 29600561 (К-9552, Австралия), Немчиновский 46 (К-9518, Московская область) (табл. 2).

Таблица 2

Образец	2014 г.	2015 г.	2016 г.	2017 г.
Неистощимый 195, стандарт	3	3	2	1
Мезовик	9	9	8	8
Bondi	9	9	8	7
Немчиновский 46	9	9	8	8
Id 29600561	9	9	9	8
В среднем по коллекции	7,2	6,9	6,0	3,0

Устойчивость гороха овощного к ржавчине, балл

Выводы

• 1.    Поражение гороха овощного аскохитозом в зоне южной лесостепи Омской области проявляется ежегодно, но с разной интенсивностью, в зависимости от погодных условий. Изученные образцы характеризовались средней (4,9 балла) устойчивостью к заболеванию. Большинство образцов сохраняют высокую (29 %) и среднюю (48 %) устойчивость.

• 2.    Отмечена тенденция усиления развития ржавчины на горохе овощном. Устойчивость образцов снизилась в среднем с 7,2 до 3,0 балла. В 2017 г. доля высоко- и среднеустойчивых образцов составила 36 %, а восприимчивых возросла до 64 %. Вероятно, усиление поражения образцов ржавчиной связано с преодолением генов устойчивости растений.

• 3.    Выделены образцы гороха овощного, рекомендуемые для селекции в качестве источников устойчивости:

  – к аскохитозу: Б-1295 (к-8907, Башкирия); Китайский

  (КНР); Терасс 888 (к-9376, Украина);

• –    к ржавчине: Мезовик; Bondi; Немчиновский 46 (к-9518, Московская область);

  – с групповой устойчивостью к двум болезням: Id 29600561 (к-9552, Австралия).