Зависимость распространения серой гнили в посевах озимых рапса и горчицы сарептской в степной зоне Западного Предкавказья от погодных условий

Введение. Серую гниль, или ботри-диоз, у порядка 1400 видов растений вызывают более 30 видов рода Botrytis . Однако наиболее вредоносным для большинства сельскохозяйственных культур является вид Botrytis cinerea Pers. (теле-оморфная стадия Botryotinia fuckeliana (de Bary) Whetzel) [1].

Поражение листьев, стеблей, цветов и плодов растений этим патогеном в условиях, способствующих развитию болезни (высокая влажность в посевах вследствие большого количества осадков или при обильных росах в сочетании со средней температурой воздуха 10–25 °С), приводит к значительному снижению урожая культур (от 10 до 70 % и даже до 100 %), особенно имеющих сочные плоды: земляники, малины, томатов, винограда, огурцов, киви и др. [2–7].

Многолетние исследования в Тамбовской области Российской Федерации показали поражение посевов подсолнечника серой гнилью в разные фазы развития растений, начиная от всходов (болезнь вызывала гибель 5–14 % проростков) и до созревания корзинок (число пораженных корзинок составляло до 58– 100 %). В зараженных корзинках семена или не формировались, или образовывались с пониженными посевными и технологическими качествами [8].

На растениях рапса, как и на других культурах, в местах поражения появлялись бурые пятна, покрывающиеся густым серым или серо-зеленым налетом, состоящим из гиф и разветвленных, древовидных конидиеносцев, на которых формировались бесцветные или слабо дымчатые конидии анаморфной стадии гриба. Позже в этих местах отмечались черные некрупные склероции гриба [9].

Развитию серой гнили в посевах культур семейства Капустные способствовали также подмораживание растений и различные повреждения, например, растрескивание стеблей при большом количестве осадков и резкой смене температуры воздуха [10].

Нашими исследованиями за 2000–2009 гг. установлена цикличность в проявлении серой гнили в посевах рапса озимого в условиях центральной зоны Краснодарского края: признаки поражения растений рапса озимого болезнью отмечены один раз в 4 года при ГТК за апрель – май, превышающем 1,35, в сочетании с относительной влажностью воздуха 62 % и выше. Проводили обследование следующих сортов рапса озимого селекции ВНИИМК: Дракон, Оникс, Метеор, Элвис, Лорис, Меот [11].

Целью исследования являлось изучение влияния погодных условий на поражение серой гнилью посевов озимых рапса и горчицы сарептской в степной зоне Западного Предкавказья.

Материалы и методы. Исследования проводили в 2010–2020 гг. в селекционных и семеноводческих питомниках озимых рапса и горчицы сарептской в ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК. Ежегодно проводили обследование 300 делянок каждой культуры, а также сортов рапса Дракон, Акцент, Метеор, Элвис, Лорис, Меот, Селегор, Сармат, Оливин и сорта горчицы сарептской озимой Джуна. Учеты поражения посевов культур серой гнилью проводили, начиная с фазы 2-й пары настоящих листьев. Последний учет осуществляли в фазе зеленого стручка, когда отчетливо были видны проявления симптомов болезни на растениях. Распространение серой гнили рассчитывали с использованием формулы М.Д. Драховской [12]:

P = n 100 %, N, где P – распространение болезни, %;

n – количество больных растений на участке, шт.;

N – общее количество учетных растений на участке, шт.

Подразделяли распространение болезни на группы:

– отсутствие симптомов болезни на растениях на участке;

+ – низкое (поражено на участке до 10 % растений);

++ – среднее (поражено на участке от 11 до 50 % растений);

+++ – высокое (поражено на участке 51 % растений и более) [13].

При проведении учетов степени поражения растений серой гнилью использовали разработанную нами балльную шкалу:

0 – растение здоровое;

• 1    балл – наличие мицелия патогена на трещинах стебля шириной до 0,3 см. Поражено до 10 % стручков с наличием мицелия на их поверхности;

• 2    балла – наличие мицелия патогена на трещинах стебля шириной более 0,3 см. Поражено 11 – 40 % стручков с наличием мицелия на их поверхности;

• 3    балла – наличие мицелия патогена на трещинах стебля шириной более 0,3 см, переламывание пораженного стебля в месте трещины. Поражено 41 % и более стручков с наличием мицелия на их поверхности.

Выделение патогена в чистую культуру из пораженных болезнью тканей растений проводили в лабораторных условиях по общепринятым методикам [14 – 17]. Выделенные изоляты патогена идентифицировали по определителю Н.М. Пидопличко [18].

При проведении обследования посевов озимых рапса и горчицы сарептской учитывали ГТК (гидротермический коэффициент) и относительную влажность воздуха.

ГТК рассчитывали по формуле [19]:

ГТК =

∑ ос

∑ т ∶ 10 ,

где ∑ ос – сумма осадков, выпавших за декаду, мм;

∑ т – сумма температур воздуха за декаду, уменьшенная в 10 раз, °С.

Для расчета ГТК используются показатели температуры воздуха, превышающие 10 °С. Градации степени увлажнения среды имеют следующие значения [19]:

• -    менее 0,5 – слабое увлажнение территории (сильная засуха);

• -    от 0,5 до 1,0 – недостаточное увлажнение (средняя засуха);

• -    от 1,0 до 1,5 – оптимальное увлажнение;

• -    от 1,6 и более – избыточное увлажнение.

В наших исследованиях связь между распространением, ГТК и относительной влажностью воздуха определяли с использованием простой корреляции. В ходе анализа находили коэффициенты простой корреляции r, которые указывают на тесноту связи двух признаков. При r < 0,3 корреляционная зависимость между признаками слабая, r = 0,3 – 0,7 – средняя, а при r > 0,7 – сильная. Для доказательства достоверности данных вычисляли стандартную ошибку s r и критерий существенности коэффициентов корреляции t r , а также сравнивали показатели коэффициентов простой корреляции с их критическим значением при данных степенях свободы – коэффициентом корреляции r-Пирсона, который указывает на силу линейной взаимосвязи между двумя признаками [20].

Результаты и обсуждение. Первые симптомы серой гнили в посевах озимых рапса и горчицы сарептской выявлены в фазе зеленого стручка в отдельные годы исследований. В результате проведенного обследования установлена цикличность в поражении посевов этих культур возбудителем болезни. Признаки проявления болезни на озимых рапсе и горчице сарептской отмечены с низкой частотой встречаемости (5 – 10 %) в 2011, 2014,

2017, 2020 гг., т.е. один раз в три года (табл. 1). Степень поражения болезнью растений изученных культур составляла 1–3 балла с доминированием 1 балл.

неоднократной смене дневных положи тельных и ночных отрицательных темпера тур во второй и третьей декадах марта. Пе репады температур в некоторые сутки до стигали 17 °С.

Таблица 1

Распространение серой гнили в агроценозах озимых рапса и горчицы сарептской

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2010 – 2020 гг.

Культура	Распространение серой гнили (%) в год исследования
	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016	2017	2018	2019	2020
Рапс озимый	–	+	–	–	+	–	–	+	–	–	+
Горчица сарептская озимая	–	+	–	–	+	–	–	+	–	–	+

Примечание: распространение болезни: – отсутствие симптомов болезни на растениях; + – низкое (поражено до 10 % растений)

Признаками проявления серой гнили на растениях озимых рапса и горчицы сарептской являлся густой темно-серый налет, состоящий из гиф и разветвленных конидиофор с конидиями B. cinerea (анаморфной стадии), покрывающий трещины на стеблях, а также некрозы на нижних и средних листьях (рис. 1). На стручках инфекционное начало патогена разного размера отмечалось в местах повреждений их поверхности.

Анализ метеорологических условий за вторую декаду июня показал, что в 2011, 2014, 2017, 2020 гг. они были благоприятными для развития возбудителя серой гнили: значения гидротермического коэффициента во второй декаде июня в эти годы превысили 1,0, составив 1,1 – 2,7 (оптимальное и избыточное увлажнение среды), что сочеталось с высокими показателями относительной влажности воздуха (63–77 %). Вследствие этого, внутри посевов в течение длительного времени влажность воздуха превышала показатели относительной влажности воздуха окружающей среды. В остальные годы ГТК в этот период варьировал от 0,01 в 2012 г. до 1,0 в 2015 г., что свидетельствует о недостаточном увлажнении среды, в сочетании с невысокой относительной влажностью воздуха (50–62 %) (рис. 2).

Дополнительным фактором, способствующим распространению и развитию B. cinerea на озимых рапсе и горчице сарептской, были многочисленные трещины стеблей, возникавшие в 2011, 2014, 2017, 2020 гг. при

а                   б

в

Рисунок 1 – Botrytis cinerea Pers. на рапсе озимом:

• а)    конидиеносцы с конидиями на стебле;

• б)    конидиеносцы с конидиями на стручке при увеличении 4х;

• в)    конидии при увеличении 400х

Вместе с тем установлено, что более интенсивное развитие серой гнили на озимых рапсе и горчице сарептской наблюдалось после ливневых дождей в течение нескольких суток подряд (до трех-четырех) в фазе зеленого стручка.

Рисунок 2 – Относительная влажность воздуха и ГТК за вторую декаду июня, 2010 – 2020 гг., ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК

Статистический анализ данных с помощью метода корреляции показал, что связь между распространением серой гнили на озимых рапсе и горчице сарептской и показателями погодных факторов за вторую декаду июня является сильной: коэффициент простой корреляции между распространением болезни и ГТК составил 0,74, между распространением болезни и относительной влажностью воздуха – 0,77 (табл. 2).

Для оценки надежности рассчитанных коэффициентов простой корреляции вычисляли их ошибку s r и критерий существенности t r . Если фактический критерий существенности t r превышает теоретический на 1%-ном (t r ≥ t 01 ) или 5%-ном (t r ≥ t 05 ) уровне, то связь между признаками существенна. В наших исследованиях фактический критерий существенности t r коэффициентов корреляции составил 3,36 и 3,67, что превысило теоретическое значение t r01 и t r05 (3,25 и 2,26).

Подтверждением существенности связи между изучаемыми признаками является тот факт, что коэффициент простой корреляции между распространением болезни и ГТК (0,74) равен критическому значению коэффициента корреляции r- Пирсона, а коэффициент простой корреляции между распространением болезни и относительной влажностью воздуха (0,77) превышает его на 1%-ном уровне значимости. Оба фактических коэффициента корреляции превышают критическое значение коэффициента корреляции r-Пирсона (составляющее 0,60) на 5%-ном уровне.

Таблица 2

Зависимость между распространением серой гнили в посевах озимых рапса и горчицы сарептской, ГТК и относительной влажностью воздуха

ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК, 2010 – 2020 гг.

Показатель	Коэффициент корреляции, r	Стандартная ошибка, a * s r	Критерий существенно-сти фактический, t r **
Частота встречаемости болезни и ГТК	0,74	0,22	3,36
Частота встречаемости болезни и относительная влажность воздуха	0,77	0,21	3,67
Критическое значение коэффициента корреляции (r-Пирсона) на 1%-ном уровне	0,74	–	–
Критическое значение коэффициента корреляции (r-Пирсона) на 5%-ном уровне	0,60	–	–

* - число степеней свободы n-2 = 9

** - t r теоретический (1%-ный уровень) = 3,25

- t r теоретический (5%-ный уровень) = 2,26

Заключение. Установлена сильная связь между распространением серой гнили на озимых рапсе и горчице сарепт-ской, ГТК и относительной влажностью воздуха за вторую декаду июня. Корреляция является положительной (прямой) и носит линейный характер. Признаки поражения растений изученных культур отмечались в годы с ГТК = 1,1 – 2,7 (оптимальное и избыточное увлажнение среды) в сочетании с высокими показателями относительной влажности воздуха (63–77 %).

Дополнительным фактором, способствующим распространению и развитию B. cinerea на озимых рапсе и горчице са-рептской, были многочисленные трещины стеблей, возникавшие в 2011, 2014, 2017, 2020 гг. при неоднократной смене дневных положительных и ночных отрицательных температур во второй и третьей декадах марта.