Каленич Ф.С. Агроекологічні основи інтегрованого захисту яблуні від парші та інших хвороб Автореферат

У вступі та аналітичній частині обґрунтовано актуальність теми, вказано пріоритетні шляхи вирішення проблеми, висвітлено історію вивчення, симптоми і шкідливість хвороби, описано біологічні особливості збудника і роль екологічних факторів у його розвитку, викладено основні складові інтегрованого захисту яблуні від парші та інших хвороб.

Особливості розвитку сумчастої стадії збудника парші, поширення інфекції та прояву хвороби в умовах Північного Лісостепу і Південного Степу України

Встановлено, що в умовах Північного Лісостепу і Південного Степу України початок дозрівання сумкоспор збудника парші настає в кінці березня – на початку квітня і, як правило, на 1-3 тижні випереджає початок розпускання бруньок у яблуні.

Розповсюдження сумкоспор у більш вологих умовах Лісостепу може розпочинатись за 1,5-2 тижні до початку розпускання, але здебільшого збігається з розпусканням бруньок.

У більш посушливій степовій зоні поширення сумкоспор розпочинається переважно після розпускання бруньок.

Масове поширення сумкоспор в обох зонах відбувається протягом квітня-червня і збігається зі сприйнятливими до ураження фенофазами наростання молодого листя, цвітіння, утворення зав’язі і формування плодів.

Поширення сумкоспор у саду залежно від погодних умов може тривати протягом квітня-початку жовтня, однак найнебезпечнішим періодом інфекції є травень – червень, коли одночасно з наявністю високосприйнятливої стадії рослини-господаря і масовим поширенням сумкоспор інтенсивного розвитку набуває й конідіальна стадія збудника хвороби.

Прояв парші на листках сильноуражуваних сортів яблуні у більш теплій степовій зоні відмічається на початку травня і збігається в основному з початком цвітіння, у більш прохолодній лісостеповій зоні – у другій половині травня і збігається з закінченням цвітіння зимових сортів яблуні. Дальший розвиток хвороби на листках і плодах в обох зонах не припиняється аж до збору врожаю. Але оскільки інтенсивність прояву парші значною мірою залежить від наявності опадів, то у відносно вологішій лісостеповій зоні вона практично щороку набуває інтенсивного розвитку і завдає значних збитків. У більш посушливих умовах Степу шкідливість хвороби проявляється менше і лише в окремі роки з дощовою погодою у весняно-літній період.

Математичне моделювання прогнозу розвитку сумчастої стадії збудника парші та прояву хвороби залежно від умов погоди

На підставі статистичного аналізу результатів семирічних даних динаміки розвитку сумчастої стадії збудника парші в умовах Південного Степу України розроблено регресійні моделі прогнозу календарних строків початку дозрівання, поширення сумкоспор і прояву хвороби, які описують нелінійний зв’язок цих процесів з основними факторами погоди у весняний період.

Множинний ранговий аналіз результатів одержаних даних показує, що початок дозрівання сумкоспор статистично достовірно залежить від суми накопичених температур повітря понад 5 ^оС як на поверхні грунту, так і в приземному шарі, кількості днів з опадами протягом січня-квітня поточного року, суми опадів і накопиченої суми відносної вологості повітря понад 80% за цей самий період.

Але початок дозрівання сумкоспор не має безпосереднього впливу на патологічний процес. Більш важливим при цьому є початок їх розповсюдження. Потрапляючи на органи рослин, сумкоспори зумовлюють первинну інфекцію. Методом регресійного аналізу виявлено тісний прямолінійний зв’язок залежності між календарними строками початку дозрівання і початку розповсюдження сумкоспор (r=0,95).

У результаті регресійного аналізу календарних строків прояву парші на листках яблуні залежно від умов погоди встановлено, що прямий вплив на цей процес мають сума накопиченої температури повітря понад 10°С від початку року спостережень, сума накопиченої відносної вологості повітря понад 80% і кількість днів з опадами за цей період.

На основі одержаних даних розроблено математичні моделі вказаних процесів у вигляді рівнянь регресії.

У результаті введення відповідних метеорологічних даних і розрахунків за допомогою комп’ютера за цими рівняннями одержали числа, які означають порядковий день з початку року, за якими визначаємо розрахункові календарні дати відповідно початку дозрівання, поширення сумкоспор і прояву парші.

Порівнявши розрахункові дати настання вказаних стадій патологічного процесу з фактичними, встановленими методами мікроскопічних досліджень і прямих спостережень, одержали повну відповідність, або дуже невелику розбіжність між ними (±1-5 днів). Це свідчить про високу репрезентативність розрахованих моделей і придатність їх для практичного застосування з метою прогнозу строків початку дозрівання, поширення сумкоспор і прояву хвороби.

Особливості розвитку парші залежно від деяких прийомів агротехніки

Встановлено значний вплив різних систем зрошення на динаміку поширення і розвитку хвороби. Серед трьох систем, які вивчали (крапельне, комбіноване зрошення і підкронове дрібнодисперсне дощування), відносно сильніше на ці процеси впливали варіанти комбінованого зрошення і підкронового дощування, за яких відбувається зволоження відповідно всієї крони, або значної частини її внизу рослин. Значно менше сприяла цьому система крапельного зрошення, за якої вода взагалі не потрапляє на рослини, а лише за рахунок зволоження ґрунту дещо підвищується відносна вологість повітря. Абсолютно пригніченою була парша у контрольному варіанті (без зрошення), де поширення і розвиток хвороби залежали лише від погодних умов.

У результаті трирічних досліджень на двох сортах – середньоуражуваному паршею Голден делішес і відносно стійкому Джонатан встановлено, що у варіантах з формуванням крони за угорською і навкісною пальметами поширення і розвиток хвороби на листках відбувалися інтенсивніше порівняно з розріджено-ярусною кроною. Пояснюється це тим, що при формуванні дерев за типом пальмет за рахунок ущільнення насаджень і обмеження вирізання однорічних пагонів порівняно з розріджено-ярусною кроною створюються сприятливіші мікрокліматичні умови для розвитку збудників хвороб. Але за надійного захисту різниця в ураженні рослин паршею залежно від типу насаджень і форми крони нівелюється.

При вивченні особливостей розвитку парші залежно від густоти садіння і способів обрізування дерев протягом трьох років у досліді з трьома площами живлення (6´5; 6´4 і 6´3 м), двома формами крони (розріджено-ярусна і напівплоска) та двома системами обрізування дерев (з укорочуванням і без укорочування однорічних пагонів) великої різниці між варіантами щодо поширення і розвитку парші на фоні загальноприйнятої системи захисту яблуні від хвороб та шкідників не спостерігалося. Але, за результатами дисперсійного аналізу одержаних даних, встановлено, що кількість уражених листків і розвиток хвороби у варіантах з напівплоскою кроною та укорочуванням однорічних пагонів були меншими і статистично достовірно відрізнялись від інших варіантів. Доведено також, що площа живлення дерев сама собою мало впливала на поширення і розвиток хвороби. Але при врахуванні двофакторної взаємодії відмічено, що площа живлення у поєднанні з системою обрізування дерев дещо впливають на ці показники. Так, у більш ущільненому варіанті (6´3 м) без укорочування однорічних пагонів розвиток хвороби в кінці літа був трохи вищим, ніж у варіантах з меншою густотою садіння дерев (6´5 і 6´4 м) і укорочуванням пагонів. Це пояснюється більш сприятливими для збудника хвороби мікрокліматичними умовами, які створюються в ущільнених насадженнях.

Основні критерії короткострокового прогнозу парші і технічні засоби його забезпечення

Ще у 20-ті роки минулого століття було встановлено (Keitt G.W., Jones L.H., 1926), що для здійснення інфекції яблуні збудником парші необхідне тісне узгодження тривалості періоду зволоження органів рослин крапельнорідинною вологою з певною температурою повітря за цей самий період. На основі цього була розроблена добре відома шкала Міллса (Mills W.D., 1944), яка з різними доповненнями і удосконаленнями тривалий час слугувала зручним засобом для визначення періодів інфекції.

Для контролю температури повітря і тривалості періоду зволоження спочатку застосовували переважно метеоприлади, а останнім часом для цього розроблено багато різних електронних приладів і комп’ютерних систем, які, працюючи за алгоритмом “шкала Міллса”, оцінюють епіфітотійну ситуацію і дають сигнали про необхідність проведення захисних заходів.

Дотримуючись принципів необхідності здешевлення, надійності в роботі і простоти користування обладнанням ми на базі серійного метеорологічного термографа М-16А розробили прилад, який поєднав у собі функції термографа і гігрографа. Це дало змогу здійснювати реєстрацію температури повітря і періодів зволоження листя на часовій сітці термографа, завдяки чому не тільки усунуто необхідність застосування двох указаних приладів, а й спрощено зняття інформації і визначення періодів інфекції яблуні збудником парші.

Багаторічні дослідження показали, що запропонований прилад простий у користуванні, дешевий, доступний для виготовлення у будь-якому господарстві, не потребує електроенергії, цілком придатний для визначення критичних періодів інфекції яблуні збудником парші і може застосовуватись в інтегрованій системі захисту насаджень від хвороби.

Працюючи зі шкалою Міллса, було помічено суттєві недоліки в ній – нерівномірність і дискретність. Для їх усунення провели певні розрахунки і одержали рівняння, які рівномірно й недискретно описують криві слабкої, помірної і сильної інфекції. При екстраполяції одержаних рівнянь з’ясувалося, що вони мають смисл у температурному інтервалі від 4 до 35°С, що повністю відповідає порогам температури, в межах якої можливий розвиток збудника парші (проростання спор, здійснення інфекції, ріст міцелію, спороутвореня тощо). Отже, висока репрезентативність розрахованих рівнянь підтверджується як статистичними методами, так і перевіркою їхньої відповідності біологічним особливостям збудника парші. Це свідчить про те, що запропоновані рівняння можна застосовувати у вигляді недискретних алгоритмів роботи електронних засобів для сигналізації строків обприскування яблуні проти парші, основаних на короткостроковому пронозі періодів інфекції.

При застосуванні механічних реєструючих засобів для оцінки епіфітотійної ситуації можна користуватися нормалізованою шкалою інфекційних періодів парші яблуні, яка являє собою табульовані математичні моделі слабкої, помірної і сильної інфекції.

Критичні періоди інфекції яблуні збудником парші та їхня роль в оцінці епіфітотійної ситуації

З метою перевірки практичної придатності запропонованих приладу і нормалізованої шкали Міллса для визначення критичних періодів інфекції яблуні збудником парші були проведені спеціальні дослідження в промислових насадженнях дослідного господарства “Дмитрівка” Інституту садівництва Української академії аграрних наук (ІС УААН).

Спостереження показали, що на території Північного Лісостепу України протягом чотирьох років підряд (1982-1985) погодні умови були дуже сприятливими для розвитку парші. Особливо це характерно для 1983-1985 рр., коли у найбільш відповідальний для інфекції період (травень-червень) погода характеризувалась значною кількістю опадів і оптимальною температурою повітря. За таких умов протягом травня-серпня 1983 року зареєстровано 29 періодів інфекції, 1984 – 26 і 1985 року – 30. При цьому у 1983 році переважна

більшість критичних періодів припадала на травень-липень, а в 1984-1985 роках – на травень-червень. До того ж значні опади і оптимальна температура повітря постійно забезпечували сприятливі умови не тільки для слабкої та помірної, а й сильної інфекції.

Менш напруженою епіфітотійна ситуація була у 1981-1982 роках, коли зареєстровано відповідно 16 і 21 періодів інфекції. Пояснюється це невеликою кількістю опадів у травні-червні, особливо в 1981 році, коли у травні протягом 10 днів з дощем випало лише 24,2 мм опадів. Тому й не було жодного критичного періоду інфекції. Опади в липні цього року (114 мм) при відносно жаркій погоді не могли вплинути на підсилення розвитку хвороби, тому вона перебувала в стані депресії.

На відміну від цього, значна кількість опадів, особливо у липні-серпні 1982 року, сприяла посиленню інфекції. Після минулорічної депресії парша прогресувала і спричинила значне ураження рослин.

Таким чином, дослідження показали, що запропоновані прилад і нормалізована шкала Міллса придатні для застосування в системі моніторингу епіфітотійної ситуації і визначення періодів інфекції яблуні збудником парші.

Ефективність систем захисту яблуні від парші, основаних на проведенні обприскувань відповідно до фенофаз розвитку рослини-господаря і короткострокового прогнозу періодів інфекції

З метою усунення недоліків фенологічної системи захисту яблуні від парші, яка й до цього часу широко застосовується в садах, у зарубіжних країнах було запроваджено так звану “інтервенційну” систему (Borecki Z., 1962), що базується на проведенні не профілактичних, а постінфекційних обприскувань, тобто саме таких, що здійснюються на основі моніторингу епіфітотійної ситуації і визначення періодів інфекції яблуні збудником парші. Хімічний захист за такою системою повинен проводитись дуже оперативно із застосуванням системних фунгіцидів з лікувальними властивостями і проведенням фунгіцидних обприскувань при необхідності навіть під час цвітіння. За такою системою залежно від погодних умов для захисту яблуні від парші та інших хвороб протягом сезону проводять до 17-18 (Audeward H. et al., 1989; Lagarde M. –P. et al., 1989; Triloff P., 1990), а іноді й 20 (Борецкий З., 1981) обприскувань.

Враховуючи зазначене, а також те, що за українським регламентом обприскування в садах під час цвітіння дерев забороняються, виникла необхідність розробити систему захисту яблуні від парші, яка якнайбільше інтегрувала б позитивні особливості фенологічної та “інтервенційної” систем і максимально відхиляла їхні недоліки. Для цього від фенологічної системи взяли передбачені нею профілактичні обприскування яблуні відповідно до фаз розвитку рослин у період до цвітіння, а від “інтервенційної” – обприскування після цвітіння за короткостроковим прогнозом періодів інфекції. Оскільки така система поєднує принципи фенологічної і прогнозної, назвали її фенопрогнозною.

Як відмічалося вище, погодні умови 1981 року були несприятливими для розвитку парші, тому протягом весняно-літнього періоду в еталонному варіанті за фенологічною системою було проведено 5 обприскувань, з яких 2 до цвітіння і 3 – після. У дослідному варіанті у зв’язку з відсутністю періодів інфекції було проведено лише 3 обприскування – 2 до, як і в еталонному, і одно після цвітіння, коли у зв’язку з випаданням дощу виникла небезпека поширення парші.

За таких умов різниці між дослідним і еталонним варіантами за технічною і господарською ефективністю не встановлено. Але за рахунок виключення двох фунгіцидних обприскувань у дослідному варіанті було отримано значну економію коштів та обмежено забруднення довкілля фунгіцидами.

У зв’язку з тим, що у 1982 році за досить сприятливих для розвитку парші погодних умов значної різниці в ефективності між варіантами фенопрогнозної системи з проведенням обприскувань за прогнозом небезпеки слабкої і сильної інфекції не було відмічено, у наступні 1983-1984 рр. обприскування проводили лише за прогнозом небезпеки сильної інфекції на фоні одного-двох обприскувань високоефективними контактними фунгіцидами за фенологічною системою у період до цвітіння (табл. 1).

Незважаючи на дуже сприятливі для розвитку парші погодні умови, зокрема у 1983-1984 рр., варіанти фенопрогнозної системи виявилися набагато ефективнішими порівняно з фенологічною. Особливо помітно стримували поширення і розвиток парші варіанти з проведенням обприскувань після цвітіння за прогнозом небезпеки сильної інфекції по фону двох обприскувань у фенофази розпускання бруньок і перед цвітінням. При цьому найбільш ефективними виявилися фенопрогнозні варіанти із застосуванням 3%-ної бордоської рідини у фазі розпускання бруньок або 1%-ної перед цвітінням.

Оскільки фенологічна система базується на проведенні профілактичних обприскувань як контактними, так і системними фунгіцидами, а при проведенні обприскувань згідно з прогнозом періодів інфекції необхідне застосування лише системних фунгіцидів, які, характеризуючись терапевтичними властивостями, здатні не тільки запобігти інфекції, а й пригнітити збудника хвороби, який уже проник у тканини рослини-господаря, виникла необхідність вивчити ефективність застосування контактних і системних фунгіцидів у різних системах захисту яблуні від парші.

Із препаратів, що характеризуються системною дією, у дослідах 1981-1984 рр. застосовували переважно фундазол і топсин М, які не завжди забезпечували високу ефективність. Однією з причин цього, як з’ясувалося пізніше, була висока стійкість збудника парші яблуні дмитрівської і новосілківської популяцій до бензімідазольних фунгіцидів, що було не тільки констатовано, а й підкріплено спеціальними лабораторними дослідами. Тому цю проблему необхідно було розв’язувати шляхом заміни бензімідазольних фунгіцидів препаратами іншої хімічної природи.