Неменуща С.М. Стійкість біотипів кукурудзи на різних етапах онтогенезу до кореневих і стеблових гнилей в умовах Степу України

Короткий зміст

Огляд літератури. Наведено відомості щодо поширення кореневих і стеблових гнилей кукурудзи в світі і Україні, їх збудників та типів хвороби, стан вивчення питання стійкості до хвороби та методи її оцінки. Виявлена недостатня вивченість зв’язку прояву гнилей на різних етапах онтогенезу рослин та впливу екологічних умов на стійкість різних генотипів кукурудзи до хвороби. Виходячи з аналітичного огляду сучасного стану проблеми, обґрунтовано напрями досліджень.

Умови, матеріал і методика проведення досліджень

Дослідження проводили під час аспірантської підготовки в Інституті зернового господарства УААН (2001−2005рр.), при цьому польові досліди закла­дали на землях ТОВ „Луганський інститут селекції і технології” (ЛІСТ) Лу­ганської області (2002−2003 рр.) та відділу селекції і насінництва куку­рудзи Селек­ційно-генетичного інституту – Національного центру насіннєзнавства та сортовивчення УААН (2004−2005рр.). Лабораторні експерименти - у відділі захис­ту рослин Інституту зернового господарства УААН і відділі фітопатології і ентомології Селекційно-генетичного інституту – НЦНС УААН. Крім цього, роз­повсюдження  хвороб встановлювали під час маршрутних обстежень вироб­ничих посівів кукурудзи в Луганській (2001−2003 рр.) і Одеській (2004 р.) областях.

Прояв стійкості рослин до ураження кореневими і стебловими гнилями, вплив хвороб на ріст, розвиток та урожай самозапилених ліній і створених на їх основі гібридів кукурудзи вивчали за мінливих погодних умов, характерних для регіонів досліджень. У всі роки (2001−2005) природний інфекційний фон був достатнім для вирішення поставлених завдань.

Для посіву використовували кондиційне насіння ліній:ІК 200-3 С, ІК 203-3 зС (ранньостиглих); П 346 зМ, К 643 зМ, П 502 М, Фц 18 МВ (середньоранніх);           ВІР 44М, Т 22МВ, Дк 322МВ, Дк 316 МВ, Гк 26 М, Гк 26 зМ (середньостиглих); Дк 427 зМ (середньопізньої) та гібридів: Самара С (ранньостиглого); РИФ МВ F₁ та F₂, Луганець М, Луганський 222 МВ (середньоранніх); Кросс 326 М, Дніпровський345 МВ, Кросс 387 МВ, Дніпровський 337 МВ (середньостиглих).

При проведенні польових і лабораторних дослідів користувались загальноприйнятими методиками (Чумаков А.Е., 1974; Трибель С.О., 2001).

Облік кореневих і стеблових гнилей кукурудзи здійснювали у фазах 2−3 листків і повної стиглості за шкалою ВНДІК (1980). Для визначення ураженості рослин на початковій фазі онтогенезу проводили додатковий висів в міжряддя 75−100 насінин з наступним викопуванням проростків для аналізу, а під час дозрівання обліковими були всі рослини на ділянці.

Мікологічні аналізи проводили за методикою Г.В. Грисенко, Е.Л. Дудки (1980). Отримання типового конідієутворення грибів – згідно з методикою В.И.Билай, И.А. Элланской (1975). Видовий склад збудників хвороби встанов­лювали за визначниками грибів В.И. Билай (1977, 1988).

Стійкість селекційних і колекційних сортозразків до кореневих та стеблових гнилей визначали за результатами діагностики типу гнилі та обліку їх ураженості після дозрівання рослин. Тип реакції стійкості встановлювали відповідно до „Методики оценки пораженности стеблевыми гнилями и краткосрочного прогноза потерь кукурузы на зерно” (1989).

Параметри адаптивності біотипів до ураження та стабільність ознаки стійкості до кореневих і стеблових гнилей генотипів розраховували за методикою А.В. Кильчевского та Л.В. Хотылевой (1985). Шкалу оцінки стійкості генотипів до ураження кореневими і стебловими гнилями і умов середовища розробляли із застосуванням методики S.Eberhart, W.Russell (1966). Статистичну обробку даних здійснювали методами дисперсійного та кореляційного аналізу за Б.А.Доспехо­вим (1985) на персональному комп’ютері з використанням програмного забезпечення, розробленого в Інституті зернового господарства УААН А.В. Аде­го­вим і Г.Н. Душенко (1985).

Розповсюдження та етіологія кореневих і стеблових гнилей кукурудзи в зоні Степу

Встановлено, що кореневі і стеблові гнилі в Північній і Південній частинах зони Степу України проявляються щорічно і належать до найбільш шкодочинних хвороб кукурудзи. Залежно від погодних умов та стійкості гібридів і ліній ураженість проростків у зоні Північного Степу складає 9,7−54,1 %, Південного - 27,6 %, дорослих рослин - відповідно 19,5−20,0 % та 8,9 %.

Відмічено особливості прояву хвороби в різних екологічних умовах. За однакового перебігу хвороб на проростках в обох місцях проведення досліджень, в Одеській області типові ознаки ураження дорослих рослин виявлялися на стеблах вже з фази цвітіння. У Луганській же області за більш екстремальних умов вегетаційного періоду перші симптоми хвороби у дорослих рослин проявлялися пізніше - на ранніх фазах стиглості, і були менш вираженими, маскуючись під передчасне дозрівання рослин.

Мікологічним аналізом відібраних зразків встановили, що основними типами кореневих і стеблових гнилей у зоні Степу є фузаріозний і вугільний, а в південній його частині в окремі роки - ще і нігроспорозний. Серед виділених нами збудників гнилей найчастіше зустрічався Fusarium moniliforme Sheld. (46,0−94,5 %), рідше – F. oxysporum Schl., F.gibbosum App., F.sporotrichiella Bilai, F.graminearum Schw. (1,5−24,0 %) та спорадично - F.culmorum (Sm.) Sacc. (3,4−9,6%). Здебільшого серед фузаріїв на проростках в посушливих умовах Луганської області спостерігали лише три види, серед яких переважав гриб F.moniliforme Sheld. (94,5 %). Протягом росту і розвитку рослин видовий склад збудників хвороби розширювався за рахунок збільшення видів Fusarium та появи додаткових видів - грибів Sclerotium bataticola (Taub.), Nigrospora oryza Petch. Виявлено, що за останні двадцять років видовий склад збудників, що уражують корінь та стебло кукурудзи в Одеській області, частково змінився. Серед грибів роду Fusarium, виділених з уражених проростків рослин кукурудзи, як і раніше (Иващенко В.Г., Вареник Б.Ф., 1984), превалює F.moniliforme Sheld., але збільшилася частка інших видів (F. sporotrichiella Bilai, F. oxysporum Schl., F.culmorum (Sm.) Sacc., F. gibbosum App.).

Установлено, що із гідротермічних факторів найбільший вплив на ураження коренів на початкових фазах онтогенезу виявляли середньодобова температура повітря та кількість опадів. Показник ураженості зворотно корелював із температурою повітря (r = -0,997 для ліній; r = -0,823 для гібридів) і опадами ( r = -0,964; r = -0,694), а також опосередковано із середньодобовою відносною вологістю повітря (r = -0,578; r = -0,739). Під час дозрівання відмічена пряма залежність ураженості рослин кукурудзи від кількості опадів (r = 0,577; r = 0,795). Щодо зв’язку ураженості рослин у цій же фазі розвитку з середньодобовою температурою та відносною вологістю повітря, то він був менш вираженим у посівах гібридів і відсутнім для ліній.

Стійкість різних генотипів до кореневих і стеблових гнилей

Найбільш радикальним, екологічно безпечним та економічно вигідним заходом захисту кукурудзи від хвороб є впровадження у виробництво стійких гібридів і ліній. Зараження кореня і стебла кукурудзи факультативними патоге­нами відбувається у онтогенезі рослин, але шкідливий прояв хвороби спосте­рігається у фазі проростків і на дорослих рослинах. Через це потрібна оцінка їх стійкості саме на цих фазах розвитку.

Взаємозв’язок прояву стійкості на різних етапах онтогенезу рослин. Стійкість до хвороби і взаємозв’язок між ураженням рослин на різних етапах їх розвитку ми вивчали на 22 сортозразках. Рослини оцінювали на початковому (проростках) і кінцевому (дорослих рослинах у фазі повної стиглості) етапах розвитку. Імунологічною оцінкою стійкості різних біотипів кукурудзи виявлено значні розбіжності їх реакції на ураження збудниками гнилей кореня і стебла залежно від фази розвитку рослин та погодно-кліматичних умов року. У фазі проростків для самозапилених ліній в обох підзонах середній рівень ураження ста­новив 24,0−30,8 % (табл. 1). Варіювання цього показника коливалося в межах від 10,4 до 55,4 % і залежало від погодних умов під час проростання та стійкості сортозразків. До групи нестійких у цій фазі в обох підзонах ввійшли самозапилені лінії Фц 18 МВ,Т 22 МВ, Гк 26 М, Гк 26 зМ. Найбільш стійкими були лінії ВІР 44М і Ік 203-3 зС, ураженість яких не перевищувала 19,7 % у зоні північного Степу.

Під кінець вегетації середня ураженість цих же сортозразків була дещо нижчою і становила 22,5−29,0 %. Коливання значень цього показника знаходи­лось в ширших межах ніж на проростках - до 80,6 %. На цьому етапі розвитку стійкими в обох підзонах Степу виявилися лінії Гк 26 М, Гк 26 зМ,  Дк427 зМ. У групи нестійких їх склад відрізнявся залежно від підзони. Так, у північній частині Степу до цієї групи входили лінії Дк 316 МВ і Ік 203-3 зС, а в південній - ВІР 44 М, Фц 18 МВ, Дк 322 МВ, Дк 316 МВ, Ік 303-3 зС.

Широкий розмах варіювання ураженості рослин хворобою спостерігався і на гібридах. У проростків гібридів середня ураженість становила 16,4−27,6 % і змінювалася залежно від стійкості сортозразка від 10,7 до 60,5 % і зони досліджень (табл. 2). У південній частині Степу на обох етапах онтогенезу нестійким виявився гібрид Самара С.

У цілому ж, у фазі повної стиглості в середньому було уражено 13,4−30,1 % рослин гібридів. Діапазон коливань значень цього показника знаходився в межах