Эпифитотиологические основы защиты овощных и декоративных культур от мелойдогиноза в условиях защищенного грунта
На правах рукописи
ЛЫЧАГИНА СВЕТЛАНА ВЛАДИМИРОВНА
ЭПИФИТОТИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЗАЩИТЫ ОВОЩНЫХ
И ДЕКОРАТИВНЫХ КУЛЬТУР ОТ МЕЛОЙДОГИНОЗА В УСЛОВИЯХ
ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА
Специальность 03.02.11 – паразитология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Москва – 2013
Работа выполнена в лаборатории фитогельминтологии ГНУ Всероссийского научно-исследовательского института гельминтологии им. К.И. Скрябина (ВИГИС) доктор биологических наук, профессор
Научный руководитель:
Шестеперов Александр Александрович доктор биологических наук,
Официальные оппоненты:
Перевертин Кирилл Александрович ведущий научный сотрудник лаборатории фитопаразитологии Центра паразитологии института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН кандидат сельскохозяйственных наук, профессор Заец Владимир Григорьевич кафедра ботаники, физиологии, патологии растений и агробиотехнологии аграрного факультета Российского университета дружбы народов (РУДН).
ГНУ Всероссийский
Ведущая организация:
научно-исследовательский институт селекции и семеноводства овощных культур (ГНУ ВНИИССОК)
Защита диссертации состоится « » 2013 г. в часов на заседании совета по защите диссертаций на соискание учёной степени кандидата наук, на соискание учёной степени доктора наук Д 006.011.01, созданного на базе ГНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт гельминтологии имени К.И. Скрябина Адрес: 117218, Москва, ул. Б. Черемушкинская, д.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВИГИС
Автореферат разослан « » _ 2013 г.
Учёный секретарь совета по защите диссертаций на соискание учёной степени кандидата наук, на соискание учёной степени доктора наук, д.б.н., профессор Бережко Вера Кузьминична
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. Увеличение производства овощей и цветочно декоративных культур в защищенном грунте обеспечивается за счет повышения их урожайности, организации специализированных хозяйств, тепличных комбинатов, совершенствования технологии возделывания, а также своевременной и качественной защиты растений от вредных организмов, в том числе от фитогельминтов (Круг Г., 2000;
Старых Г.А., 2010). Среди них наиболее опасными и широко распространенными в теплицах являются галловые нематоды.
Мелойдогины поражают многие сельскохозяйственные культуры в районах с жарким или теплым климатом и причиняют им ощутимый ущерб (Покровская Т.В., 1985;
Вайшер Б., 2001;
Котова В.В., Помазков Ю.И., 2007).
Строительство теплиц и организация тепличных комбинатов с целью выращивания овощных культур в защищенном грунте создало благоприятные условия для развития вредителей и болезней, в том числе галловых нематод – возбудителей мелойдогиноза. Оптимальная температура и влажность почвы, длительный вегетационный период и бессменное выращивание растений-хозяев галловых нематод, отсутствие их врагов особо благоприятны для развития мелойдогиноза овощных культур (Ахатов А.К. и др., 2002;
Захаренко В.А., 2008;
Долженко В.И. и др., 2012).
При проникновении галловых нематод в защищенный грунт они могут вызывать эпифитотию мелойдогиноза, которая приводит к значительным потерям (30%), продукции тепличных хозяйств, что заставляет применять дорогостоящие мероприятия в борьбе с мелойдогинами (Шестеперов А.А., 1989;
Зиновьева С.В., Чижов В.Н. и др., 2012;
Бухонова Ю.В., Сергеев В.Р., Перевертин К.А., 2008). Борьба с галловыми нематодами в защищенном грунте очень трудоемка, дорога и недостаточно эффективна. Пропаривание и применение химического метода не дают полного обеззараживания почвы от личинок галловых нематод, а меры борьбы в период вегетации практически отсутствуют. Поэтому поиск экологически безопасных препаратов и средств для борьбы с галловыми нематодами, разработка научно обоснованной интегрированной системы защиты растений овощных и декоративных культур от мелойдогиноза в защищенном грунте весьма актуальны.
Цель и задачи исследования. Целью данной работы являлась разработка интегрированных систем защиты овощных и зеленных культур от мелойдогиноза в условиях защищенного грунта на основе изучения эпифитотического процесса при мелойдогинозе. Для этого были определены задачи:
1. Разработать систему мониторинга мелойдогиноза овощных и зеленных культур;
2. Изучить эпифитотический процесс при мелойдогинозе овощных и декоративных растений в защищенном грунте;
3. Оценить возможность использования экологически безопасных методов в системе защиты овощных культур от галловых нематод;
4. Разработать интегрированные системы защиты овощных и зеленных культур от мелойдогинозза в рассадных и производственных грунтовых теплицах.
Научная новизна. Разработаны научные основы мониторинга мелойдогиноза в теплицах, основанного на традиционных методах его выявления, учета с применением картирования и метода растений-индикаторов.
В результате проведения мониторинга в тепличных хозяйствах Московской и Саратовской областей выявлены две расы южной (M.incognita), яванская (M. javanica) и северная (M. hapla) галловые нематоды. На растениях и в субстрате обнаружены хищные нематоды родов Butleriellus sp. и Seinura sp., которые могут питаться личинками галловых нематод.
Впервые установлено, что особенностью эпифитотического процесса при мелойдогинозе овощных и декоративных растений в условиях теплиц является его непрерывность, которая обусловливается чередованием пребывания галловых нематод в растении-хозяине (как источнике инвазии), выходом их личинок во внешнюю среду и заражением восприимчивых растений.
Источниками возбудителя мелойдогиноза являются инвазированые растения овощных (огурец, томат, перец, баклажан, укроп, петрушка, кориандр, сельдерей, салаты), декоративных и цветочных культур (каллы, колеус, бальзамин, хлорофитум, сенполия, кактусы, агава, алоэ, солянум). В теплицах факторами передачи возбудителя мелойдогиноза являются загрязненные яйцами и личинками галловых нематод субстраты, растительные остатки, инвентарь и техника, поливочные шланги. Фактором передачи являются луковицы лука для выгонки на зеленое перо, завезенные из южных регионов СНГ и России и загрязненные почвой, в которой сохранились жизнеспособные яйца и личинки галловых нематод.
Установили нематицидный эффект бактерий-антагонистов Bacillus subtilis, Serratia plymuthica, Pseudomonas putida, с биологической эффективностью против галловых нематод на уровне 50 %. Обработка растений огурца, пораженных мелойдогинозом, конидиальным и мицелиальным препаратами хищного гриба Arthrobotrys oligospora увеличивала выживаемость растений, стимулировала рост корневой системы и снижала пораженность растений мелойдогинозом.
Впервые в защищенном грунте в борьбе с галловыми нематодами применили агрофитоценотический метод, который использует биологические, физиологические, биохимические особенности определенных видов растений или их органов, продуктов их жизнедеятельности и ризосферной микрофлоры, микрофауны для снижения плотности популяции фитогельминтов в почве путем замедления развития последних или их гибели.
Практическая значимость. Основные результаты включены в следующие нормативно-технические документы:
«Методические указания по мониторингу мелойдогиноза овощных 1.
культур в защищенном грунте», утвержденные Комиссией по нематодным болезням Отделения защиты растений Россельхозакадемии и опубликованные в Трудах ВИГИС за 2007 г. Т.45. С.291-299.
«Методические указания по карантинно-профилактическим 2.
мероприятиям в борьбе с мелойдогинозом для культур, выращиваемых в защищенном грунте», утвержденные Комиссией по нематодным болезням Отделения защиты растений Россельхозакадемии 24 сентября 2010 г.
Методические указания: «Эпифитотиологические основы защиты 3.
зеленных овощных культур от мелойдогиноза в грунтовых теплицах», утвержденные Комиссией по нематодным болезням растений Отделения защиты растений Россельхозакадемии 03 апреля 2009 г.
Методические рекомендации: «Эпифитотиологические основы 4.
защиты овощных растений от мелойдогиноза в рассадных и производственных грунтовых теплицах», утвержденные Комиссией по нематодным болезням растений Отделения защиты растений Россельхозакадемии в 2008 г. и опубликованные в Российском паразитологическом журнале 2010 г., Вып. № С.112-114.
Разработанные рекомендации были апробированы в тепличном хозяйстве «Совхоз-Весна» Саратовской области, что подтверждается Актом о внедрении от 20 июля 2009 года.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Мониторинг мелойдогиноза овощных и декоративных культур в защищенном грунте.
2. Особенности эпифитотического процесса при мелойдогинозе овощных и декоративных растений в рассадных и производственных грунтовых теплицах.
3. Эффективность биологических агентов в защите овощных и декоративных культур от мелойдогиноза в защищенном грунте.
4. Агрофитоценотический метод в борьбе с галловой нематодой.
5. Интегрированные системы защиты овощных и зеленных культур от мелойдогиноза в рассадных и производственных грунтовых теплицах.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы были доложены на VI и VII международных нематологических симпозиумах (Москва, 2005 г., Петрозаводск, 2007 г.), на научных конференциях: «РГАЗУ — агропромышленному комплексу», Балашиха, РГАЗУ (2002, 2004 гг.) и «Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями», Москва, ВИГИС (2003, 2005, 2007 гг.), на международной научно-практической конференции «Ресурсосберегающее земледелие на рубеже XXI века» (2009г.). Материалы доложены и обсуждены на заседаниях ученого совета агрономического факультета (отчеты аспирантов и соискателей) г. Балашиха РГАЗУ (2001- гг.) и на заседании ученого совета ВИГИС (2006-2009 гг.).
Публикации. По материалам работы опубликованы 15 печатных статей, в том числе две в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикации материалов по кандидатским диссертациям.
Личный вклад автора. Представленная диссертационная работа является результатом научных исследований, проводившихся на протяжении лет. Основная экспериментальная часть выполнена автором лично. Работа выполнялась под руководством доктора биологических наук, профессора, заведующего лабораторией фитогельминтологии ВИГИС А.А. Шестеперова, который оказывал научно-методическую помощь в проведении исследований и анализе полученных результатов.
Выражаем благодарность Бутенко К.О., Ванюкову В.И., Колесовой Е.А., Котовой В.В., Критскому И.Ю., Кырину Н.В., Мигуновой В.Д., Настенко Н.В., Решетову А.А., Удаловой В.Б., Удаловой Ж. В..
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследования, результатов и обсуждения экспериментов и исследований, выводов, практических предложений, списка литературных источников и приложения. Работа изложена на 182 страницах машинописного текста, список использованной литературы содержит 293 источников, в том числе 106 иностранных.
Работа содержит 36 таблиц, 9 рисунков.
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ В обзоре литературы анализируются опубликованные материалы и научные работы о вредоносности, экономическом значении мелойдогиноза овощных культур и его симптомах. Рассматриваются различные методы борьбы с галловыми нематодами и анализируется их эффективность.
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Для решения поставленных задач исследования проводили в лабораторных, мелкоделяночных и производственных опытах в период с по 2009г. Мелкоделяночные и производственные опыты закладывались в теплицах комбината ЗАО «Матвеевское» Московской области, ОАО «Совхоз Весна» Саратовской области, и в лаборатории фитогельминтологии ВИГИС.
Объекты исследований - фитогельминты: южная (Meloidogyne incognita), яванская (Meloidogyne javanica) галловые нематоды;
24 вида растений, относящихся к семи семействам, из них основные – огурец (Cucumis sativus) и томат (Solnum lycoprsicum).
Изучали действие препаратов на основе грибов Trichoderma viride (lignorum) и Arthrobotrys oligospora IG, бактерий Bacillus subtilis, штамм VKPM B-7960, Pseudomonas putida, штамм VKPM B-7958, Serratia plimuthica VKPM B 7957, предоставленные Мигуновой В.Д. в рамках разработки препарата Нематофагин МФ. Провели оценку повышения устойчивости растений огурца в очагах галловых нематод при применении микробиологического удобрения Байкал ЭМ-1 и зоогумуса, мелиоранта перкальцит, регуляторов роста Иммуноцитофит, Агат-25К, Нарцисс, Эпин-Экстра.
Методом растений-индикаторов обследовали почвогрунты теплиц, рассадный субстрат и органические удобрения для выявления галловых нематод в период отсутствия растений-хозяев и для оценки проводимых защитных мероприятий. (Шестеперов А.А., Савотиков Ю.Ф., 1995).
Отбор образцов почвогрунта в производственных теплицах проводили равномерно по периметру и зигзагообразно по каждой стороне, так как диагональный метод отбора не отвечал поставленным задачам. После пропаривания, пробы отбирали только по периметру, где предположительно чаще сохраняются очаги галловых нематод. Отбор образцов проводили буром или садовым совком на глубину залегания основной массы корней 20-30 см не менее чем из 20 точек на 1000 м2 по 150-200 см3. Отбор образцов субстрата и компоста проводили равномерно со всех сторон бурта. Для фитогельминтологического анализа образцов методом растений-индикаторов использовали вазоны объемом от 1 до 5 л.
Учет степени поражения галловыми нематодами корневой системы растений проводили по пятибалльной шкале Крылова П.С., Шестеперова А.А.
(1991). В ходе проведения картирования мы модифицировали ее в трехбалльную шкалу. Она проста в применении, решает задачу по установлению локализации и характера распространения очагов галловых нематод.
Опыты по оценке эффективности биоагентов, регуляторов роста и микробиологических мелиорантов закладывали в ангарной теплице площадью 1000 м2 на естественно или искусственно зараженном фоне на опытных делянках площадью от 8 м2 до 25 м2. Производственные опыты в зависимости от назначения и задач проводили в ангарных и блочных комплексах на площади 250 м2. Опыты закладывали с контролем в четырехкратной повторности.
Расположение делянок в мелкоделяночных опытах рендомизированное, а в производственных — систематическое.
Влияние применяемых методов и препаратов на физиологическое состояние растений фиксировали по массе надземной части и корней, учитывалась урожайность. Биологическую, хозяйственную, экономическую эффективность применяемых приемов, средств и методов определяли по общепринятым формулам (Ченкин А.Ф. и др., 1990, Поляков И.Я. и др., 1995).
Выделение живых нематод из растительных и почвенных проб проводили модифицированным вороночным методом Бермана.
Установление видовой принадлежности мелойдогин проводили микроскопированием периональных (анально-вульварных) пластинок самок, по методике Кирьяновой Е.С. и Кралль Э.Л. (1971).
Для определения расовой принадлежности галловых нематод использовали реакцию набора растений-дифференциаторов: табак (Nicotiana tabacum) сорт N.C.-95;
хлопчатник (Gossypium hirsutum) сорт Deltapine-16;
перец (Capsicum frutescens) сорт California Wonder;
арахис (Arachis hypogaca) сорт Florrunner;
арбуз (Citrullus vulgaris) сорт Charleston Gray;
томат сорт Rutgers. Набор семян растений (Lycopersicon esculentum) дифференциаторов получен из ВИР. Расовый и видовой состав проводили согласно их реакции на заражение мелойдогинами (Марьенко А.Ю.,1988).
При изучении эпифитотического процесса при мелойдогинозе растений защищенного грунта использовали методологические подходы Шестеперова А.А. (1989-2008). Источники возбудителя мелойдогиноза выявляли при маршрутном обследовании и экспериментальным заражением опытных растений. Восприимчивые растения заражали в мелкоделяночных, вегетационных, лабораторных опытах. Механизм сохранения и передачи возбудителя мелойдогиноза и факторы передачи инвазии изучали по методу Шестеперова А.А. (2002). Изучены соскобы с рабочего инвентаря, машин и одежды рабочего персонала. В экспериментах изучалась возможность передачи галловых нематод домашними животными.
Обследованы 45000 м2 остеклённых ангарных и блочных теплиц, а также 6000 м2 притепличной площади. В ходе исследований проведены анализы образцов почв и субстратов, визуально осмотрена корневая система более 000 растений.
Статистическую обработку результатов выполняли с использованием программного обеспечения Microsoft Office 2007, программы «Excel».
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 3.1. Мониторинг мелойдогиноза овощных культур в защищенном грунте При мониторинге мелойдогиноза проводят выявление первичных очагов мелойдогиноза в теплицах и межтепличных пространств, систематический сбор информации о фитогельминтологическом состоянии растений в теплицах, грунтов, субстратов и качестве посадочного материала.
С обязательным учетом разнообразия условий в теплицах хозяйств, в задачи мониторинга мелойдогиноза в защищенном грунте входят:
- выявление первичных очагов мелойдогиноза;
- обследование теплиц с целью выявления очагов мелойдогиноза;
- картирование очагов мелойдогиноза в теплицах;
- оценка эффективности проведенных мероприятий против галловых нематод;
- обследование зеленных культур с целью обнаружения галловых нематод;
- обследование грунтов и субстратов с целью обнаружения галловых нематод;
- обследование притепличных и межтепличных территорий с целью выявления новых очагов мелойдогиноза;
- определение видов и рас галловых нематод с целью использования нематодоустойчивых сортов и гибридов овощных культур;
- оценка биоразнообразия нематод на обследуемых территориях теплиц с целью возможного использования хищных нематод.
Первостепенной задачей мониторинга является оценка фитогельминтологической ситуации для предвидения тенденции изменения ситуации и информирование об этих изменениях агрономов защиты растений.
Выявление очагов мелойдогиноза проводили при обследовании рассадных теплиц в ЗАО «Матвеевское». Результаты обследования показали, что на корнях выращенной рассады огурца, томата, перца и баклажан галлообразования не обнаружено. За период с 1999 по 2004 год в рассаде не были обнаружены растения, пораженные мелойдогинозом.
Первые растения огурца с признаками мелойдогиноза обнаружили в теплице на 34 день от высадки на постоянное место. Первичные очаги располагались у стенок теплицы, а к концу вегетации очаги мелойдогиноза занимали от 5до 69% площади теплицы.
Обследование теплиц трехбалльным методом картирования проводили в конце вегетации на культурах огурца, томата, перца, баклажана и салата.
Выявлен характер расположения очагов мелойдогиноза, интенсивность поражения культур и места сохранения инвазии галловых нематод (рис.1).
Рис. 1. Картограмма распространенности и развития мелойдогиноза при обследовании корневой системы огурца в теплице (дорожка справа). Слева – после пропаривания, справа – без пропаривания (фрагменты таблиц Excel).
Примечание: по вертикали – ряды гряд, по горизонтали – растения в ряду.
При оценке противонематодных мероприятий изучен метод верхового пропаривания в период смены I и II культурооборотов. В теплицах № 1 и 2, где грунты были пропарены после обнаружения очагов мелойдогиноза, эффективность мероприятий составила 98-99% (табл.1). Во II обороте в непропаренных теплицах на растениях было зафиксировано двадцатикратное увеличение развития болезни с 0,9 до 19,3%.
Таблица Картирование теплиц I и II культурооборота огурца биологичес I культурооборот II культурооборот тепли кая распространение развитие распространение развитие эффектив ца мелойдогиноза болезни мелойдогиноза болезни № ность Р, % Р, % R, % R, % % 1 56,41 15,86 2,38 0,48 99, 2 19,06 5,86 1,93 0,39 98, 3 4,12 0,91 68,73 19,26 Примечание: теплицы №1,2 с пропариванием, №3 без пропаривания.
Биологическая эффективность использования нематостатического действия водяного кресса не превышала 35%. Растения тагетиса поражались паутинным клещем и требовали дополнительных защитных мероприятий.
Установили, что биологическая эффективность биопрепаратов на основе антагонистических бактерий Serratia plymuthica, Pseudomonas putida. Bacillus subtilis (106 КОЕ/мл) составила от 17 до 56%. При применении препаратов хищного гриба Arthrobotrys oligospora (106 конидий/мл) развитие мелойдогиноза снижалось по сравнению с контролем в два раза. Установлено, что выживаемость растений во всех вариантах с добавлением биологических препаратов была выше, чем в контроле в 2 - 5 раз. Препарат на основе Trichoderma viride показал эффективность на 45%, при заметном снижении развития корневых гнилей.
При визуальном обследовании зеленных культур, очаги мелойдогиноза в теплицах достаточно точно определяются на посевах укропа и петрушки, без извлечения растений из грунта. Растения петрушки начинали желтеть, цветовые изменения имели концентрический характер от светло-зеленого внешнего через светло-оливковый до желтого в центре очага. У растений укропа начинали краснеть кончики листьев. Наблюдали развитие мелойдогиноза на салате (от до 33%), на укропе (от 4 до 35%), на петрушке (от 1,5 до 25%), на сельдерее (от 0,1 до 0,6%). Не имели поражения мелойдогинозом базилик, кресс-салат, зеленый лук, водяной кресс.
При анализе рассадной смеси, субстратных блоков и органической смеси для теплиц личинок галловых нематод не обнаружили. В образцах грунта из производственных теплиц обнаруживали личинок галловых нематод до 14 штук на 100 г даже после пропаривания грунтов.
При обследовании притепличной и межтепличной территории тепличного комбината ЗАО «Матвеевское», выявлены овощные (морковь, сельдерей, петрушка) и сорные растения (осот, звездчатка) пораженные галловой нематодой. На протяжении многих лет с межтепличной площади получали раннюю овощную продукцию. Выращивали зеленый лук, пучковую морковь, редис, петрушку, укроп, кориандр, сельдерей, раннюю капусту и картофель, которые кроме указанных выше растений, не были поражены галловой нематодой.
Методом растений-дифференциаторов и анализа анально-вульварных областей самок галловых нематод, выявили два вида мелойдогин: M.incognita расы 1 и 2, и M. javanica. На моркови обнаружена M. hapla.
При оценке биоразнообразия нематод на обследуемых территориях теплиц в почве и корнях растений доминировали личинки мелойдогин (30%).
Эктопаразитические корневые нематоды-геликотиленхи были малочисленны. В комплексе нематод преобладали экологические группы эусапробионтов (Rhabdtidae) и девисапробионтов (Cephalobus, Eucephalobus). Важный итог этих исследований – обнаружение хищных нематод (до 8%) родов Butleriellus sp. и Seinura sp., которые могут питаться личинками галловых нематод и снижать их численность.
3.2. Эпифитотиология мелойдогиноза овощных культур в условиях защищенного грунта 3.2.1. Распространенность и вредоносность мелойдогиноза овощных культур в теплицах Проведенный эпифитологический анализ данных показал, что в период 1984-1999 г.г. (по дневникам агрослужбы хозяйства) в теплицах комбината ЗАО «Матвеевское» усиливалась эпифитотия мелойдогиноза (Рис. 2).
1984 1992 1995 1999 2001 2002 Площадь теплиц, зараженных галловыми нематодами в общей структуре ТК, % Рис. 2. Динамика распространения мелойдогиноза ТК ЗАО «Матвеевское». С 1984 г. по 1999 г. данные по дневникам агрослужбы хозяйства, с 1999 г. по собственным наблюдениям.
За 15 лет мелойдогиноз (МЗ) распространился в комбинате с 4 до теплиц из 124. В сильнопораженных теплицах урожайность культуры огурца снизилась с 28,5 кг/м2 до 13-15 кг/м2.
На основе данных о развитии мелойдогиноза и урожайности огурца в теплицах разработана математическая модель прогноза урожайности огурца в зависимости от развития мелойдогиноза, которая определяется линейным уравнением:
Урожайность огурца при соответствующем развитии мелойдогиноза Линейная зависимость урожайности от развития мелойдогиноза.
Рис. 5. Зависимость урожайности огурца от уровня развития мелойдогиноза.
Коэффициент детерминации (R2=0,86) свидетельствует о том, что урожайность огурца на 86% определяется нематодным заболеванием.
3.2.2. Эпифитотический процесс при мелойдогинозе овощных растений Эпифитотический процесс при мелойдогинозе состоит из трех обязательных чередующихся звеньев (рис. 3): источника инвазии, механизма сохранения и передачи возбудителя инвазии и восприимчивого растения.
РХ – растение-хозяин, ГН – галловые нематоды Рис.3. Схема эпифитотического процесса при мелойдогинозе.
3.2.3. Источники возбудителя мелойдогиноза Источником инвазии является исходное растение, зараженное галловыми нематодами и обеспечивающее им развитие. Установлено, что источниками возбудителя мелойдогиноза из овощных растений чаще всего выступают огурец, баклажан, укроп, петрушка. Реже - томат, перец, кориандр, сельдерей, салаты. Из декоративных и цветочных наибольшую роль играют растения, размножаемые делением корневищ (каллы). Меньшую - колеус, бальзамин, хлорофитум, сенполия, кактусы, агава, алоэ, солянум.
3.2.4. Механизм сохранения и передачи возбудителя мелойдогиноза Перенос инвазии от первичного источника к восприимчивым растениям происходит при естественной (биологической) миграции или при помощи различных так называемых транспортных средств: сельхозтехники, орудий труда, людей и животных. Для мелойдогиноза (МЗ) в защищенном грунте характерны несколько путей механизма сохранения и передачи (МСП) возбудителя мелойдогиноза, такие как: вагильный или подвижный, эмиграционный, хронологический, горизонтальный контактно трансмиссивный, антропогенный и др. (Шестеперов А.А., 2002).
Для подтверждения проявления эмиграционного МСП опытным путем доказали, что исключив посадки растений в очагах МЗ, можно сократить распространенность заражений на 10-23%, а развитие болезни до 40% (табл.2).
При одновременном сокращении плотности посадки растений с удалением от очага МЗ снижается распространение заражения на 48%, а интенсивность развития мелойдогиноза на 59 % (при той же плотности) и на 80,5% в сравнении к традиционной плотности и размещению растений (контроль 2). По результатам опыта отмечено, что при сокращении густоты во всех вариантах растения имели выше продуктивность.
Таблица Влияние плотности посадок и схемы расположения растений на развитие мелойдогиноза огурца в теплице плотность, балл %Rк продуктивность,к P, % R, % раст/м поражения контролю г/раст 2,6 12,1 1,5 3,7 41,1 10, 2,6 20,9 1,6 6,7 74,4 9, 1контроль 2,6 23,7 1,9 9,3 - 9, 2,9 31,5 2,4 15,2 80,0 8, 2,9 24,5 2,4 11,8 61,9 8, 2контроль 2,9 35,3 2,5 19,9 - 8, по технологии Примечание: P-распространенность и R-развитие мелойдогиноза. В контроле равномерное размещение растений на грядке.
Версия о почвенном механизме сохранения и передачи возбудителя мелойдогиноза нами была проверена путем исследования почвенно растительных сметок из-под партий лука-репки. По результатам исследований сделали вывод о реально существующей возможности инвазирования тепличных субстратов жизнеспособными личинками галловых нематод.
Установили, что риск заноса галловых нематод выше при закупке лука короткого периода покоя из южных регионов (табл.3).
Таблица Результат обследования почвенно-растительных сметок лука-репки по реакции растений индикаторов год количество образцов (партий) лука количество галл, шт всего с обнаруженными галлами 2003 7 4 3 - 2004 4 1 Установили, что почвенный МСП способствует поддержанию и распространению очагов мелойдогиноза при наличии транспортных средств.
Наиболее существенную роль играет антропогенный МСП, при котором развитию мелойдогиноза способствует хозяйственная деятельность человека.
Отслеживали особенности технологического процесса (пропаривание и обработка грунтов, уход за растениями, удаление растительных остатков).Собрали и изучили смывы и соскобы загрязнений с обуви рабочего персонала и ручных орудий труда, загрязнения с материалов производства.
Обнаружили наличие личинок галловых нематод на обуви тепличниц, агрослесарей – сотрудников, которые в ходе работ перемещаются по теплице.
Присутствие животных (кошек и собак) на территории теплиц может способствовать распространению мелойдогиноза в защищенном грунте ( животных из 6 имели загрязнения галловыми нематодами на шерсти и лапах).
Яйца и личинки галловых нематод не обнаружили на пропарочных шлангах, на полиэтиленовых ящиках, в поливной воде, рассадном грунте, на рассадных горшочках и маркерах.
3.2.5. Восприимчивые растения Восприимчивыми растениями при распространении мелойдогиноза в защищенном грунте является практически вся группа возделываемых овощных культур (огурец, томаты, перцы, баклажаны и др.), зеленных (укроп, петрушка, салаты и др.), многие декоративные растения (каллы, бегонии) и также некоторые корневищные сорняки (осот, пырей). Обследовав 12 видов овощных растений, выращиваемых в тепличном комбинате на грунтах, имеющих заражение галловой нематодой, установили, что степень развития мелойдогиноза в очагах, на посадках огурца составила 48 %, на баклажане 3,9%, на нематодоустойчивых сортах томата 0,4 %.
Из испытанных 5 сортов и 71 линии сортообразцов огурца селекционной фирмы «Аэлита», на инвазионном фоне 7-14 инвазионных личинок на 100 г почвы, все оказались восприимчивыми. Слабовосприимчивыми были признаны: Л-31, F1, (Л50*Л1), F1(Л150*Л6), Л10. По результатам опыта для выращивания во II обороте на слабозараженной почве без применения обеззараживающих мероприятий рекомендуем огурец Парус и Алиби.
3.2.6. Выявление первичных эпифитотических очагов мелойдогиноза в теплицах При проведении мониторинга первые растения с признаками мелойдогиноза в теплицах обнаруживали по периметру теплицы, преимущественно в углах на первых грядках. В почве распределение личинок галловых нематод на территории было неравномерным: от 0 до инвазионных личинок на 100 г. почвы. Результат указывает: распределение инвазионной нагрузки по площади идет с уменьшением количества инвазии от цоколя теплицы к центральной дорожке (см. рис 1).
3.2.7. Роль зеленных, декоративных и цветочных культур в эпифитотическом процессе при мелойдогинозе в защищенном грунте Объектом наших исследований служили растения зеленных культур, выращиваемые по разным технологиям. Путем посева в грунт семян укропа, петрушки, зеленого лука, редиса, кресс-салата, базилика, пикировки рассады салата, сельдерея и выгонки лука, петрушки и сельдерея.
Распространение очагов мелойдогиноза преимущественно в центре площади связано с системой обработки почв и подготовкой гряд, размещением растений и технологией ухода за растениями в период роста. Опытным путем подтвердили, что растения, выращиваемые из зараженной галловыми нематодами рассады в открытом грунте, для дальнейшей выгонки на зелень (корневая петрушка, корневой сельдерей), являются объектом сохранения инвазии и источником инвазии для других тепличных культур.
Заражение укропа и петрушки достигает 75-100 % растений. Редис, салат Рейчел и сельдерей были поражены на 10-30 %. Интенсивность поражения мелойдогинозом корней укропа и петрушки увеличилась в два раза в весенне летний период выращивания по сравнению с ранневесенним, что можно объяснить выходом личинок из глубоких слоев и способностью развиваться генерациям паразита за период роста культурных растений.
Развитие мелойдогиноза на корнях декоративных растений колеуса, бальзамина, хлорофитума, алоэ, агавы составило 20 %, на солянуме менее 10%.
На корнях тюльпана, роз, хризантем из черенков, традесканции, филодендроне, гвоздике и фикусе галловых нематод не обнаружено.
3.3. Разработка и усовершенствование методов защиты овощных культур в очагах мелойдогиноза Метод пропаривания грунтов в теплицах при помощи нагревания паром на сегодняшний день остается наиболее применяемым. При достижении температуры 70-80оС на глубине до 50-70 см и экспозиции 1-1,5 часа является действительно снижающим численность галловых нематод до 94 %. По данным мониторинга, личинки галловых нематод после пропаривания сохраняются вблизи стен теплицы, конструкций и вдоль дорожек. Рекомендуем на подготовительном этапе при пропаривании руководствоваться картосхемой расположения очагов мелойдогиноза. Применение гибких утяжелителей для пленки (цепей) позволит прижать пленку максимально ближе к конструкциям и плотнее к почве. На завершающем этапе исключить контакт с не паренной территорией, а следовательно риск переноса инвазии галловых нематод.
Усовершенствование пропаривания позволило повысить биологический эффект метода до 99,8%.
Агрофитоценотический метод борьбы с галловыми нематодами, который использует биологические, физиологические, биохимические особенности определенных видов растений или их органов, продуктов их жизнедеятельности для снижения плотности популяции фитогельминтов в почве путем замедления развития последних или их гибели.
В борьбе с галловой нематодой предлагаем использовать подходы этого метода. В период между культурооборотами применение ловчего растения (соя) способствовало значительному снижению зараженности грунта нематодой до31%, позволило получить дополнительно до 6кг/м2 продукции и повысить урожайность огурца в среднем на 25%. Внесение перед высадкой ловчей культуры, экстракта, из плодов огурца, повысил биологическую эффективность метода с 38,4 до 52,5%. При испытании «враждебных» растений (водяной кресс, тагетис) наблюдали снижение зараженности почвы галловой нематодой на 20 – 35%.
Биологический метод защиты овощных культур от галловых нематод, включал применение препаратов, на основе хищного гриба Arthrobоrtrys oligospora в мицелиальной и конидеальной (106конидий/мл) форме, бактериального препарата на основе смеси антагонистических бактерий Serratia plymuthica, Pseudomonas putida, Bacillus subtilis (106 КОЕ/мл) и совместного их применения.
Биологический эффект в вариантах с обработкой препаратом хищного гриба составил 17-57 %, бактериальным препаратом 56%, а при совместном применении 54% что ниже, чем в контроле (без обработки). Препарат на основе Trichoderma viride показал эффективность на 45%, при заметном снижении развития корневых гнилей.
Агротехнологический метод защиты овощных культур. Проведенная эпифитотиологическая оценка применяемых технологий выращивания овощных культур показала, что максимальная распространенность мелойдогиноза (48,1%) характерна для грунтовых теплиц со шланговым поливом и при гидропонном выращивании, в меньшей степени распространенность мелойдогиноза наблюдали в стеллажных теплицах и при выращивании на цеолите (0,5%). В теплицах малообъемного выращивания очаги мелойдогиноза не обнаружены. При модернизации системы полива заметно сократилась распространенность мелойдогиноза по территории с 70 до 28%, соответственно, уровень развития мелойдогиноза не превышал 13%.
Методы повышения выносливости растений включали следующие препараты: регуляторы роста (Агат-25К, Нарцисс, иммуноцитофит, Эпин Экстра), органо-минеральные удобрения (Байкал ЭМ-1, зоогумус), мелиоранты (Перкальцит). Применение некоторых из них (Нарцисс, Байкал ЭМ-1, Перкальцит, зоогумус) продлили вегетацию и плодоношение растений огурца в очагах мелойдогиноза до 34 дней, а томата – до 60.
Химический метод в борьбе с галловыми нематодами входил в систему комплексной защиты культур и включал применение препарата Фитоверм, П.
Эпифитотиологические основы защиты овощных культур 3.4.
от мелойдогиноза в защищенном грунте На основе эпифитотиологического подхода разработки интегрированной системы защиты от мелойдогиноза в защищенном грунте необходимо правильно определить стратегию и тактику борьбы, где стратегия насколько возможно и целесообразно сочетает все методы и средства, чтобы не допустить проникновения и размножения галловых нематод или удержать плотность популяции ниже уровня, причиняющего экономические потери, а тактически иметь возможность применить прогрессивные и эффективные методы в их различных сочетаниях, направленные на определенное звено эпифитотического процесса (рис.4).
Основной задачей карантина и профилактики мелойдогиноза в условиях защищенного грунта является прерывание цепи последовательных этапов эпифитотического процесса на любом звене в общем комплексе защитных мероприятий.
Задачей внешнего карантина на тепличных предприятиях является исключение проникновения возбудителей мелойдогиноза на территорию хозяйства. Внутренний карантин направлен на локализацию мелойдогиноза в границах очага и недопущение его проникновения на другие площади.
Карантинно-профилактические мероприятия являются одними из экономически оправданных методов, а, следовательно — самыми выгодными.
Методика эпифитологического мониторинга, разработанная нами, с помощью картирования зараженности теплицы галловыми нематодами, позволяет, установить пространственную структуру очагов мелойдогиноза и дифференцировать мероприятия по их искоренению.
Интегрированные системы защиты овощных и зеленных культур в рассадных и производственных грунтовых теплицах.
Эпифитотиологический анализ проблемы мелойдогиноза позволил разработать стратегию и тактику защиты растений от мелойдогиноза с использованием методов управления и воздействия на все звенья эпифитотического процесса и недопущения новых очагов в конкретных условиях хозяйства.
В 2006 году, при обследовании в ОАО «Совхоз Весна», распространенность мелойдогиноза составила 25% площади грунтовых теплиц.
После усовершенствования работ по проведению пропаривания грунтов (БЭ 99,8%) распространенность мелойдогиноза снизилась до 10-15%.
Применение рекомендуемых систем контроля за фитогельминтологическим качеством посадочного и субстратного материала, применение схемы посадок восприимчивых культур с учетом картирования очагов мелойдогиноза, использование иммуномодуляторов и биоагентов в системе защиты растений от мелойдогиноза позволило улучшить фитогельминтологическую ситуацию и экологические условия в теплицах, поднять качество овощеводческой продукции на 20% и увеличить урожайность растений до123%. Экономическая эффективность комплекса мероприятий составила 36%.
Рис. 4. Схема эпифитотического процесса при мелойдогинозе овощных культур в грунтовых теплицах.
Примечание: ГН- галловые нематоды, ИИ- источник инвазии, МСП- механизм сохранения и передачи (галловых нематод), ВР - восприимчивое растение, РХ – растение-хозяин ВЫВОДЫ 1. Разработаны научные основы мониторинга мелойдогиноза в теплицах, основанного на традиционных методах их выявления, учета с применением картирования и метода растений-индикаторов.
2. В результате проведения мониторинга установлено, что в корнях и почве большинства теплиц доминируют личинки мелойдогин. В растениях овощных и декоративных культур зарегистрированны два вида галловых нематод южная галловая нематода Meloidogyne incognita (Kofoid et White, 1919;
B.G. Chitwood, 1949) и яванская галловая нематода Meloidogyne javanica (M. Treub 1887). Первый вид представлен двумя расами (1 и 2) и встречался почти во всех зараженных теплицах. Второй вид отмечался реже и чаще совместно с южной галловой нематодой. Северная галловая нематода Meloidogyne hapla (B.G. Chitwood, 1949) обнаружена на моркови с притепличной территории.
3. Особенностью эпифитотического процесса при мелойдогинозе овощных и декоративных растений в условиях теплиц является его непрерывность, которая обусловливается чередованием пребывания галловых нематод в растении-хозяине (как источнике инвазии), выходом их личинок во внешнюю среду и заражением восприимчивых растений.
4. Источниками возбудителя мелойдогиноза являются инвазированные растения овощных (огурец, томат, перец, баклажан, укроп, петрушка, кориандр, сельдерей, салаты), декоративных и цветочных культур (каллы, колеус, бальзамин, хлорофитум, сенполия, кактусы, агава, алоэ, солянум).
5. Установлено, что в эпифитотическом процессе при мелойдогинозе растений в защищенном грунте выявлены эмиграционный, миграционный, почвенный, водный, почвенный контактно-трансмиссивный механизмы сохранения и передачи возбудителей мелойдогиноза. В последнем механизме сохранения и передачи участвуют животные – кошки и собаки.
Наиболее существенную роль играет антропогенный механизм сохранения и передачи. При перемещении людей (на обуви сотрудников), техники, инвентаря происходит заражение внутри и между теплицами.
6. В теплицах факторами передачи возбудителя мелойдогиноза являются загрязненные яйцами и личинками галловых нематод субстраты, растительные остатки, инвентарь и техника, поливочные шланги. Выявлено, что луковицы лука для выгонки на зеленое перо, завезенные из южных регионов СНГ и России, загрязнены почвой, в которой сохранились жизнеспособные яйца и личинки галловых нематод.
7. Большинство выращиваемых в защищенном грунте овощных, зеленных, декоративных культур является восприимчивыми для мелойдогин, что объясняет широкую распространенность эпифитотии мелойдогиноза в теплицах. Декоративные и цветочные культуры: тюльпаны, розы, хризантемы из черенков, традесканция, филодендрон, гвоздика, фикус, на которых галловых нематод не обнаружили, эпифитотический процесс при мелойдогинозе не поддерживают.
8. Подтвержден нематицидный эффект препаратов хищного гриба в конидеальной и мицелиальной форме с биологической эффективностью против галловых нематод на уровне 50 %. Установлено, что предпосевная обработка зараженной галловыми нематодами почвы препаратом бактерий антагонистов (Serratia plymuthica, Pseudomonas putida, Bacillus subtilis) увеличивала выживаемость растений, стимулировала рост корневой системы и снижала развитие растений мелойдогинозом.
9. Выращивание ловчих (соя) и «враждебных» (водяной кресс, тагетис) растений, а также использование их экстрактов снизило зараженность почвы галловыми нематодами на 20-35%.
10. Проведенная эпифитотиологическая оценка применяемых технологий культивирования овощных растений показала, что максимальная распространенность мелойдогиноза характерна для грунтовых теплиц со шланговым поливом и при гидропонном выращивании. В меньшей степени распространение мелойдогиноза отмечено в стеллажных теплицах и при выращивании растений на цеолите. В теплицах малообъемного выращивания овощных культур развития мелойдогиноза не выявили.
11. Применение регуляторов роста, микроудобрений, мелиорантов, бактериальных и грибных препаратов с целью повышения выносливости растений овощных культур в очагах галловых нематод позволило удлинить вегетационный период растений огурца до 34 дней, томатов до 60 дней.
12. Теоретические основы учения об эпифитотическом процессе при мелойдогинозе овощных, зеленных и декоративных культур позволили разработать методические указания по карантинно-профилактическим мероприятиям в борьбе с мелойдогинозом, разработаны интегрированные системы защиты овощных, зеленных культур от мелойдогиноза в рассадных и грунтовых производственных теплицах.
ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ Полученные результаты оценки экологически безопасных методов борьбы с галловыми нематодами при мелойдогинозе овощных, зеленных, декоративных растений, использованы при разработке практических рекомендаций:
«Методические указания по мониторингу мелойдогиноза 1.
овощных культур в защищенном грунте».
«Методические указания по карантинно-профилактическим 2.
мероприятиям в борьбе с мелойдогинозом для культур, выращиваемых в защищенном грунте».
Методические указания: «Эпифитотиологические основы 3.
защиты зеленных овощных культур от мелойдогиноза в грунтовых теплицах».
Методические рекомендации: «Эпифитотиологические основы 4.
защиты овощных растений от мелойдогиноза в рассадных и производственных грунтовых теплицах». Разработанные методические рекомендации можно использовать в практике тепличных агрокомбинатов, тепличных хозяйств и агрофирм, а также в учебном процессе агрономических факультетов.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Лычагина С.В., Константинова А.Ф., Шестеперов А.А.
Фитосанитарное состояние посадок овощных культур и методы борьбы с мелойдогинозом и корневыми гнилями// Научные труды РГАЗУ (агрономия) – М., 2002. – С. 34-36.
2. Лычагина С.В. Фитосанитарное состояние посадок овощных культур и методы борьбы с мелойдогинозом и корневыми гнилями // Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями. Материалы Всероссийской научной конференции. – М., 2003. – С. 237-238.
3. Лычагина С.В., Мигунова В.Д. Изучение эффективности применения биопрепарата на основе хищного гриба Arthrobotrys oligospora против галловой нематоды на растениях огурца // Вестник РГАЗУ.
Агрономия. – М., 2004. – С.103-105.
4. Лычагина С.В., Шестеперов А.А. В плену вредных мифов.// журнал «Приусадебное хозяйство». Вып. 1. – М., 2005– С. 24-25.
5. Лычагина С.В. Агротехнические приемы пространственной изоляции в борьбе с Meloidogyne incognita// Тезисы шестого международного совещания. – М., 2005. – С. 41-42.
6. Лычагина С.В. Сортовая особенность растений огурца при мелойдогинозе. // Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями.
Материалы Всероссийской научной конференции. – М., 2005. – С. 218-219.
7. Шестеперов А.А., Лычагина С.В. Методические указания по мониторингу мелойдогиноза овощных культур в защищенном грунте// Труды Всероссийского института гельминтологии им. К.И.Скрябина. Т.45. – М., 2007. – С. 291-299.
8.Лычагина С.В., Настенко Н.В. Оценка испытаний селекционных сортообразцов огурца на пораженность мелойдогинозом и корневыми гнилями в производственных условиях// Теория и практика борьбы с паразитарными болезнями. Материалы Всероссийской научной конференции. – М., 2007. – С. 184-187.
9.Лычагина С.В., Шестеперов А.А. Эпифитотиологические основы защиты овощных и декоративных культур от мелойдогиноза в защищенном грунте. // Нематоды естественных и трансформированных экосистем. Ред.
Нетко Е.Н. – Петрозаводск: ПИН., 2007. – С. 61-62.
10. Лычагина С.В., Шестеперов А.А., Закабунина Е.Н., Федотова Е.Л.
Эпифитотиологические основы защиты овощных культур от мелойдогиноза в производственных грунтовых теплицах. // Ресурсосберегающее земледелие на рубеже XXI века. Сборник материалов III международной научно-практической конференции. – М., 2009. – С. 144-146.
11. Лычагина С.В.,., Шестеперов А.А. Мониторинг мелойдогиноза овощных культур в закрытом грунте. // Защита и карантин растений.
Вып. 4 – М., 2008. – С. 57-59.
Закабунина Е.Н., Колесова Е.А., Лычагина С.В.
12.
Фитогельминтологическое состояние корнеобитаемого слоя почвы на урбанизированной территории // Вестник РГАЗУ, Вып. 5 (10). – М., 2008. –– С. 50-54.
13. Колесова Е.А Лычагина С.В., Федотова Е.А. Результаты оценки фитосанитарного состояния деревьев, кустарников и многолетних трав на урбанизированной территории. // Вестник РГАЗУ. Вып. 5 (10). – М., – 2008.
–– С. 67-70.
14. ЛычагинаС.В., Шестеперов А.А. Эпифитотиологические основы защиты растений от мелойдогиноза в рассадных и производственных теплицах (методические рекомендации) // Российский паразитологический журнал. Вып. 3 – М., 2010. –С. 112-114.
15. Смолина Е.А., Лычагина С.В., Федотова Е.А., Колесова Е.А.
Влияние растений-антагонистов на галловых нематод. // Научные труды РГАЗУ (агрономия) – М., 2011. – С. 169-172.