В последние годы вопросы защиты сельскохозяйственных растений в системе возделывания культур выдвигаются на передний план и являются особенно актуальными, так как уровень развития патогенной микрофлоры в почве и на семенном материале достиг критического значения. В семенном фонде большинства хозяйств, практически отсутствует здоровый материал, почти каждая партия семян в той или иной мере заражена различными патогенными микроорганизмами. Данная ситуация усугубляется из года в год, так как не соблюдаются основные элементы технологии возделывания культур [1].
Ежегодно только от болезней растений Россия теряет от 8,5 до 25 млн. т зерна, среднегодовое значение потерь за последние годы составляет 18,3 млн. т [2]. Известно, что через семена передается более половины всех болезней растений. Именно семена являются источником опасных и вредоносных заболеваний, наносящих существенный вред товарному производству. Поэтому во многих странах предпосевная обработка семян средствами защиты растений является не только необходимым, но и законодательно обязательным приемом защиты основных сельскохозяйственных культур от вредных организмов.
Сегодня практически нет незараженных семян и, в зависимости от погодных условий, в период вегетации семена могут быть заражены до 70%. Так, на ячмене преобладают Bipolarissorokiniana (Sacc.) Shoemaker, виды родов Altemaria, Fusarium. Во влажные годы в общем комплексе грибов на семенах ячменя встречаемость Bipolarissorokiniana может достигать 47,6%, видов р. А1-ternaria– 31,7%, p. Fusarium– 17,5%; на озимой пшенице – видов p. Alternaria – 51,7%, p. Fusarium– до 15%. Пораженность семян различных сортов яровой пшеницы находится в пределах 47,5 – 62,3%, из них p. Fusarium– 23 – 37,5%, р. Altemaria– 10 – 34,4% [3].
В повышении урожайности зерновых культур важное место принадлежит защите их от болезней, которые приводят не только к значительному снижению сбора зерна, но и к ухудшению его качества, а иногда и к гибели посевов [4].
Пшеница, ячмень, рожь и овес являются основными продовольственными и фуражными культурами нашей страны. Наиболее важной из них является пшеница, это основная продовольственная культура России. Посевы пшеницы занимают более 25 млн. га, ее ежегодные валовые сборы – 40 – 50 млн. т, в том числе товарного зерна – около 20 млн. т [5]. Выращивание этой культуры, в основном, сосредоточено в степной и лесостепной зонах страны с умеренным климатом.
Сдерживающим фактором повышения урожайности пшеницы являются паразитарные заболевания, среди которых особо вредоносны головневые, ржавчинные грибы, корневые гнили и мучнистая роса. В ряде районов с повышенной влажностью отмечается сильное развитие септориоза, фузариоза колоса и оливковой плесени. Нередко большой вред наносят бактериальные, вирусные и микоплазменные болезни. В отдельные годы пшеница страдает от непаразитарных заболеваний, являющихся следствием недостаточной засухоустойчивости и зимостойкости, а также от выпревания и вымокания. Причинами заболевания пшеницы могут также быть избыточная и недостаточная обеспеченность растений элементами питания, низкий уровень агротехники [4].
В нашей стране, в основном, распространены яровые сорта ячменя, поскольку они успевают созревать за короткое лето, хотя урожай ярового ячменя ниже, чем озимого, и составляет в разные годы от 1,2 до 1,8 т/га против 2, – 8 4,5 т/га – у озимого. В России озимый ячмень возделывают только на юге – в предгорьях Кавказа [5]. В 90-х годах прошлого столетия наиболее актуальное значение среди болезней ярового ячменя приобрели гельминтоспориозы, включающие в себя целый комплекс болезней, в частности, темно-бурую и сетчатую пятнистости, корневую гниль, «черный зародыш» зерна, а также ринхоспориоз, фузариоз. Прямые потери зерна ячменя, вызываемые этим патогенным комплексом, оцениваются в 20 – 50% и более [6].
Важным звеном в борьбе с болезнями сельскохозяйственных культур является внедрение в производство иммунных сортов. Однако эта работа в хозяйствах ведется крайне неудовлетворительно и новые сорта часто остаются неиспользованными.
Также неудовлетворительно ведутся работы по подготовке семенного материала. Зачастую посев проводится некондиционными семенами с низкими посевными качествами. Такие семена, попав в почву, очень долго не прорастают и являются источником питания для многих групп патогенов. Сформированный урожай имеет высокий процент обсеменения не только наружной, но и внутренней инфекции. Из-за финансовых затруднений до минимума снижены затраты на обработку семян химическими и биологическими препаратами [1].
Согласно утвержденному в России государственному стандарту, оригинальные и элитные семена не должны содержать головневую инфекцию. Однако из-за отсутствия должного контроля в виде фитоэкспертизы семян нередки случаи, когда даже элитные посевы все же содержат опасную инфекцию. Служба защиты растений осуществляет фитоэкспертизу семян с целью выявления реальной картины поражения семян и необходимости их протравливания. Однако уровень инфицированности семян грибами Bipolarissorokiniana и Fusariumspp. и особенности их развития таковы, что не позволяют вводить какие-то пороги или ограничения при решении вопроса о целесообразности протравливания – все семена должны подвергаться обеззараживанию [7].
В контексте сказанного, мы, в условиях Челябинской области попытались выявить отдельные аспекты влияния черноты зародышей на хозяйственно – ценные признаки зерновых культур, а также эффективность применения некоторых препаратов.
Корневые гнили зерновых культур в настоящее время получили повсеместно широкое распространение. Поражаются как озимые, так и яровые культуры в течение всего вегетационного периода [8]. Видовой состав возбудителей корневых гнилей, как правило, приурочен к определенным эколого-географическим районам и чаще носит смешанный характер. Так, фузариозно-гельминтоспориозная корневая гниль с преобладанием видов p. Fusarium встречается в районах возделывания озимой пшеницы (Центрально – Черноземный район, Краснодарский и Ставропольский края, Ростовская область), а гельмин-тоспориозно-фузариозная с преобладанием гриба Bipolarissorokiniana– на яровых культурах (пшеница, ячмень) – в Нечерноземной зоне (Северо-Западный, Центральный, Волго-Вятский районы) и в зоне преимущественного выращивания яровой пшеницы от Поволжья до Приморского края [3]. Усиление болезни наблюдается в условиях орошаемого земледелия.
Корневые гнили – это группа болезней пшеницы, ржи и ячменя со сходными признаками [9]. К ним относятся поражения всех подземных частей растений и гниль корневой шейки (узла кущения) до первого междоузлия стебля. Возникают они при неблагоприятных условиях для роста и развития растений.
Корневая гниль яровой пшеницы вызывается главным образом различными видами грибов из рода Fusarium и грибом Helminthosporiumsativum. На пораженных корнях и корневой шейке встречаются также другие, преимущественно сапрофитные грибы (альтернария, пенициллиум, триходерма, мукоровые и др.), которые следует рассматривать как вторичных спутников болезненного процесса гнили корней. По основным возбудителям эти заболевания называют фузариозно-гельминтоспориозной корневой гнилью [10]. Для этого вида заболеваний характерно неравномерное распространение болезни по отдельным полям, причем сильно зараженные посевы могут граничить с относительно здоровыми. Основной источник инфекции – почва. Однако в годы с обильнымиосадками или в районах с влажным климатом возможна массовая передача инфекции через семена (гельминтоспориоз и фузариоз). Эпифитотиям корневых гнилей обычно предшествует длительный предэпифитотийный период, в течение которого происходит накопление инфекции в почве. Предпосылкой обычно служит перенасыщение севооборотов зерновыми культурами, восприимчивыми к заболеванию, а также погодные условия, способствующие сохранению почвенной инфекции. В таких условиях эпифитотии могут принимать хронический характер и повторяться ежегодно без существенных колебаний в распространении [9].
Болезнь внешне проявляется в виде побурения корней, подземного междоузлия, узла кущения, основания стебля. Корневые гнили могут вызывать гибель всходов, отставание растений в росте, щуплость колоса или полное отмирание продуктивных стеблей. Как правило, поражение и гибель проростков вызывает семенная инфекция, а отмирание продуктивных стеблей – почвенная [3].
Исследованиями К.Г. Кривовой и А.Н. Нестерова установлено, что основным возбудителем корневой гнили яровой пшеницы и ячменя в Северном Казахстане является гриб HelminthosporiumsativumP.K. et. B. [11, 8].
Позднее было установлено, что на пшенице, ржи и ячмене развивается три вида возбудителей гельминтоспориозов – BipolarissorokinianaShoemaker, DrechsleragramineaJto, DrechslerateresJto (приложение А). Первый вид вызывает корневые гнили, щуплость и почернение зародыша (черный зародыш) всех перечисленных культур. Последующие два вида поражают ячмень, вызывая полосатую и сетчатую пятнистости. Все виды развиваются на семенах и резко снижают их посевные качества [12].
На ячмене это заболевание проявляется в течение всей вегетации. Патогены могут поражать проростки, которые буреют, деформируются и часто гибнут еще под землей. Сильно пораженное зерно теряет всхожесть. У больных растений наблюдается побурение колеоптиля, корневой шейки, первого влагалищного листа. Молодые растения с незначительными поражениями при благоприятных условиях справляются с инфекцией и впоследствии нормально развиваются, а при неблагоприятных условиях и сильном поражении растения могут погибнуть. В фазе трубки возбудители поражают подземное, первое надземное междоузлие и первый узел. В этой фазе вегетации болезнь наиболее опасна в связи с тем, что происходит нарушение взаимосвязи подземной (корни) и надземной части растений. При этом замедляются рост и развитие растений, что приводит к снижению веса зерна в колосе, отмиранию стеблей и белоколосости. По К.Г. Кривовой потери урожая от корневых гнилей в Северном Казахстане, в среднем, составляют 14–15%, что превышает потери от всех болезней, вместе взятых. Порог вредоносности корневой гнили на хлебных злаках составляет 5% в начале вегетации и 30% развития гельминтоспориозной гнили ячменя во время цветения [11, 13].