Вплив абіотичних чинників на розвиток хвороб пшениці озимої

Відомо, що патогенні мікроорганізми супроводжують пшеницю озиму з моменту висіву й до збирання врожаю та навіть у період його зберігання. Збудники хвороб не тільки зменшують кількість зібраного врожаю, а й погіршують якість зерна та насіннєвого матеріалу. Серед основних грибних хвороб, які уражують пшеницю озиму в зоні діяльності Миронівського інституту пшениці імені В.М. Ремесла (МІП), — це захворювання листя (борошниста роса, бура іржа, септоріоз), колосу (фузаріоз, тверда сажка) та кореневі гнилі різного походження. Також рослини пшениці озимої в період перезимівлі за сприятливих погодних умов уражуються сніговою пліснявою.

Борошниста роса проявляється переважно на молодих, активно вегетуючих рослинах. Наслідки ураження — зменшення асиміляційної поверхні листя, що уповільнює розвиток рослин, призводить до зменшення кількості й маси зерен у колосі та неповного наливу зерна. Недобір урожаю становить 10–15%, а в роки епіфітотій сягає до 30%.

Бура іржа найбільшої шкоди завдає у фазі молочної стиглості зерна в прохолодну вологу погоду. Проявляється на листі, стеблах, листкових піхвах, за сильного розвитку — й на колосі у вигляді світлого павутинистого нальоту та подушечок борошнистого нальоту. Шкодочинність її полягає в зменшенні асиміляційної листкової поверхні та посиленні транспірації рослин, що спричинює порушення водного балансу й передчасне відмирання листя та утворення плюсклого зерна. Втрати врожаю за ураження листкової поверхні до 40% становлять 3–4 ц/га, а понад 40% — більше 10 ц/га.

Септоріоз листя проявляється у вигляді знебарвлених, хлоротичних, сіро-зелених чи ледь жовтуватих плям, центр яких поступово стає блідо-бурим із чорними крапками (пікнідами). Найвищого рівня інтенсивності ураження хвороба набуває за умов тривалої вологої та вітряної погоди, значних опадів, особливо в період цвітіння-колосіння. Втрати врожаю залежать від ступеня розвитку хвороби. За ураження листя на рівні 30% урожай знижується в середньому на 10%, а за понад 50% — на 30 і навіть 40%. Шкодочинність септоріозу проявляється в зменшенні асиміляційної поверхні листя, недорозвиненості колоса, плюсклості зерна, а відтак у зниженні врожаю та показників якості зерна й насіння.

Фузаріоз колоса призводить до недобору врожаю та значного зниження якості борошна й хліба з нього. Уражене деякими видами фузаріїв зерно внаслідок своєї токсичності стає непридатним для вживання в їжу та годівлі тварин. Проявляється у вигляді знебарвлення, побіління колоскових лусочок на окремих колосках, частинах колоса чи всьому колосі. У вологу погоду на уражених тканинах з’являється наліт грибниці білого, рожевого, оранжевого та інших кольорів, залежно від виду збудника.

Тверда сажка — одне з найпоширеніших і дуже шкодочинних захворювань зернових культур. Уражене колосся пшениці має зелено-синє забарвлення, колоскові лусочки розсунуті, ості розчепірені, замість зерна — в колосі формуються сажкові мішечки. Зерно пшениці перетворюється на чорну спорову масу. Урожай з уражених рослин сильно знижується, навіть можлива повна його втрата.

Кореневі гнилі (звичайна, офіобольозна, церкоспорельозна, фузаріозна) — також небезпечні хвороби зернових. Їхня шкодочинність полягає в масовому прояві пустоколосості, ламкості стебла. Сильно уражені рослини передчасно відмирають, колосся покривається нальотом сапрофітних грибів, що погіршує якість зерна та насіння.

Снігова пліснява — хвороба, збудниками якої є недосконалі гриби з роду фузаріум. Вона уражує озимі культури за несприятливих умов перезимівлі, зокрема якщо спостерігається виснаження, вимерзання чи випрівання рослин у посіві. За сильного ураження відбувається відмирання вузла кущіння, листкових піхов, коренів і зрештою — загибель усієї рослини. Навесні після танення снігу розвиток хвороби посилюється.

Відомо, що на розвиток хвороб пшениці озимої впливають як біотичні, так і абіотичні чинники

Низкою досліджень підтверджено, що погодні умови вегетаційного року є одним із важливих чинників для розвитку грибних хвороб зернових культур протягом вегетації. Так, оптимальними умовами для зараження й послідовного розвитку та наростання шкодочинності борошнистої роси є температура 17–20°С, відносна вологість повітря 80% і вище. Конідії збудника можуть проростати вже за температури повітря 1°С. Інкубаційний період захворювання триває 3–11 діб залежно від температури. Чинниками, що обмежують розвиток збудника борошнистої роси, є спекотна, суха погода з денною температурою понад 28–30°С. Стримують розвиток хвороби й рясні дощі зливового характеру, які змивають міцелій гриба.

Посиленню розвитку борошнистої роси сприяють чергування сухої і вологої погоди: за підвищеної вологості настає швидке розростання міцелію та проростання конідій, а в умовах посухи й спекотної погоди відбувається інтенсивне утворення й поширення конідій у посівах. Епіфітотії хвороби спостерігаються в роки з відносно помірною вологістю й прохолодною весняною погодою та початком літа.

Зараження пшениці збудником бурої іржі відбувається лише за наявності краплинної вологи та певної температури. Проростають уредоспори в діапазоні 15–25°С. За оптимальної температури й наявності вологи на листку зараження відбувається через 4–5 годин, а за нижчої температури швидкість зараження уповільнюється до 7 годин, а за температури 30°С — інфікування рослин узагалі не відбувається.

Збудник септоріозу листя розвивається в широкому температурному діапазоні — 4–35°С, але оптимальною є температура 14–25°С. Інтенсивному розвитку захворювання сприяють часті дощі, коли відносна вологість повітря перевищує 80%. За оптимальної вологості й температури 23°С на листках швидше утворюються плями зі сформованими пікнідами, які заповнені пікноспорами.

Розвитку фузаріозу колоса й зерна сприяє поєднання високої відносної вологості повітря (понад 71%) і температури (понад 15°С) у період від цвітіння до збирання врожаю. Оптимум температури для розвитку фузаріозних грибів лежить у межах 18–28°С, а вологість повітря — 70–80%. Різке збільшення ступеня ураженості зерна фузаріозом пов’язане з підвищеною кількістю опадів у період цвітіння.

Важливе значення для проростання хламідоспор та зараження пшениці збудником твердої сажки мають температура та вологість. Максимальна кількість хламідоспор проростає в ґрунті за його відносної вологості 60–70% і температури 5–10°С. За температури понад 20°С інфікування зерна не відбувається. Тому сильніше уражуються твердою сажкою пізні посіви озимої та ранні — ярої пшениці.

Звичайна коренева гниль може розвиватись у межах температур від 6 до 36°С, оптимально — за 19–26°С. Міцелій і конідії витримують мінусові температури до 39°С. Інтенсивно пророслі міцелій і конідії дають рясне спороношення за температури 22–28°С. Зі зниженням температури спороношення в гриба зменшується, а за температури 8,5–11°С майже призупиняється. В ґрунті можливе зараження грибом рослин за мінімальної вологості ґрунту в межах 20–40%, а за її подальшого зниження можливе тривале консервування конідій і міцелію гриба зі збереженням життєздатності впродовж дев’яти місяців.

Офіобольозна коренева гниль характеризується тим, що інтенсивний розвиток гриба відбувається за підвищеної вологості ґрунту — 50–80% і температури 18–26°С, а температура понад 30°С пригнічує його ріст.

Церкоспорельозна коренева гниль — її патоген добре пристосований до низьких температур ґрунту і повітря, тому зберігає свою життєздатність за 10°С і нижче. Оптимальна температура повітря для розвитку гриба в рослині та утворення спор — 5–9°С. Сильному ураженню рослин пшениці озимої сприяють м’які зими з тривалими відлигами в період, коли озимі не припиняють або часто відновлюють вегетацію.

Фузаріозна коренева гниль — розвиток грибів залежить від температури, вологості, світла та інших умов середовища. Оптимальною для їхнього розвитку є температура 18–28°С, хоча деякі з них можуть розвиватись і за 0–35°С та високої вологості (понад 60%). Фузарії добре витримують посушливі умови, але оптимальною для зараження фузаріозними гнилями є вологість 40–80%. Але грибні збудники цієї хвороби можуть уражувати рослини й за ґрунтової та повітряної посухи.

Снігова пліснява розвивається за низьких температур — 5°С. Оптимальна температура для розвитку збудника — 2–6°С, а життєздатність міцелію і конідій зберігається й за температури нижче навіть -33°С. Ще одним чинником, що впливає на ріст і шкодочинність гриба, є вологість повітря. Розвиток міцелію починається за відносної вологості 75% і в міру її зростання посилюється, досягаючи максимуму за 90%. Тому розвиток гриба відбувається до повного танення снігу, коли спостерігається висока вологість повітря. На пшениці озимій збудник розвивається інтенсивніше, якщо на полі тривалий період утримується надмірний сніговий покрив.

З огляду на важливість вирішення проблеми ураження рослин збудниками хвороб, перед науковцями нашої установи постало завдання проаналізувати вплив погодних умов на розвиток хвороб на пшениці озимій у зоні діяльності Миронівського інституту пшениці.

Останні десятиліття характеризуються несприятливими для розвитку сільськогосподарських культур кліматичними змінами, зумовленими глобальним потеплінням. Збільшилися частота й тривалість посушливих періодів, спостерігаються заморозки під час вегетації культур і різкі перепади температури повітря як у зимовий, так і літній періоди. Такі різкі зміни впливають також на розвиток і поширення хвороб на рослинах, що залежить, зокрема, від вологості та температури повітря й ґрунту.

Ураження рослин хворобами перебуває в прямій залежності від суми опадів і ГТК у вегетаційний період культури. В зв’язку з цим метою наших досліджень було вивчити вплив абіотичних чинників (температури та опадів) на розвиток хвороб пшениці озимої. Для визначення дії абіотичних чинників, зокрема кількості опадів і температури, на розвиток хвороб застосовували гідротермічний коефіцієнт — ГТК. Роботу проводили в умовах штучної інокуляції збудниками основних хвороб (борошниста роса, бура іржа, септоріоз, фузаріоз колоса, тверда сажка, кореневі гнилі) у польових інфекційних розсадниках. Показники гідротермічного коефіцієнта 2016–2020 рр. представлено на рис. 1.

В осінні періоди 2015–20 рр. погодні умови були несприятливі для розвитку хвороб на пшениці озимій. Бездощів’я та високий температурний режим у цей період призвели до затримання появи сходів, а це, у свою чергу, сприяло тому, що на них не було збудників хвороб. В окремі роки на посівах пшениці озимої у цей період відзначали лише поодинокі пустули борошнистої роси.

У 2016 р. за період відновлення весняної вегетації — повної стиглості пшениці озимої ГТК становив 1,5 (оптимальне зволоження), що сприяло розвитку та наростанню збудників хвороб.

Погодні умови 2017 р. (період відновлення весняної вегетації — повна стиглість пшениці озимої, ГТК — 0,8) не сприяли наростанню та розвитку основних збудників хвороб. Також не було ураження рослин пшениці озимої септоріозом листя й бурою іржею. Решта збудників хвороб мали середній розвиток, окрім твердої сажки (її розвиток був у межах 50%).

Погодні умови 2018 р. були не дуже сприятливі для розвитку хвороб листя (ГТК — 0,8), але опади, що випали в третій декаді червня, відновили наростання прояву бурої іржі та септоріозу листя на пшениці озимій.

Погодні умови 2019-го вегетаційного року сприяли високому рівню розвитку збудника твердої сажки та кореневих гнилей, помірному — борошнистої роси, септоріозу листя, бурої іржі та були недостатньо вологими для розвитку фузаріозу колоса (ГТК — 0,8).

Погодні умови 2020 р. в період відновлення весняної вегетації — повної стиглості пшениці озимої сприяли частковому розвитку хвороб на пшениці озимій (ГТК — 1,0). Прохолодна та суха погода першої декади червня призупинила розвиток борошнистої роси, ураження якою було в межах 0–15%. Ураження септоріозом листя в цей період було до 45–50%. Середній розвиток збудників хвороб показано на рис. 2.

У середньому за роки досліджень (2016–20 рр.) розвиток збудника твердої сажки становив 49,3%, фузаріозу колоса — 5,7%, кореневих гнилей — 26,3%, борошнистої роси — 18%, бурої іржі — 14,7%, септоріозу листя — 30,2%.

Найвищий розвиток збудника твердої сажки зафіксували 2019 р. (55,1%), фузаріозу колоса — 2019 р.(7,4%), кореневих гнилей — 2018 р.(37,1%), борошнистої роси — 2018 р. (33,8%), бурої іржі — 2018 р.(29,7%), септоріозу листя — 2016 р. (47,9%).

За період п’ятирічних досліджень на штучних інфекційних фонах за стійкістю проти основних збудників хвороб пшениці озимої виділено низку сортів Миронівської селекції. Це МІП Валенсія, МІП Княжна, Грація миронівська, Вежа миронівська, МІП Дніпрянка, Трудівниця миронівська, МІП Вишиванка, Естафета миронівська, МІП Ассоль та деякі інші. Їх і рекомендуємо як хворобостійкі для висіву в господарствах різних форм власності.

О. Демидов, д-р с.-г. наук, член-кореспондент НААН

Т. Муха, наук. співробітник

О. Гуменюк, канд. с.-г. наук, зав. лабораторії озимої пшениці,

Миронівський інститут пшениці імені В.М. Ремесла НААН

Журнал «Пропозиція», №1, 2021 р.