Россия
Россия
Цель исследования – изучить таксономический состав и распространенность семенной инфекции ярового рапса в Красноярском крае. Объектом исследования были семена шести сортов (Лакриц, Сибирский, Надежный 92, Сириус, Кампино, Герос) урожая 2022 г., полученные в производственных посевах в Сухобузимском, Ужурском и Балахтинском районах Красноярского края. Средняя по образцам распространенность инфекции семян составила 29,3 %. Минимальная распространенность семенной инфекции отмечена у сорта Надежный 92 (10,6 %), максимальная – у сортов Сириус и Герос (соответственно 46,3 и 44,4 %). В структуре патокомплекса на первом месте находятся представители р. Alternaria (48,4 % от общего числа выделенных изолятов), на втором месте – представители р. Fusarium (33,4 % от общего числа выделенных изолятов), на третьем – возбудители плесневения семян (18,2 % от общего числа выделенных изолятов), представленные р.р. Penicillium, Cladosporium, Aspergillus и Rhizopus. Бактериальная инфекция была выделена в единичном случае. Распространенность семенной инфекции и структура патокомплекса статистически значимо зависели как от сортовой принадлежности, так и от географического происхождения семян. Наименьшая распространенность инфекции (16,2 %) наблюдалась у семян, произведенных в Сухобузимском районе, наибольшая – у семян, произведенных в Балахтинском районе (38,0 %). Для всех сортов, кроме сорта Сибирский, отмечена статистически значимая отрицательная связь между распространенностью альтернариозно-фузариозной инфекции и энергией прорастания (r = -0,908, p < 0,05) и всхожестью (r = -0,921, p < 0,05) семян.
яровой рапс, инфекция семян, Alternaria, Fusarium, Penicillium, Cladosporium, Aspergillus, Rhizopus
Введение. Рапс (Brassica napus L.) является одной из важнейших масличных культур, хозяйственное значение которой в последние десятилетия неуклонно возрастает в связи с использованием рапсового масла в производстве биодизеля. По данным Росстата, посевные площади под яровым и озимым рапсом в Российской Федерации за период с 2017 по 2022 г. выросли в 2,33 раза – с 1005 до 2343 тыс. га, из них на яровой рапс приходится 75 %, на озимый – 25 %. По состоянию на 2022 г., по посевным площадям под рапсом Красноярский край занимает первое место среди субъектов Российской Федерации, на долю края приходится 10 % всей площади под данной культурой в нашей стране. В связи с существующими агроклиматическими условиями в Красноярском крае возделывается только яровой рапс, при этом более 83 % используемых элитных семян приходится на сорта отечественной селекции [1].
Одним из важных факторов, снижающих урожайность рапса, является поражение культуры болезнями, в первую очередь – грибной этиологии. Наиболее вредоносными возбудителями грибных болезней рапса в мире являются Alternaria spp., Leptosphaeria maculans, Peronospora parasitica, Plasmodiophora brassicae, Sclerotinia sclerotiorum, Erysiphe cruciferarum, Pythium spp., Albugo candida, Neopseudocercosporella capsellae [2].
Отечественные источники добавляют к этому списку также Rhizoctonia spp., Fusarium spp., Pseudocercosporella capsellae, Botrytis cinerea, Pyrenopeziza brassicae, Olpidium brassicae. При этом возбудители альтернариоза (Alternaria spp.) рассматриваются в качестве наиболее распространенного и вредоносного заболевания [3].
Одним из наиболее опасных путей передачи возбудителей болезней растений являются семена. У ярового рапса через семена может происходить передача возбудителей фузариоза (Fusarium spp.), альтернариоза (Alternaria spp.), плесневения семян (сапротрофные грибы р.р. Penicillium, Aspergillus, Cladosporium, Mucor, Rhizopus) и ряда других заболеваний [4].
Цель исследования – изучение распространенности и таксономического состава возбудителей инфекции семян рапса разного географического происхождения и различной сортовой принадлежности, произведенных на территории Красноярского края.
Объекты и методы. Объектом исследования были семена ярового рапса шести сортов урожая 2022 г., полученные в производственных посевах в трех районах Красноярского края (табл. 1).
Таблица 1
Перечень исследованных образцов семян
|
Сорт |
Производитель семян |
Район |
|
Лакриц |
ООО Учебно-опытное хозяйство «Миндерлинское» |
Сухобузимский |
|
Сибирский |
ФГУП «Михайловское» |
Ужурский |
|
Надежный 92 |
ФГУП «Михайловское» |
Ужурский |
|
Сириус |
ООО «КХ Родник» |
Балахтинский |
|
Кампино |
ООО «КХ Родник» |
Балахтинский |
|
Герос |
ООО «КХ Родник» |
Балахтинский |
Зараженность семян определяли биологическим методом в соответствии с ГОСТ 12044-93 «Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения зараженности болезнями».
Идентификацию возбудителей проводили по культурально-морфологическим свойствам. Микроскопические исследования выполняли с использованием микроскопа «Микмед 6» вар. 3, оснащенного цифровой камерой DCN-130E. Энергию прорастания и всхожесть семян определяли в соответствии с ГОСТ 12038-84 «Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести».
Статистическую значимость различий между сортами по распространенности и таксономическому составу семенной инфекции, а также по энергии прорастания и по всхожести проверяли методом χ2. В качестве программного обеспечения использовали пакет StatSoft STATISTICA 8.0.
Результаты и их обсуждение. Средняя по образцам распространенность инфекции семян составила 29,3 %. При этом уровень зараженности семян у исследуемых сортов статистически значимо (p < 0,001) различался. Минимальная распространенность семенной инфекции отмечена у сорта Надежный 92 (10,6 %), максимальная – у сортов Сириус и Герос (соответственно 46,3 и 44,4 %) (рис. 1).
Среди возбудителей семенной инфекции преобладали микромицеты р. Alternaria (48,4 % от общего числа случаев инфекции семян) и р. Fusarium (33,4 % от общего числа случаев) (рис. 2–5). Прочие грибы, на долю которых пришлось 18,2 % случаев заражения семян рапса, были представлены сапротрофными возбудителями плесневения семян р.р. Penicillium, Cladosporium, Aspergillus и Rhizopus (рис. 6). Бактериальная инфекция была выделена в единичном случае.
Рис. 1. Распространенность семенной инфекции у разных сортов рапса
Рис. 2. Alternaria brassicae, выделенная из семян рапса; длина масштабной полоски 10 мкм
Рис. 3. Alternaria spp., выделенная из семян рапса; длина масштабной полоски 10 мкм
Рис. 4. Fusarium sp., выделенный из семян рапса (слева – макроконидия, справа – микроконидии); длина масштабной полоски 10 мкм
Рис. 5. Таксономический состав возбудителей семенной инфекции в целом по изученным сортам рапса, % от общего числа выделенных изолятов
Рис. 6. Представители р.р. Penicillium (1), Cladosporium (2) и Aspergillus (3), выделенные из семян рапса; длина масштабной полоски 100 мкм
Состав семенной инфекции у разных сортов статистически значимо (p < 0,001) различался. Так, если для большинства сортов было характерно преобладание видов р. Alternaria (от 47,8 до 76,0 % от общего числа выделенных изолятов), в то время как на долю представителей р. Fusarium пришлось от 8,7 до 34,3 % изолятов, у сорта Герос на долю р. Alternaria пришлось лишь 2,1 %, а на долю р. Fusarium – 66,7 % изолятов (рис. 7).
Анализ зараженности семян с учетом их происхождения показал, что минимальная распространенность семенной инфекции наблюдается в Сухобузимском районе, максимальная – в Балахтинском районе (рис. 8).
Рис. 7. Таксономический состав возбудителей семенной инфекции у разных сортов рапса,
% от общего числа выделенных изолятов
Рис. 8. Распространенность семенной инфекции в разных районах
Статистическая значимость различий между семенами рапса из разных районов по распространенности семенной инфекции по тесту χ2 составила p < 0,001. В то же время как внутри хозяйства ФГУП «Михайловское» (Ужурский район), так и внутри хозяйства ООО «КХ Родник» (Балахтинский район) наблюдались статистически значимые (p < 0,001) межсортовые различия по распространенности семенной инфекции. Во ФГУП «Михайловское» размах межсортового варьирования по этому показателю составил 24,6 процентных пункта, в ООО «КХ Родник» – 23,2 процентных пункта (см. рис. 1).
Кроме распространенности семенной инфекции, статистически значимые (p < 0,01) различия между семенами рапса из разных районов отмечены и по составу патокомплекса. Так, максимальная встречаемость представителей р. Fusarium наблюдалась в инфицированных семенах из Балахтинского района, минимальная – в семенах из Ужурского района (рис. 9).
Рис. 9. Таксономический состав возбудителей семенной инфекции в семенах рапса из разных районов, % от общего числа выделенных изолятов
Энергия прорастания семян исследуемых сортов варьировала от 28,1 (сорт Сириус) до 85,8 % (сорт Надежный 92). Всхожесть варьировала от 29,6 (сорт Сириус) до 94,4 % (сорт Надежный 92) (табл. 2). В целом по образцам наблюдалась отрицательная корреляция между распространенностью семенной инфекции – с одной стороны, и всхожестью и энергией прорастания семян – с другой стороны (табл. 3). Однако эта корреляция не является статистически значимой. Отсутствие статистически значимой корреляции было обусловлено сохранением высокой энергии прорастания и всхожести семян у сорта Сибирский, несмотря на высокую распространенность семенной инфекции.
Таблица 2
Энергия прорастания, всхожесть и распространенность инфекции
у семян исследуемых сортов, %
|
Сорт |
Энергия прорастания |
Всхожесть |
Распространенность |
||
|
Fusarium spp. |
Alternaria spp. |
Прочие инфекции |
|||
|
Сириус |
28,1 |
29,6 |
7,9 |
35,2 |
3,2 |
|
Герос |
51,7 |
54,6 |
29,6 |
0,9 |
13,9 |
|
Сибирский |
72,5 |
89,8 |
7,9 |
20,8 |
6,5 |
|
Кампина |
53,5 |
57,9 |
6,9 |
13,4 |
2,8 |
|
Лакриц |
52,6 |
58,3 |
5,6 |
9,7 |
0,9 |
|
Надежный 92 |
85,8 |
94,4 |
0,9 |
5,1 |
4,6 |
Таблица 3
Коэффициенты корреляции между энергией прорастания,
всхожестью и распространенностью инфекции у семян исследуемых сортов, %
|
Распространенность |
Энергия прорастания |
Всхожесть |
|
Fusarium spp. |
–0,308 |
–0,327 |
|
Alternaria spp. |
–0,549 |
–0,449 |
|
Прочие инфекции |
0,089 |
0,073 |
|
Семенная инфекция, всего |
–0,636 |
–0,571 |
Для остальных пяти сортов наблюдается высокая и статистически значимая отрицательная корреляция между распространенностью фузариозно-альтернариозной семенной инфекции и энергией прорастания семян (r = –0,908, p < 0,05), а также между распространенностью фузариозно-альтернариозной семенной инфекции и всхожестью семян (r = –0,921, p < 0,05) (рис. 10).
Рис. 10. Связь между распространенностью фузариозно-альтернариозной семенной инфекции и энергией прорастания и всхожестью семян у исследуемых сортов (без сорта Сибирский)
Сравнение результатов с литературными данными позволяет заключить, что зараженность семян исследуемых сортов, а также структура патогенного комплекса (представленного главным образом видами р.р. Alternaria и Fusarium с преобладанием р. Alternaria) в целом соответствует данным по другим регионам. В качестве основного отличия следует отметить более высокую долю грибов р. Fusarium в патогенном комплексе семян в сравнении с результатам, полученными в других регионах. Так, если в нашем исследовании распространенность представителей р. Fusarium достигала 29,6 %, то в работе [5] (Краснодарский край) распространенность данных патогенов на семенах была лишь 3 против 22 % у представителей р. Alternaria. Доля представителей р. Fusarium в патокомплексе семян рапса в нашем исследовании варьировала от 8,7 до 66,7 % против 2,1–76,0 % у представителей р. Alternaria, в то время как в работе [4] (Курганская обл.) доля грибов р. Fusarium в патокомплексе составила лишь 19,3 против 61,5 % для р. Alternaria. Упомянутые различия могут быть связаны как с региональными особенностями популяций возбудителей, так и со спецификой местных почвенно-климатических условий и биологическими особенностями изученных сортов.
Также обращает на себя внимание тот факт, что сорт Сибирский, несмотря на достаточно высокую распространенность альтернариозно-фузариозной семенной инфекции, сохранил высокую энергию прорастания и всхожесть семян. Одним из возможных объяснений данного факта может быть повышенная выносливость данного сорта к упомянутым возбудителям.
Заключение. Изученные образцы семян рапса, произведенных на территории Красноярского края, в среднем характеризуются высокой распространенностью семенной инфекции (29,3 %). Патокомплекс семян представлен фитопатогенными грибами р.р. Alternaria и Fusarium, а также сапротрофными грибами – возбудителями плесневения семян р.р. Penicillium, Cladosporium, Aspergillus и Rhizopus при практически полном отсутствии возбудителей бактериальных инфекций. В структуре патокомплекса на первом месте находятся представители р. Alternaria, на долю которых пришлось 48,4 % от общего числа выделенных изолятов, на втором месте – представители р. Fusarium (33,4 % от общего числа выделенных изолятов), на третьем месте – возбудители плесневения семян (18,2 % от общего числа выделенных изолятов). Распространенность семенной инфекции и структура патокомплекса статистически значимо зависят как от сортовой принадлежности, так и от географического происхождения семян. Наименее поражаемым семенной инфекцией оказался сорт отечественной селекции Надужный 92 (оригинатор – ФГБУН Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий РАН, Новосибирская обл.), наиболее поражаемыми – сорта Сириус (оригинатор – ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт рапса, Липецкая обл.) и Герос (Германия). Минимальная распространенность инфекции отмечена у семян, произведенных в Сухобузимском районе, максимальная – у семян, произведенных в Балахтинском районе. Для всех сортов, кроме сорта Сибирский, отмечена статистически значимая отрицательная связь между распространенностью альтернариозно-фузариозной инфекции и энергией прорастания и всхожестью семян.
На основе результатов исследования рекомендуется обязательное предпосевное протравливание семян рапса против возбудителей грибной инфекции. В качестве наименее поражаемого семенной инфекцией сорта следует рекомендовать Надежный 92.
1. Яровой рапс – перспективная культура для развития агропромышленного комплекса Красноярского края / Е.Н. Олейникова [и др.] // Вестник КрасГАУ. 2019. № 1. С. 74–80.
2. Mourou M., Raimondo M.L., Lops F., Carlucci A. Brassicaceae Fungal Diseases: Molecular Detection and Host–Plant Interaction. Plants. 2023. 12(5):1033. DOI:https://doi.org/10.3390/plants 12051033.
3. Лешкевич Н.В. Эффективность фунгицидов в защите озимого рапса от альтернариоза // Защита растений. 2017. № 41. С. 167–173.
4. Григорьев Е.В., Постовалов А.А. Реакция ярового рапса на обработку посевов жидкими минеральными удобрениями // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. 2018. № 1 (41). С. 60–63. DOI:https://doi.org/10.18286/1816-4501-2018-1-60-63.
5. Влияние свето-импульсной обработки семян рапса ярового на лабораторную всхожесть и семенную инфекцию / Д.А. Курилова [и др.] // Масличные культуры. 2022. Вып. 4 (192). С. 79–83.
