Мікофлора насіння кукурудзи при зберіганні та обґрунтування заходів обмеження її розвитку

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

мікофлора насіння кукурудзи ПРИ ЗБЕРІГАННІ ТА ОБҐРУНТУВАННЯ заходІВ обмеження її розвитку

06.01.11 - фітопатологія

ДЕРЕВЕНЕЦЬ КАТЕРИНА АНАТОЛІЇВНА

Київ - 2010

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті зернового господарства НААН України

Науковий керівник ? кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник Терещенко Борис Олексійович, Інститут зернового господарства НААН України, провідний науковий співробітник лабораторії захисту рослин

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор Слюсаренко Олександр Миколайович, Одеський національний університет ім. І.І. Мечнікова, професор кафедри ботаніки

кандидат біологічних наук, старший науковий співробітник Парфенюк Алла Іванівна, Інститут агроекології НААН України, завідувач лабораторії біоконтролю агроекосистем

Захист відбудеться “28” травня 2010 р., о “10” годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.02 у Національному університеті біоресурсів і природокористування України за адресою: 03041, м. Київ - 41, вул. Героїв Оборони, 15, навчальний корпус №3, аудиторія 65

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного університету біоресурсів і природокористування України за адресою: 03041, м. Київ - 41, вул. Героїв Оборони, 13, навчальний корпус №4, кімната 28

Автореферат розісланий “26” квітня 2010р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради М.С. Мороз

АНОТАЦІЇ

Деревенець К.А. «Мікофлора насіння кукурудзи при зберіганні та обґрунтування заходів обмеження її розвитку». - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 06.01.11 - фітопатологія. - Національний університет біоресурсів і природокористування України, Київ, 2010.

В умовах степу України протягом 2005-2007 рр. досліджено основні етапи заселення і ураження насіння кукурудзи мікофлорою, встановлено ступінь її шкодочинності залежно від видового складу патогенного комплексу, особливості розвитку грибів при різних умовах зберігання насіннєвого матеріалу. Встановлено режими зберігання зерна, при яких розвиток пліснявіння максимально пригнічується. Виявлено здатність окремих видів грибів посилювати свої антагоністичні властивості за відповідних умов. Одержані результати з фітотоксичності збудників пліснявіння насіння і проростків кукурудзи. Обґрунтовано заходи щодо обмеження розвитку пліснявіння, доведена висока біологічна ефективність препаратів Мікосан-Н і Агат-25К стосовно основних збудників пліснявіння зерна кукурудзи.

Проаналізовано критичні етапи розвитку пліснявіння, коли гриби спричиняють погіршення якості насіння, його псування.

Ключові слова: кукурудза, пліснявіння, ураженість, інтенсивність

ураження, біологічні препарати.

насіння кукурудза мікофлора зерно

Деревенец К. А. «Микофлора семян кукурузы при хранении и обоснование приемов ограничения ее развития». - Рукопись.

Диссертация на соискание ученной степени кандидата биологических наук по специальности 06.01.11 - фитопатология. - Национальный университет биоресурсов и природопользования Украины, Киев, 2010.

В условиях степи Украины в 2005-2007 гг. исследовано основные этапы заражения зерна кукурузы микофлорой, установлено степень ее вредоносности в зависимости от видового состава патогенного комплекса, особенностей развития грибов при различных условиях хранения семенного материала.

В зависимости от гидротермических условий, первые признаки заселения и поражения зерновок микофлорой выявлены в фазе молочной или молочно-восковой спелости. С пораженных зерен виделялись грибы из родов Fusarium, Alternaria, Cladosporium, Trichothecium, Rhizopus, Penicillium.

В период хранения в структуре возбудителей плесневения происходят изменения. Среди возбудителей болезни были виделены грибы из родов Fusarium, Penicillium, Aspergillus, Trichoderma.

Взаимоотношения между грибами носят антагонистический характер. При температуре 15^оС F. moniliforme проявлял антагонистические свойства ко всем исследуемым грибам, P. glandicola і T.harzianum - к A. flavus, в то же время P. glandicola і T. harzianum стимулировали развитие друг друга при культивировании их в смеси. При 25^оС F. moniliforme тормозил развитие P. glandicola, а P. glandicola - T. harzianum.

Установлены режимы хранения зерна, при которых развитие и вредоносность плесневения максимально подавляется.

Ограничение развития плесневения и сохранение кондиционных свойств семян на протяжении шести месяцев, до весеннего высева, достигается хранением семян с влажностью не выше 14% и температурами 5-10^оС. Для более длительного хранения, без ухудшение посевных качеств семян, оптимальними условиями хранения являются - влажность не выше 11% и температура 5^оС.

Возбудители плесневения и их метаболиты проявляют сильное фитотоксическое действие на семена и проростки кукурузы. Всхожесть семян, инокулированных патогенами, снижалась на 14-34%, рост проростков тормозился на 34-40%, а корешков - на 15-27%.

Исследованиями установлена фунгицидная активность Агата-25К, Ганоля, Микосана-Н на виды родов Fusarium, Penicillium, Aspergilus, Trichoderma - основные возбудители плесневения семян кукурузы при хранении и в полевых условиях. Обработка семян указанными препаратами снижала поражение плесневением на 12-20% - после шести месяцев хранения и на 22-38% - через двенадцать. Всхожесть семян, обработанных биопрепаратами, сохранялась на уровне 97-98%. Необработанные семена сильно поддавались плесневению на протяжении всего периода хранения, в результате чего их всхожесть после одногодичного хранения снижалась до 86%.

Обработанные биопрепаратами семена меньше поддавались плесневению и в полевых условиях. В зависимости от срока применения (заблаговременно, т.е. за шесть месяцев до высева, или за две недели до высева), обработка семян препаратами снижала пораженность проростков на 10-17%, а полевая всхожесть превышала контрольную на 1,5-7,3%.

При использовании биопрепаратов наибольший урожай был получен в вариантах заблаговременной обработки семян Микосаном-Н или Агатом-25К. Использование биопрепаратов для заблаговременной обработки семенного материала ограничивает развитие и вредоносность патогенной микофлоры (при хранении до высева весной) и позволяет уменьшить пестицидную нагрузку, исключить негативное действие химических веществ на окружающую среду.

Ключевые слова: кукуруза, плесневение, пораженность, интенсивность, биологические препараты.

Derevenets K. A. - Seeds micoflora of maize at keeping and substantiation of measures by limiting her development. - Manuscript.

The thesis for a candidate degree, specialty 06.01.11 - phytopathology. - National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 2010.

In condition steppe Ukraine in 2005-2007 explored main stages of the contamination grain corns of micoflora, her thresholds depending on aspectual composition of the pathogenic complex, particularities of the development pathogens under different condition of storage. The installed modes of keeping grain, under which development and thresholds micoflora are not possible.

It is shown possibility separate type to intensify their own antagonistic characteristic under determined condition. They are received results toxically action micoflora on seeds and sprouts of the maize. Motivated acceptance on restriction of the development micoflora, is proved high biological efficiency preparation on the main pathogens of grain corns.

Will analysed critical stages of the development micoflora, when development mushroom is a reason of the deterioration quality seeds, his damages.

Key words: maize, micoflora, affect, intensity, biological preparations.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Кукурудза є цінною продовольчою і зернофуражною культурою. Щорічно в світі отримують близько 600 млн тонн зерна цієї культури. Одним із основних регіонів виробництва зерна кукурудзи є Степова зона України. Але в післязбиральний період спостерігаються значні втрати зерна, оскільки насіння кукурудзи є повноцінним поживним субстратом для розвитку й збереження фітопатогенних мікроорганізмів. Патогенний комплекс мікофлори зерна кукурудзи включає десятки видів збудників, здатних викликати пліснявіння і негативно впливати на посівні, кормові та продовольчі якості насіння. Високоефективним засобом захисту кукурудзи від патогенної насіннєвої мікофлори є обробка насіння фунгіцидами хімічного походження, що дозволяє знизити рівень ураження сходів хворобами в 3-5 разів. Цей захід є обов'язковим в технології вирощування кукурудзи, але виконується перед висіванням. Тому існує необхідність пошуку препаратів для завчасної (осінньої) обробки насіннєвого матеріалу, щоб обмежити розвиток і шкідливість патогенної мікофлори при зберіганні до висівання весною і одночасно зменшити пестицидне навантаження та усунути негативний вплив хімічних речовин на навколишнє середовище. Альтернативою хімічним фунгіцидам є біопрепарати, синтезовані на основі екстрактів рослин і продуктів життєдіяльності бактерій та грибів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Наукові дослідження проводилися згідно з державною програмою "Вдосконалити економічно безпечні технології захисту с.-г. рослин від шкідливих організмів, за умов регулювання їх розвитку і чисельності" за завданням "Розробити екологічно безпечні технології обмеження шкодочинності хвороб і шкідників в посівах пшениці і кукурудзи та запасах зерна" (№ д. р. 0106U001879).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи було визначення видового складу, динаміки розвитку та шкідливої дії патогенної мікофлори залежно від умов зберігання насіння кукурудзи; розробка заходів, які обмежують її розвиток.

Для вирішення поставленої мети були виконані наступні завдання:

- з'ясувати шляхи заселення і ураження зерна кукурудзи патогенними грибами під час вегетації культури та зберігання насіннєвого матеріалу, динаміку їх розвитку від збирання врожаю до висіву насіння;

- визначити видовий склад мікофлори зерна;

- встановити основні типи взаємовідносин між збудниками пліснявіння;

- визначити вплив температури і вологості на розвиток збудників пліснявіння насіння кукурудзи;

- оцінити патогенну дію грибів на насіння кукурудзи;

- визначити ефективність використання біологічних препаратів;

- обґрунтувати доцільність завчасної обробки біологічними препаратами насіння проти патогенної мікофлори.

Об'єкт дослідження. Джерела інфекції, умови та особливості розвитку

збудників пліснявіння при різних термінах та умовах зберігання насіння кукурудзи, біологічні препарати.

Предмет дослідження. Насіння кукурудзи, яке містить наявну і приховану інфекцію; видовий склад патогенів; методи і фактори, які інгібують розвиток і тим самим знижують шкідливість мікофлори.

Методи дослідження. Основними методами досліджень були лабораторні (для визначення ураженості насіння плісеневими грибами, видового складу і інтенсивності ураження ними при різних режимах та термінах його зберігання; лабораторної схожості насіння; фітотоксичності і конкурентної здатності основних збудників пліснявіння) і польові (для визначення схожості і ураженості пліснявінням проростків; динаміки видового складу збудників пліснявіння насіння протягом вегетації і після збирання). В процесі виконання роботи використовували також візуальний метод для ведення фенологічних спостережень; вимірювало-ваговий - для обліку врожайності і структури врожаю; порівняльно-розрахунковий - для визначення біологічної та економічної ефективності обробки насіння біопрепаратами, математично-статистичний - для встановлення достовірності результатів.

Наукова новизна одержаних результатів. Мікофлора насіння кукурудзи в умовах Степу представлена грибами родів Fusarium, Alternaria, Cladosporium, Trichothecium, Rhizopus, Penicillium, Trichoderma, Aspergillus. Протягом дозрівання та зберігання насіння кукурудзи спостерігається сукцесія цих родів.

Між грибами - збудниками пліснявіння насіння кукурудзи у період зберігання домінує антагоністичний характер їх взаємодії та диференціація за фітотоксичною дією.

Для зберігання насіння кукурудзи оптимальним режимом є температура 5⁰С та вологість 11%. Зазначені умови стримують ріст та розвиток грибів - збудників пліснявіння і забезпечують збереження посівних якостей насіння.

Біопрепарати Агат-25К (0,2 л/т) та Мікосан-Н (7 л/т) обмежують розвиток пліснявіння при завчасній обробці насіння кукурудзи.

Практичне значення одержаних результатів. На основі отриманих даних, для обмеження розвитку пліснявіння насіння кукурудзи та збереження його схожості рекомендовані оптимальні режими зберігання насіннєвого матеріалу та завчасна обробка насіння біопрепаратами Агат-25К і Мікосан-Н.

Особистий внесок здобувача. Автор безпосередньо приймав участь у розробці програми досліджень, особисто проводив лабораторні і польові досліди, спостереження і дослідження, аналізував і узагальнював одержані результати в звітах, статтях і дисертаційній роботі.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати досліджень доповідались на науково-практичній конференції молодих вчених (Інститут зернового господарства УААН, 2006 р.), Міжнародній науково-практичній конференції «Екологічна безпека сільськогосподарського виробництва» (Інститут агроекології УААН, 2009 р.), засіданнях науково-методичної та координаційних нарадах науково-методичного Центру з проблем зернового господарства України (Дніпропетровськ, 2005-2008 рр.).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано 7 наукових праць, з яких 5 статей у фахових виданнях, що затверджені ВАК України.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Дисертаційна робота викладена на 147 сторінках комп'ютерного тексту, включає вступ, 5 розділів, висновків і рекомендацій виробництву. список використаної літератури. Включає: 29 таблиць, 12 рисунків, 7 додатків, список використаних джерел містить 225 найменувань, в тому числі 52 іншомовних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Патогенна мікофлора насіння кукурудзи та заходи обмеження її розвитку. У розділі узагальнено результати досліджень вітчизняних та зарубіжних вчених із питань формування патогенної мікофлори насіння кукурудзи та обмеження її розвитку при зберіганні. Приводяться дані щодо гідротермічних умов розвитку збудників пліснявіння, антагоністичних властивостей грибів, захисту насіння від пліснявіння. На основі аналізу літературних джерел встановлено рівень проведених досліджень стосовно проблеми зберігання насіння та виявлено необхідність пошуку більш безпечних заходів його захисту від пліснявіння.

Умови та методика проведення досліджень. Експериментальні дослідження проводилися в лабораторії захисту рослин Інституту зернового господарства протягом 2005-2007 рр. шляхом закладання лабораторних, лабораторно-польових та польових дослідів згідно з загальноприйнятими методичними рекомендаціями.

Динаміку та інтенсивність ураження насіння збудниками пліснявіння визначали шляхом відбору та аналізу проб в період дозрівання качанів, збирання врожаю та при зберіганні врожаю в складському приміщенні.

Для фітопатологічної оцінки ураженості насіння мікофлорою використовували методику Н. А. Наумової. Ураженість насіння патогеними грибами оцінювали за 4-бальною шкалою.

Ідентифікацію збудників пліснявіння проводили керуючись визначниками за редакцією В. Й. Білай (1951), Л. М. Левкина (1986), Л. И. Курсанова (1947), П. Н. Головіна (1967), М. К. Хохрякова (1966), В. Ф. Пересипкіна (1987). Також висловлюємо подяку співробітникам відділу систематики мікроміцетів Інституту мікробіології і вірусології ім. акад. Д. К. Заболотного за допомогу при встановленні видової приналежності збудників пліснявіння насіння кукурудзи.

Основні типи взаємовідносин між грибами оцінювали за шкалою Джонсона і Карла (Симонян С. А., Мамиконян Т. О., 1982), темпи росту грибів характеризували за швидкістю їх наростання або гальмування порівняно з контролем, залежно від виду збудника.

Токсичність культуральних розчинів грибів на насіння і проростки кукурудзи визначали за методикою О. О. Берестецького (1971).

Динаміку розвитку та видовий склад збудників пліснявіння протягом зберігання вивчали на насінні з вологістю 11, 14, 17 і 20%, яке зберігали при постійних контрольованих шести температурних режимах - від 5°С до 30°С

(з інтервалом 5°С). Контроль - насіння, яке протягом одного року зберігали в неопалювальному складському приміщенні.

Для обмеження розвитку пліснявіння вивчали ефективність обробки насіння кукурудзи біопрепаратами: Агат-25К, т. п. (інактивовані бактерії Pseudomonas aureofaciens штаму Н16) - рекомендований для обробки насіння зернових, технічних і овочевих культур проти кореневих гнилей та інших хвороб сходів; Ганоль, в. с. р. (екстракт полину гіркого) та Мікосан-Н, 3% в. р. к. (лужний екстракт афілофорального гриба Fomas fomentanus, хітозан) - з фунгіцидними властивостями проти насіннєвої інфекції різних культур. Жодний з цих препаратів не рекомендований для використання на кукурудзі проти пліснявіння сходів кукурудзи.

Вперше нами проведені випробування цих препаратів для завчасної обробки насіння (перед закладанням на зберігання) з метою захисту насіння від пліснявіння в складських умовах.

Польові досліди проводили згідно з методикою польового досліду Б. О. Доспєхова (1979).

Статистичну обробку даних виконували за методикою Б. О. Доспєхова і методом дисперсійного та кореляційного аналізів з використанням комп'ютерних програм Microsoft Office Exel 2003-2008 рр.

Особливості формування мікофлори насіння кукурудзи

Динаміка зараженості зернівок кукурудзи збудниками пліснявіння

За роки досліджень, залежно від гідротермічних умов, перші ознаки заселення зернівок мікофлорою виявлені: в 2005 р. - у фазі молочно-воскової, а у 2006 і 2007 рр. - у фазі молочної стиглості. Тому, у фазі молочної стиглості було уражено 1,1% зернівок з інтенсивністю ураження 0,3%.

У фазі молочно-воскової стиглості ураженість насіння збудниками пліснявіння зростала на 9,8%, а інтенсивність ураження - на 3,2%. У фазі воскової стиглості уражено було 38,4% зернівок, а інтенсивність ураження зросла до 11,9%. В умовах 2006 і 2007 рр. протягом дозрівання качанів, від молочної до воскової стиглості зерна, відмічено більш інтенсивний розвиток збудників пліснявіння насіння кукурудзи, порівняно з 2005 р.

Від фази воскової до фази повної стиглості зерна ці показники збільшилися відповідно на 2,1 і на 2,7%. Ураженість зернівок у фазі повної стиглості качанів варіювала по роках, що можна пояснити значними коливаннями погодних умов в кінці вегетаційного періоду кукурудзи.

За роки досліджень пік ураженості насіння грибними патогенами припадав на період перебування його на току. Протягом тимчасового зберігання ураженість його пліснявінням зросла в середньому на 19,7%, порівняно з показниками, отриманими наприкінці вегетації. У 2007 р. зафіксовано найбільш високий рівень ураженості насіння мікофлорою.

За рахунок очищення, сортування і калібрування перед закладанням кукурудзи на зберігання забезпечувалося видалення дрібного, частіше хворого і пошкодженого насіння. Ці заходи сприяли зниженню рівня зараженості зерна, а його підсушування до 11% вологості призупиняло розвиток патогенів.

Сезонне коливання зовнішніх і внутрішньоскладських температур та вологості повітря визначало ступінь розвитку пліснявіння протягом зберігання. Після зберігання насіння впродовж трьох місяців (осінній період) його ураженість плісеневими грибами зростала на 2,0-3,9%.

Розвиток грибів був слабкий, що пояснюється низькими температурами і відносною вологістю повітря в цей період. З підвищенням температури повітря впродовж наступних трьох місяців ураженість зернівок зросла на 5,3-10,1%, тобто через шість місяців зберігання цей показник збільшився на 7,3-14,0%, а

через рік - на 12,6-37,3%, порівняно початковими його значеннями перед закладанням на зберігання. Інтенсивність ураження мікофлорою сягала 32,5-38,2%, внаслідок чого якість ураженого насіння погіршувалася.

Видовий склад збудників пліснявіння. На уражених зернівках були виявлені гриби з родів Fusarium, Rhizopus, Alternaria, Cladosporium, Penicillium. При тривалому зберіганні насіння основними збудниками пліснявіння були гриби з родів Fusarium, Penicillium, Trichoderma, Aspergillus.

Серед компонентів мікофлори було виділено і ідентифіковано 16 видів грибів збудників пліснявіння насіння кукурудзи, з них переважали: Fusarium moniliforme Sheld. var. lactis Bilai (54%), Penicillium martensii Biorge (23%). Окрім зазначених зустрічалося ураження Aspergillus flavus Link: Fries (7%), Penicillium cyclopium (4%), Trichoderma harzianum Rifai (4%), Fusarium oxysporum (Schlecht.) Snyd. et Hans. (3%), Aspergillus clavatus і Aspergillus niger Tiegh. (2%), Fusarium sambucinum Fckl. (1%) та іншими (2%).

Плісеневі гриби, зазвичай, розвиваються при наявності двох - трьох інших видів, ураження зернівок тільки одним видом зустрічається порівняно рідко. Видовий склад патогенів і інтенсивність ураження кожним із видів варіює по роках.

Так, у 2005 і 2006 рр. збудники, які викликали перші ознаки ураження насіння хворобою, належали до грибів з роду Fusarium, а в умовах 2007 р. - Fusarium, Penicillium і Aspergillus. У фазі молочної стиглості були виділені гриби Fusarium, Penicillium і Aspergillus і співвідношення між ними становило 6:3:1, а у фазі молочно-воскової стиглості - 9:1:0. Тобто насіння до воскової стиглості уражується, в основному, видами Fusarium. Ураження Fusarium зернівок у фазі повної стиглості сягало 32,9%, а Penicillium - 10,3% (рис. 3). Серед інших збудників хвороб були виявлені представники з родів Alternaria, Cladosporium і Trichothecium, зараженість ними не перевищувала 2,2%.

За роки досліджень погодні умови 2006 р. виявилися більш вологими, тому рівень ураження грибами Penicillium і Aspergillus значно зростав. Відмічено, що в інші роки активний розвиток цих грибів відбувався тільки в період тимчасового зберігання зерна на току.

В даному випадку спостерігався пік ураження пліснявінням. Суттєво зростала ураженість Penicillium і Aspergillus, проте розвитку набули й інші: Rhizopus, Alternaria, Trichothecium, Cladosporium. В цей період темпи розвитку Fusarium були повільнішими, ніж інших збудників, але представники цього роду домінували в структурі патогенів: співвідношення між грибами дорівнювало 7:2:0,5:0,5 відповідно Fusarium:Penicillium: Aspergillus: інші.

Після доробки і сушіння розвиток окремих збудників пліснявіння зерна сильно пригнічувався, тому змінювалося і співвідношення між видами патогенного комплексу 5:3:1:1 відповідно Fusarium:Penicillium:Aspergillus:інші. Тобто частка Fusarium, який за ступенем розвитку переважав збудників пліснявіння, зменшувалась, а інших - зростала. При зберіганні насіння впродовж перших трьох місяців поступово зростало його ураження Trichoderma і Aspergillus. Співвідношення між грибами з родів Fusarium:Penicillium:

Aspergillus:Trichoderma:інші було таким: 6:2:0,5:1:0,5, а через шість місяців -7:2:0,5:0,5:0,5 відповідно. Гриби Trichoderma і Aspergillus швидко поширювались протягом року. Але співвідношення їх в популяції мікофлори не змінювалось - 6:1:1:1:1 відповідно Fusarium:Penicillium:Aspergillus:Trichoderma: інші.

Отже, залежно від терміну зберігання зменшується кількість здорового насіння і зростає рівень загального ураження грибними патогенами, але співвідношення між збудниками пліснявіння практично не змінюється. В структурі збудників домінують гриби з роду Fusarium, друге місце посідає рід Penicillium, частка решти родів коливається в межах 0,5-1,0%.

Характер взаємовідносин між збудниками пліснявіння як фактор формування патогенного комплексу насіння. Встановлено, що при температурі 15°С темпи росту міцелію грибів та інтенсивність споро ношення визначаються видом збудника. При культивуванні на живильному середовищі кожного патогена окремо найбільші темпи росту міцелію виявлені у грибів F. moniliforme і T. harzianum, слабко розвивалися види P. martensii і As. flavus.

За сумісного культивування парних комбінацій збудників пліснявіння внаслідок слабкого розвитку і низької здатності до конкуренції P. martensii і As. flavus швидко пригнічувалися грибом F. moniliforme, а розвиток As. flavus гальмувався і грибом T. harzianum. Відмічено взаємну стимулюючу дію T. harzianum і P. martensii. При культивуванні P. martensii + As. flavus, розвиток обох грибів гальмувався, розмір колоній P. martensii був менший на 34% за контроль, а As. flavus - на 93%. Отже, при температурі культивування 15єС F. moniliforme виявляв антагоністичні властивості по відношенню до всіх досліджуваних грибів: T. harzianum - до P. martensii і As. flavus, а P. martensii - до As. flavus.

За культивування при 25єС виявлялася здатність грибів підвищувати інтенсивність росту міцелію і спороутворення, що впливало на характер взаємовідносин (рис. 4) між ними при сумісному культивуванні. При температурі 25°С розвиток грибів в 2 рази був інтенсивніший, ніж при 15°С.

За сумісного культивування парних комбінацій, гриб F. moniliforme пригнічував розвиток P. martensii, однак його антагоністична дія на інші досліджувані види послаблювалась. При культивуванні F. moniliforme + T. harzianum, F. moniliforme + As. flavus спостерігалося взаємне пригнічення розвитку обох культур грибів. Аналогічне формування взаємовідносин було при культивуванні P. martensii + As. flavus і T. harzianum + As. flavus.

Висока конкурентна здатність Fusarium в культурі in vitro, порівняно з іншими збудниками пліснявіння кукурудзи, пояснює значне зростання рівня ураженості ним в період зберігання насіння вже при температурах вище 15єС.

Досліджений характер взаємовідносин між грибами свідчить про те, що формування патогенного комплексу відбувається по принципу антагонізму і конкуренції серед складових його видів, коли одні види за сприятливих для розвитку температурних умов здатні пригнічувати або гальмувати розвиток інших.

Розвиток і шкодочинність збудників пліснявіння залежно від гідротермічних умов. За зберігання насіння впродовж 12 місяців при температурі в межах 2-18єС у складському приміщенні його вологість становила 11-13%. За таких умов ураженість зерна грибною флорою зростала на 43,5% через 6 і на 70,0% через 12 місяців. Внаслідок збільшення інтенсивності ураження плісеневими грибами схожість насіння знижувалась на 7,5 і 17,7% через 6 і 12 місяців зберігання відповідно.

Дослідженнями встановлено, що при зберіганні насіння кукурудзи з вологістю 11% при регульованій температурі 5°С, ступінь розвитку пліснявіння не зростав впродовж року і зниження схожості насіння не відмічено було встановлено.

При температурах 10 і 15°С рівень ураженості дещо підвищувався, але протягом всього терміну зберігання насіння негативного впливу пліснявіння на його схожість не виявлено. За температури зберігання 20°С зерно було придатним до висіву протягом шести місяців. Через два місяці зберігання при температурі 25 і 30°С схожість насіння різко знижувалася внаслідок активного розвитку плісеневих грибів.

Насіння з вологістю 14% при температурах 5 і 10°С, незважаючи на зростання рівня ураженості пліснявінням і зниження схожості, може зберігати посівні якості впродовж шести місяців. Однак збільшення терміну зберігання такого насіння до одного року призводило до втрати схожості, залежно від температури, на 8,3 і 15,7%. За зберігання при 15°С насіння було придатним до висіву лише два перших місяці. При температурах 20, 25, 30°С - зерно з вологістю 14% сильно пліснявіло вже через два місяці і втрачало схожість.

Насіння з вологістю 17 і 20% внаслідок значного розвитку пліснявіння вже через два місяці виявлялося непридатним для зберігання за будь-якого температурного режиму. Воно швидко пліснявіло і втрачало схожість.

Встановлено тісні кореляційні зв'язки між ураженістю насіння та схожістю, інтенсивністю ураження та схожістю, терміном зберігання насіння та його схожістю. При низьких температурах (5°С) і вологості насіння 11% спостерігався слабкий ступінь кореляції між інтенсивністю ураження і схожістю насіння r = -0,110. З підвищенням температури зберігання (від 15°С) і вологості насіння 14% і вище між інтенсивністю ураження та схожістю простежувався високий ступінь кореляції: від r = -0,447 до r = -0,831.

Видовий склад збудників пліснявіння та інтенсивність ураження ними насіння значно варіювали залежно від умов його зберігання. Так, якщо насіння мало 11%-ву вологість за температури 5°С, то збудники пліснявіння не розвивались. В той же час за такої ж вологості і при підвищенні температури до 10 і 15°С ураженість насіння зростала внаслідок розвитку Penicillium і після зберігання впродовж 6 місяців на фоні загального ураження співвідношення між видами було таким: Penicillium: Fusarium:Aspergillus - 6:3:1. При 20, 25 і

30°С в основному насіння уражували види роду Fusarium, співвідношення між

ними було 3:6:1 відповідно. Але через рік, за температур 10, 15, 20, 25 і 30°С, співвідношення між грибами Penicillium, Fusarium і Aspergillus було таким 4-4,5:4-4,5:2.

При вологості насіння 14% і за температури зберігання 5°С протягом року рівень пліснявіння не збільшувався, співвідношення між збудниками було як перед закладанням на зберігання. За температури 10°С розвивались гриби з родів Fusarium і Penicillium, але при цьому превалювали останні: 2,5-3,5:6-7, а розвиток Aspergillus гальмувався. Аналогічно при температурі 15°С, види родів Fusarium і Penicillium впродовж року зберігання були у співвідношенні 5:5. За температур 20, 25 і 30°С превалювали види родів Fusarium і Penicillium (6-7:3-4), але вже через шість місяців визначення ураженості насіння збудниками пліснявіння було неможливим внаслідок сильної його зіпсованості.

На вологому зерні (17 і 20%) за температур 5 і 10°С активно розвивались Penicillium, а при 15°С і вище - насіння піддавалося сильному зараженню грибами з роду Aspergillus внаслідок їх активного розвитку. Уражене насіння швидко втрачало схожість і псувалося, чого не було виявлено у варіантах при ураженні видами роду Fusarium і Penicillium.

Фітотоксичність збудників пліснявіння. Під впливом фітотоксичної дії культуральних розчинів грибів схожість насіння кукурудзи зменшувалась на 14-24%. Найбільш висока фітотоксична активність відзначена у культуральних розчинів T. harzianum і As. flavus.

Всі досліджувані нами гриби відзначались сильною фітотоксичною дією, яка проявлялася в гальмуванні росту ростків (33,2-61,8%), крім культури F. moniliforme. Найбільша фітотоксична дія на проростки (61,8 %) спостерігалася у гриба T. harzianum.

Ефективність застосування біопрепаратів при тривалому зберіганні насіння кукурудзи. Виявлено фунгіцидні властивості Мікосану-Н у 70%-ій концентрації щодо збудників пліснявіння. Рівень гальмування проростання спор під дією препарату залежно від виду збудника коливався в межах 70,3-100%. Агат-25К (2,0%) і Ганоль (8,0%) гальмували проростання спор тільки T. harzianumя - на 95,5-100%.

Хімічний препарат Вітавакс в концентрації, яка застосовується для протруєння насіння, повністю пригнічував проростання спор всіх збудників пліснявіння.

Для обробки насіння використовували робочі розчини біопрепаратів у концентраціях, які були встановлені як оптимальні в попередньому досліді з перерахунком норми витрати на тонну насіння: Агат-25К - 200 мл/т, Ганоль - 800 мл/т, Мікосан-Н - 7,0 л/т.

Встановлено, що фунгіцидна активність цих препаратів більшою мірою проявлялась в зниженні інтенсивності ураження, аніж в зменшенні відсотка уражених насінин, що позитивно впливало на збереження схожості обробленого насіння (табл. 4).

Ефективність дії біопрепаратів Агат-25К, Ганоль і Мікосан-Н проти збудників пліснявіння за показником інтенсивність ураження в разі зберігання насіння впродовж 6-ти місяців становила 34-42%, а протягом одного року - 57-72%.

Цей показник був нижче еталону, але завдяки дії біопрепаратів схожість насіння впродовж року була на рівні 97-98%, або на 2-3% більшою від еталону.

З біопрепаратів найбільшу фунгіцидну активність мав Мікосан-Н (72%).

Таблиця 4. Ефективність застосування препаратів проти збудників пліснявіння протягом тривалого зберігання насіння кукурудзи (гібрид Кадр 267 МВ)

Варіант	Норма витрати препарату, л/т	Через 3 місяці	Через 6 місяців	Через 1 рік
		уражено зернівок, %	інтенсивність ураження, %	ефективність дії, %	лабораторна схожість, %	уражено зернівок, %	інтенсивність ураження, %	ефективність дії, %	лабораторна схожість, %	уражено зернівок, %	інтенсивність ураження, %	ефективність дії, %	лабораторна схожість, %
Контроль	-	35,4	14,6	-	96,7	43,7	16,1	-	92,9	62,7	35,9	-	86,0
Вітавакс 200ФФ	2,5	6,7	2,4	84	97,7	7,2	3,0	81	96,5	12,7	6,5	82	95,3
Агат-25К	0,2	26,9	9,8	33	96,7	31,5	10,4	35	98,6	40,7	15,4	57	98,3
Ганоль	0,8	23,3	8,4	42	99,0	27,4	10,6	34	96,7	39,3	14,9	59	97,3
Мікосан-Н	7,0	22,7	8,9	39	98,0	22,9	9,4	42	98,3	24,7	9,9	72	97,4
НІР05		2,8	1,3		2,4	3,6	1,9		2,7	3,9	1,2		3,2

Примітка. Стартові показники: ураженість насіння - 19,7%, інтенсивність ураження - 6,4%, лабораторна схожість - 98,3%.

Порівняльна оцінка передпосівної і завчасної обробки насіння біопрепаратами. Результати лабораторних тестувань показали високу ефективність біопрепаратів проти пліснявіння - 28-48% і щодо збереження схожості насіння - 96,7-98,5% (табл. 5), тобто як при застосуванні Вітаваксу, хоча рівень ураженості при обробці хімічним препаратом був в 3-4 рази менший порівняно з біопрепаратами. Отже, біопрепарати позитивно впливали на лабораторну схожість насіння, вона підвищувалася на 3,8-5,6% порівняно з контролем.

Таблиця 5. Ураженість пліснявінням і лабораторна схожість насіння кукурудзи перед висівом (гібрид Кадр 267 МВ)

Варіант	Норма витрати, л/т	Строк обробки	Уражено зернівок, %	Ефектив-ність дії, %	Лабораторна схожість, %
Контроль	-	без обробки	43,7	-	92,9
Вітавакс (еталон)	2,5	завчасно	7,2	84	96,5
		перед сівбою	6,7	85	98,4
Агат-25К	0,2	завчасно	31,5	28	98,5
		перед сівбою	24,9	43	98,4
Ганоль	0,8	завчасно	27,4	37	96,7
		перед сівбою	29,4	33	97,8
Мікосан-Н	7,0	завчасно	22,9	48	98,2
		перед сівбою	28,2	36	98,1
НІР 05			2,6		2,7

Примітка: стартова ураженість насіння - 19,7%, інтенсивність ураження - 6,4%, схожість насіння - 98,3%.

Виявлено, що фунгіцидна дія біопрепаратів різнилась щодо виду патогена. Ганоль і Агат-25К як фунгіциди діяли на Fusarium і меншою мірою на Penicillium, Aspergillus. Мікосану-Н виявляв фунгіцидну дію щодо всіх патогенів, і на відміну від інших біопрепаратів, коли їх ефективність залежала від видового складу та умов зберігання, вона була стабільною по роках; рівень ураженості у варіанті із завчасною обробкою Мікосаном-Н не перевищував стартову.

Завдяки захисній дії препарату Мікосан-Н ураженість проростків (на 11,3% за обробки насіння перед висівом і на 17,5% за завчасної) була нижчою, ніж в контрольному варіанті (табл. 6); при обробці Ганолем - на 10,5 і 13,8%, відповідно. Схожі показники отримали у варіанті з застосуванням Агату-25К.

Таблиця 6. Видовий склад збудників пліснявіння проростків

Варіант	Строк обробки	Ураження, %
		всього	в тому числі грибами з родів
			Fusarium	Penicillium	Cladosporium
Контроль	без обробки	31,3	19,8	5,8	5,8
Вітавакс 200ФФ	завчасно	9,8	4,8	3,8	1,0
	перед висівом	7,5	5,3	1,5	1,0
Агат-25К	завчасно	14,0	8,1	2,8	3,3
	перед висівом	21,0	7,8	7,0	5,3
Ганоль	завчасно	17,5	9,8	2,7	4,8
	перед висівом	20,8	10,3	5,8	4,8
Мікосан-Н	завчасно	13,8	7,5	2,3	4,6
	перед висівом	20,0	10,8	5,1	4,3
НІР05		2,5

Таблиця 7. Вплив біопрепаратів на польову схожість насіння та урожайність

Препарат	Строк обробки	Польова схожість, %	Густота стеблостою, тис. рослин/га	Маса 1000 насінин, г	Урожай, т/га	Збережений урожай, %
Контроль	без обробки	75,2	31	238,8	5,84	0,0
Вітавакс 200ФФ	завчасно	84,8	35	251,2	6,98	+1,14
	перед висівом	83,7	34	253,9	6,33	+0,49
Агат-25К	завчасно	77,9	32	251,0	6,66	+0,82
	перед висівом	76,7	32	250,9	6,18	+0,34
Ганоль	завчасно	79,3	33	242,1	6,12	+0,28
	перед висівом	78,2	32	251,7	5,75	-0,09
Мікосан-Н	завчасно	80,7	33	254,5	6,66	+0,82
	перед висівом	82,5	34	255,2	6,42	+0,58
НІР 05	4,7	3,5	5,5

Як і в лабораторних дослідженнях, за результатами польових досліджень встановлено фунгіцидну дію Агату-25К, Ганолю і Мікосану-Н на види роду Fusarium за обох строків обробки, ефективність дії препаратів проти цього збудника коливалась в межах 46-62%. Щодо Penicillium, то дія біопрепаратів більшою мірою проявлялась при їх завчасному застосуванні.

Біологічні препарати стимулювали проростання насіння - польова схожість підвищувалася на 1,5-7,3% (табл. 7), посилювався ріст проростків і рослин в подальші періоди їх вегетації, а саме: зменшувалася кількість загиблих рослин, зростали біометричні показники і урожайність.

Досліджено, що при застосуванні біопрепаратів збільшення продуктивності рослин відбувалося за рахунок зростання маси 1000 насінин: у варіанті з обробкою Агатом-25К - 12,1-12,2 г, Ганолем - 12,9 г, Мікосаном-Н - 15,7-16,4 г.

В результаті досліджень найбільші показники збереженого врожаю отримали при завчасній обробці насіння як хімічним препаратом Вітавакс 200ФФ (еталон), так і біопрепаратами - Агат-25К і Мікосан-Н, також завчасно.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукового завдання, що полягає у визначенні причин погіршення якості насіння кукурудзи та обґрунтуванні заходів обмеження розвитку пліснявіння під час зберігання.

1. Залежно від гідротермічних умов у період молочної або молочно-воскової стиглості насіння кукурудзи уражуєтьсь переважно збудниками фузаріозу, по мірі достигання качанів до мікофлори насіння додається гриби родів Penicillium, Rhizopus, Alternaria, Cladosporium, Trichothecium, а при зберіганні до патогенного комплексу його мікофлори приєднуються гриби родів Trichoderma і Aspergillus.

2. В структурі мікофлори насіння кукурудзи переважають види Fusarium moniliforme Scheld., Penicillium martensii Biorge, Aspergillus flavus Link., Trichoderma harzianum Rifai, частка яких становила 54, 23, 7, 4% відповідно.

3. F. moniliforme виявляє антагоністичні властивості щодо всіх досліджуваних грибів, а P. glandicola і T. harzianum - до As. flavus, в той же час P. glandicola і T. harzianum стимулюють розвиток один одного при температурі 15^оС. При 25^оС F. moniliforme гальмує розвиток лише P. glandicola, а P. glandicola - T. harzianum, щодо решти комбінацій, спостерігається взаємне пригнічення компонентів.

4. Насіння, сильно уражене пліснявінням, втрачає свою життєздатність. Схожість насіння в партіях, що зберігаються протягом шести місяців до весняного висіву, з початковою ураженістю в межах 18-20%, знижується на 5-7%.

5. Шкідливість пліснявіння визначається спектром збудників хвороби, який змінюється залежно від вологості насіння, температурного режиму та тривалості зберігання.

У період зберігання насіння уражується грибами Fusarium spp., які за температури зберігання від 10-15^оС насіння з вологістю 14% є причиною втрати його схожості на 7-53%, при підвищеній вологості насіння (17-20%) - на 100%. Подібна картина спостерігається при ураженні грибами Penicillium spp. за вологості насіння вище 14% і температури зберігання від 10^оС, а Aspergillus spp. - на вологому насінні (17-20%) за температур від 25єС.

6. При зберіганні насіння кукурудзи за температури 5-10°С розвиток грибів - збудників пліснявіння обмежується, при цьому насіння з вологістю 11% зберігає свої посівні якості впродовж тривалого терміну, а за вологості 14% ? протягом шести місяців.

7. Культуральні розчини грибів Fusarium moniliforme Scheld., Aspergillus flavus Link., Penicillium glandicola Oudem. і Trichoderma harzianum Rifai знижують схожість насіння кукурудзи на 14-34%, гальмують ріст проростків на 34-40% і корінців - на 15-27%.

8. Виявлено фунгіцидну активність біопрепаратів щодо спор збудників пліснявіння. Мікосан-Н на 70-100% гальмує проростання конідіоспор всіх протестованих грибів, а Агат-25К і Ганоль - тільки спор T. harzianum.

9. Обробка насіння кукурудзи біопрепаратами Мікосан-Н, Агат-25К, Ганоль зменшує ураженість його пліснявінням на 12,2-38,0% і зберігає схожість насіння на рівні 97,3-98,3% впродовж однорічного зберігання. Ефект дії при застосуванні Мікосану-Н - 61% ? був самий вищий з усіх досліджуваних біопрепаратів.

10. Біопрепарати Мікосан-Н, Агат-25К, Ганоль захищають від пліснявіння висіяне насіння і проростки в полі. Передпосівна обробка насіння Мікосаном-Н (7 л/т) знижувала ураженість проростків на 11,3%, завчасна, за шість місяців до сівби, - на 17,5%, обробка Ганолем - на 10,5 і 13,8% відповідно. Польова схожість в цих варіантах перевищувала контрольну (75,2%) на 1,5-7,3%.

11. При застосуванні біопрепаратів, найвищий врожай зерна одержано у варіантах завчасної обробки насіння Мікосаном-Н, або Агатом-25К - 6,66 т/га.

12. Використання біопрепаратів проти збудників пліснявіння не може повністю замінити хімічний захист, але дає можливість зменшити пестицидне навантаження на навколишнє середовище.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. Оцінку фітопатологічного стану насіння кукурудзи при зберіганні пропонується проводити не тільки за кількісним показником ураженості насіння, а й за інтенсивністю ураження збудниками хвороб.

2. Для обмеження розвитку збудників пліснявіння та збереження кондиційності до весняного висіву, насіння з вологістю 14% і нижче слід зберігати за температури не вище 5-10^оС. Оптимальними умовами для тривалого зберігання насіння, без погіршення його посівних якостей, є вологість 11% та температура не вище 5^оС.

3. Обробку насіння кукурудзи біологічними препаратами Агат-25К (0,2 л/т) і Мікосан-Н (7 л/т) проти пліснявіння рекомендується проводити завчасно, перед закладанням на зберігання.

СПИСОК НАУКОВИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Деревенець К. А. Мікофлора зерна кукурудзи / К. А. Деревенець // Карантин і захист рослин. - 2007. - № 9. - С. 9-10.

2. Деревенець К. А. Ефективність обробки насіння кукурудзи проти патогенної мікофлори / К. А. Деревенець // Бюл. Ін-ту зерн. госп-ва УААН (наук.-метод. центр з проблем зерн. госп-ва). - 2007. - № 31-32. - С. 120-125.

3. Деревенець К. А. Патогени зерна кукурудзи та їх фітотоксичні властивості / К. А. Деревенець // Бюл. Ін-ту зерн. госп-ва УААН (наук.-метод. центр з проблем зерн. госп-ва). - 2008. - № 33-34. - С. 120-122.

4. Терещенко Б. О. Біофунгіциди для обробки зерна / Б. О. Терещенко, О. А. Горщар, К. А. Деревенець // Карантин і захист рослин. - 2008. - № 9. - С. 18-19. (Автором сплановано дослідження та зроблено аналіз даних)

5. Терещенко Б. О. Екологічно безпечний захист насіння кукурудзи від патогенної мікофлори впродовж зберігання / Б. О Терещенко, К. А. Деревенець // Агроекологічний журнал. Спецвипуск. - 2009. - С. 316-318.

6. Деревенець К. А. Гідротермічні умови розвитку патогенної мікофлори зерна кукурудзи: зб. тез IV-ої Міжнар. наук.-практ. конф. молодих вчених (Харків, 2009) / Ін-т рослинництва ім. В. Я. Юр'єва. - С. 108-109.

7. Терещенко Б. О. Вберегти зерно від пліснявіння / Б. О. Терещенко, Г. О. Токарчук, К. А. Деревенець // Farmer - жовт. 2009. - С. 30-31. - (науково-виробничий щомісячник). (Автором сплановано дослідження та зроблено аналіз даних).

Размещено на Allbest.ru

...