Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Посевные и урожайные качества семян яровой пшеницы при повреждении клопами-черепашками

Г.А. Бурлака

В лабораторных и полевых опытах оценивали посевные и урожайные качества зерна яровой пшеницы сорта Кинельская 59 в зависимости от типа повреждения клопом-черепашкой, а также динамику роста растений, степень пораженности бурой ржавчиной и корневыми гнилями. Определяли элементы структуры урожая растений яровой пшеницы, полученных из поврежденных вредителем семян.

Summary

SOWING AND PRODUCTIVE QUALITY OF SUMMER WHEAT SEEDS AFTER THEIR DAMAGE BY CORN-BUGS

G.A. Burlaka

In the field and laboratory experiments the author estimated the sowing and productive quality of summer wheat seeds of the Kinel'skaya 59 variety in connection with damage type by corn-bugs and also the dynamics of plants growth, the degree of infection by brown rust and root rots. The elements of structure of corn crop of summer wheat obtained from damaged seeds were determined. It was shown, that the damage of corn by corn-bugs result in the reduction of sowing and productive quality of seeds and intensity of seedling growth, the portion of lost plants and infected by brown rust at the same time is increased.

Урожайность растений яровой пшеницы в значительной степени зависит от качества семян, которое может снижаться под влиянием неблагоприятных факторов окружающей среды, а также поражения различными видами вредителей: вредная черепашка (Eurygaster integriceps Put.), маврская черепашка (E. maura L.), австрийская черепашка (E. austriacus Schr.), элия остроголовая (Aelia acuminata L.) (1). Особенно опасны эти вредители для зон Северного Кавказа, Среднего Поволжья, Воронежской, Белгородской и Оренбургской областей, где в последние годы численность черепашек была высокой, а поврежденность зерна варьировала от 8 до 40 % (2).

Клопы-черепашки прокалывают клеточные стенки растения, вводят слюну, содержащую большое количество ферментов, что приводит к разрушению тканей, а также изменению ферментативного баланса растений (3). У растений пшеницы в фазу кущения клопы-черепашки повреждают флаговый лист (укол в область центральной жилки), что приводит к скручиванию, деформации, усыханию и отмиранию последнего; в фазу колошения -- стебель, в последующие фазы (молочная, восковая и полная спелость) -- формирующиеся и зрелые зерновки.

Имеется достаточно сведений о влиянии клопов-черепашек на хлебопекарные свойства зерна пшеницы, тогда как воздействие вредителя на посевные и урожайные качества семян зерновых колосовых культур остается малоизученным (4-6). По данным разных авторов, зерновки, поврежденные в фазу молочной и начале восковой спелости, полностью утрачивают способность к прорастанию, в фазы восковой и полной спелости -- в случае поражения зародыша или близлежащих участков; при повреждении части эндосперма, прилегающей к зародышу и отдаленной от него, всхожесть снижается соответственно на 40-50 и 15-20 % (6, 7). Показано, что всхожесть семян, поврежденных в середине и верхушечной части зерновки, составляет соответственно 69,4-76,3 и 73,9-76,6 %, а в зародышевой части -- 19,5-21,9 % (длина проростка при этом сокращается на 54 %, а корней -- в среднем на 20-25 %) (8). Урожайность растений озимой пшеницы, выросших из семян, поврежденных клопом-черепашкой, снижается на 14,8-31,0 % (9).

В задачу нашей работы входила оценка посевных и урожайных качеств зерна яровой пшеницы в зависимости от степени повреждения клопом-черепашкой, а также динамики роста и структуры урожая растений, семена которых были поражены вредителем.

Методика. Опыты проводили в лабораторных и полевых условиях. Объектом исследований служили семена (урожай 2002 года) и растения яровой пшеницы сорта Кинельская 59. Зерновки просматривали под бинокуляром и распределяли по вариантам опыта в зависимости от вида повреждения клопом-черепашкой: I -- неповрежденные (контроль); II, III и IV -- соответственно низкая, средняя и высокая степень повреждения эндосперма латеральной части зерновки в фазу восковой и полной спелости (площадь поражения соответственно 20, 25-50 и более 50 %); V -- повреждение зародыша в фазу восковой и полной спелости; VI -- повреждение в фазу молочной спелости (щуплое зерно с деформированной, морщинистой поверхностью).

Определяли следующие показатели: лабораторную и полевую всхожесть, энергию прорастания и фитосанитарное состояние семян; интенсивность развития зародышевых органов; гибель всходов и растений ко времени уборки; усыхание центрального листа при питании клопов-черепашек в фазу кущения; динамику роста растений и степень поражения последних бурой ржавчиной и корневыми гнилями; структуру урожая (общая и продуктивная кустистость, высота растений, длина колоса, число зерен в колосе, масса зерна с главного колоса, масса зерна с растения и масса 1000 зерен); степень повреждения зерновок клопами-черепашками.

Лабораторный опыт проводили в 3-кратной повторности (n = 100) с использованием рулонов по общепринятой методике (12). Длину корней, колеоптиле и ростка измеряли у 20 проростков каждого варианта в 3-кратной повторности и у всех проростков, полученных из семян с поврежденным зародышем (n = 11). Фитосанитарное состояние семян определяли по окрашиванию фильтровальной бумаги и характерному спороношению (грибы рода Fusarium, Penicillium и Alternaria spp. -- соответственно розовая, желто-зеленая и грязно-серая окраска пятен).

Мелкоделяночный опыт закладывали в питомнике Самарской ГСХА в 6-кратной повторности; в каждом варианте высевали по 50 семян; расположение рядков систематическое. Высоту растений измеряли в фазы третьего листа, кущения и налива зерна. Степень поражения растений бурой ржавчиной определяли в фазу молочной спелости (обследовали каждый лист главного стебля, начиная сверху, за исключением засохших) по специальной шкале, а корневыми гнилями -- в фазу полной спелости зерна (13). Высоту растений, степень пораженности и структуру урожая определяли у 10 растений каждого варианта в 6-кратной повторности, в V варианте (повреждение зародыша семени) -- у пяти образцов. При оценке поврежденности зерна, полученного с растений, семена которых были поражены вредителем, во всех вариантах (кроме V) под бинокуляром обследовали 100 зерновок в 6-кратной повторности, в V варианте -- все зерновки (n = 163).

Результаты. Лабораторная всхожесть семян во II, III, IV, V и VI вариантах опыта была соответственно в 1,9; 2,4; 3,0; 25,4 и 1,8 раза, а энергия прорастания -- в 1,9; 2,2; 3,1; 28,7 и 2,2 раза ниже, чем в контроле (I вариант) (табл. 1). Длина корней, колеоптиле и ростка у проростков, полученных из семян II, III и IV вариантов опыта, была соответственно в 1,1; 1,1-1,2 и 1,2-1,4 раза, V варианта -- в 1,5; 2,8 и 2,5 раза, VI варианта -- в 1,6; 1,3 и 2,1 раза ниже, чем в контроле.

Заметное ухудшение фитосанитарного состояния семян отмечено при низкой (Alternaria spp.) и высокой (Fusarium) степени повреждения эндосперма латеральной части зерновки. Во II и V вариантах опыта поражение семян сапрофитным грибом рода Alternaria spp. было соответственно в 1,6 и 1,1 раза выше, а в III и IV -- в 1,1 и 1,2 раза ниже, чем в контроле. При повреждении семян в фазу молочной спелости (VI вариант) поражаемость грибами была такой же, как в контроле. Семена IV варианта также поражались паразитическими грибами рода Fusarium и сапрофитными грибами рода Penicillium (см. табл. 1).

Полевая всхожесть семян во II, III, IV, V и VI вариантах опыта была соответственно в 2,1; 2,5; 3,3; 29,2 и 1,9 раза ниже, а гибель всходов пшеницы -- в 2,7; 1,6; 2,2; 28,5 и 1,3 раза выше, чем в контроле (табл. 2). Ко времени уборки гибель растений во II, IV, V и VI вариантах опыта была соответственно в 2,1; 1,7; 13,4 и 1,9 раза выше, чем в контроле, а в III варианте -- такой же.

1. Лабораторная всхожесть, энергия прорастания, фитосанитарное состояние семян и интенсивность развития зародышевых органов растений яровой пшеницы сорта Кинельская 59 в зависимости от типа повреждения клопами-черепашками

В фазу кущения клопы-черепашки вызывали усыхание центрального листа растений пшеницы, причем в V варианте опыта его степень была в 2,5 раза выше, чем в контроле; в других вариантах этот показатель незначительно отличался от такового в контроле.

2. Полевая всхожесть семян, доля погибших растений, степень усыхания центрального листа и динамика роста растений яровой пшеницы сорта Кинельская 59 в зависимости от типа повреждения семян клопами-черепашками (мелкоделяночный опыт)

Высота растений, полученных из семян, поврежденных клопами-черепашками, была несколько ниже, чем в контроле. Максимальные различия по этому показателю наблюдались в период интенсивного роста (фаза кущения), а к фазе налива зерна нивелировались (за исключением V варианта опыта). Высота растений, выращенных из семян II, III, IV, V и VI вариантов опыта, в фазу третьего листа была ниже, чем в контроле, соответственно в 1,2; 1,3; 1,4; 1,2 и 1,2 раза, в фазу кущения -- в 1,1; 1,2; 1,2; 1,7 и 1,1 раза, в фазу налива зерна -- в 1,0; 1,0; 1,1; 1,3 и 1,1 раза.

Возбудителем бурой ржавчины пшеницы являются грибы вида Puccinia triticina Eriks (12). Распространенность бурой ржавчины на растениях яровой пшеницы во всех вариантах составляла 100 %. Степень поражения растений во II, III, IV и VI вариантах опыта оказалась соответственно в 1,2; 1,3; 1,4 и 1,3 раза выше, а в V варианте -- в 1,1 раза ниже, чем в контроле (табл. 3).

3. Степень поражения растений яровой пшеницы сорта Кинельская 59 бурой ржавчиной и корневыми гнилями в зависимости от типа повреждения семян клопами-черепашками (мелкоделяночный опыт) (%)

Возбудителем корневых гнилей пшеницы служат грибы видов Fusarium graminearum Shwabe и Helminthosporium sativum P., К. et В. (13). Развитие корневых гнилей на растениях наблюдалось в I (контроль), II, III и VI вариантах опыта. Распространенность болезни и степень поражения растений во II и III вариантах были в 5,0 и 60,6 раза, а в VI варианте -- в 2,5 и 30,3 раза ниже, чем в контроле, где эти показатели достигали максимальной величины.

Показатели всех основных элементов структуры урожая растений яровой пшеницы при повреждении семян клопами-черепашками были ниже, чем в контроле (табл. 4). Общая и продуктивная кустистость растений, полученных из семян II, III, IV, V и VI вариантов опыта, была соответственно в 1,4 и 1,5; 1,5 и 1,7; 1,8 и 2,0; 1,8 и 1,9; 1,5 и 1,6 раза ниже, чем в контроле. Высота растений, полученных из семян II, III и IV вариантов опыта, была в 1,1 раза, а V варианта -- в 1,3 раза ниже по сравнению с таковыми I варианта (неповрежденные семена). Длина главного колоса у растений, выросших из семян II, III, IV, V и VI вариантов опыта, снижалась соответственно в 1,1; 1,2; 1,3; 1,4 и 1,2 раза, а число зерен с главного колоса -- в 1,4; 1,5; 1,6; 2,1 и 1,3 раза по сравнению с контролем.

Масса зерна с главного колоса у растений, выращенных из семян II, III, IV, V и VI вариантов опыта, была соответственно в 1,5; 1,7; 1,9; 2,8 и 1,5 раза, а масса зерна с растения -- в 1,8; 2,0; 2,6; 3,7 и 2,0 раза ниже, чем в контроле. Масса 1000 зерен у растений, выращенных из семян II, III, IV и VI вариантов, снижалась в 1,1-1,2 раза, V варианта -- в 1,4 раза по сравнению с контролем. Степень повреждения клопами-черепашками зерновок с растений, выращенных из семян II, III и IV вариантов опыта, увеличивалась соответственно в 1,2; 1,2 и 1,8 раза, V варианта -- снижалась в 1,3 раза, а VI варианта -- не изменялась по сравнению с контролем (табл. 5). Отмечено варьирование по количеству поврежденных в различной степени зерновок с растений, выращенных из семян, пораженных вредителем в различной степени.

Нами показано, что всхожесть семян при повреждении зародыша и зерновок в фазу молочной спелости снижалась соответственно на 90-91 и 43-44 %, но они не утрачивали способности к прорастанию полностью, как утверждают ряд авторов (6, 7). Наиболее низкие посевные качества зерна при повреждении зародыша обусловлены поражением или гибелью последнего. У проросших семян резко снижалась интенсивность развития зародышевых органов. Однако низкую всхожесть семян при повреждении клопами-черепашками можно объяснить не только поражением и гибелью зародыша (6-8).

4. Элементы структуры урожая растений яровой пшеницы сорта Кинельская 59 в зависимости от типа повреждения семян клопами-черепашками (мелкоделяночный опыт)

5. Доля поврежденных в разной степени клопами-черепашками зерновок растений яровой пшеницы сорта Кинельская 59, выращенных из семян с различным типом поражения вредителем (мелкоделяночный опыт)

При поражении клопами в зерновках снижается содержание запасных веществ (белков, крахмала и жиров), а также ферментов, оказывающих влияние на прорастание. Так, в поврежденной части зерновки под воздействием внесенной клопами протеиназы половина суммарного белка расщепляется до низкомолекулярных азотистых соединений (4). При поражении вредителями число зерен крахмала в поле зрения микроскопа в 2,8 раза ниже, чем в неповрежденных зерновках (14). При прорастании зерна резко повышается активность ферментов, в первую очередь гидролаз (амилаза, протеаза, липаза), осуществляющих расщепление сложных веществ эндосперма до более простых, необходимых для развития зародыша (4).

Снижение всхожести семян при увеличении интенсивности повреждения может быть вызвано как уменьшением содержания питательных веществ в зерновках вследствие питания клопов-черепашек, так и недоступностью питательных веществ из-за низкой активности гидролаз. Семена, поврежденные в фазу молочной спелости (несмотря на низкую массу), обладали более высокой всхожестью по сравнению с таковыми, поврежденными в период молочно-восковая спелость--полная спелость. Как известно, растения, поврежденные на ранних фазах вегетации, быстрее восстанавливаются (3).

Более интенсивное заражение семян сапрофитными грибами рода Alternaria spp. наблюдалось при низкой степени повреждения эндосперма латеральной части и поражении зародыша, так как в зерновках сохранялось достаточное количество питательных веществ, но они были более уязвимыми по сравнению с неповрежденными; при уменьшении запаса питательных веществ интенсивность заражения снижалась. Паразитические (Fusarium) и сапрофитные (Penicillium) грибы поражали наиболее ослабленные семена (высокая степень повреждения эндосперма латеральной части зерновки). Ослабленные растения из-за снижения иммунитета интенсивно поражались бурой ржавчиной, за исключением полученных из семян с поврежденным зародышем. Степень поражения корневыми гнилями растений, выросших из неповрежденных семян, оказалась выше, чем в других вариантах опыта.

Показатели структуры урожая растений, выращенных из семян, поврежденных в фазу молочной спелости и с поражением эндосперма латеральной части зерновки, снижались в 1,1-2,6 раза, а при поражении зародыша -- в 1,4-3,7 раза. В фазу кущения клопы-черепашки вызывали значительное усыхание центрального листа растений, выращенных из семян с поврежденным зародышем, то есть вредители поражали наиболее ослабленные растения, отстающие в развитии. Степень поражения клопами-черепашками зерновок с растений, выращенных из семян с поврежденным эндоспермом латеральной части, увеличивалась, а при повреждении зародыша -- уменьшалась по отношению к контролю.

Таким образом, данные наших исследований свидетельствуют о том, что при повреждении клопами-черепашками посевные и урожайные качества семян яровой пшеницы резко снижаются, особенно при поражении зародыша. Число погибших растений яровой пшеницы, выращенных из семян, поврежденных клопами-черепашками, как в фазу проростков, так и ко времени уборки урожая возрастает, интенсивность роста проростков и растений снижается; пораженность растений бурой ржавчиной увеличивается (за исключением особей, выращенных из семян с поврежденным зародышем), а корневыми гнилями -- уменьшается. зерно с растений яровой пшеницы, выращенных из поврежденных семян, более интенсивно поражается клопами-черепашками, за исключением образцов, выращенных из семян с поврежденным зародышем.

Литература

пшеница клоп черепашка семя

В а в и л о в П.П., Г р и ц е н к о В.В., К у з н е ц о в В.С. и др. Растениеводство. М., 1979: 494-495.

А л е х и н В.Т. Вредная черепашка. Защита и карантин растений, 2002, 4: 65-92.

П о п к о в а К.В. Учение об иммунитете растений. М., 1979: 145-187.

К р е т о в и ч В.Л. Биохимия зерна. М., 1981.

А р е ш н и к о в Б.А., С т а р о с т и н С.П. Вредная черепашка и меры борьбы с ней. М., 1982.

А р е ш н и к о в Б.А., С т а р о с т и н С.П. Вредная черепашка. М., 1992.

Р а д з и е в с к а я С.Б. Клопы-черепашки и меры борьбы с ними. М., 1941.

Г р и г о р о в П. Влияние повреждений Eurygaster integriceps на посевные качества пшеницы. Растениеводческие науки, 1989, 26, 2: 29.

П и с а р е н к о В.Н., С у м а р о к о в А.М. Эколого-физиологические аспекты последействия повреждения растений и семян вредителями. Сел. и сем., 1985, 58: 71-76.

Ч у л к и н а В.А., Т о р о п о в а Е.Ю., Ч у л к и н Ю.И. и др. Агротехнический метод защиты растений. М., 2000: 295-298.

Т к а ч Р.М., Ц и у л и н а Г.А., Н е с т е р о в а А.С. Методические указания по проведению обследований на выявление вредителей и болезней растений. Куйбышев, 1977.

П е р е с ы п к и н В.Ф. Сельскохозяйственная фитопатология. М., 1982: 49-52.

К о ш е л е в а А.Б. Влияние агротехнических приемов на пораженность яровой пшеницы корневыми гнилями. Самара, 1997.

С а з о н о в А.П. Характер анатомического строения зерновок разных по устойчивости к вредной черепашке сортов пшеницы. Тр. ВИЗР. Л., 1973, 37: 76-81.

Размещено на Allbest.ru