Комплекс фітонематод агроценозів хмелю та заходи регуляції його чисельності в зоні Полісся та Лісостепу України

Размещено на http://www.allbest.ru/

3

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

КОМПЛЕКС ФІТОНЕМАТОД АГРОЦЕНОЗІВ ХМЕЛЮ ТА ЗАХОДИ РЕГУЛЯЦІЇ ЇХ ЧИСЕЛЬНОСТІ В ЗОНІ ПОЛІССЯ ТА ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

06. 01. 11 -- фітопатологія

БАБИЧ ОЛЕКСАНДР АНАТОЛІЙОВИЧ

Київ-2010

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Національному університеті біоресурсів і природокористування України

Науковий керівник - доктор біологічних наук, професор член-кореспондент НААН України, заслужений діяч науки і техніки України Сігарьова Діна Дмитрівна, Інститут захисту рослин НААН України, завідуюча лабораторією нематології

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, Крючкова Лариса Олексіївна Житомирський національний агроекологічний університет, професор кафедри захисту рослин кандидат біологічних наук

Жиліна Тетяна Миколаївна, Чернігівський національний педагогічний університет імені Т.Г. Шевченка, доцент кафедри екології та охорони природи

Захист відбудеться „21” грудня 2010 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.02 у Національному університеті біоресурсів і природокористування України за адресою: 03041, Київ - 41, вул. Героїв Оборони, 15, навчальний корпус №3, ауд. 65

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

Автореферат розісланий „20” листопада 2010 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради М.С. Мороз

паразити ризосфері рослина хміль

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Хміль ? багаторічна витка рослина з однорічними надземними пагонами. Це так звана "монокультура", яку вирощують на одному місці багато років. Внаслідок цього створюються сприятливі умови для розвитку і накопичення шкідливих організмів. На уражених плантаціях різко знижується врожайність, погіршується товарна якість шишок, спостерігається значне пригнічення і загибель рослин. Тому, одним із основних заходів збільшення валового збору хмелю і поліпшення його якості є надійний захист насаджень від патогенних організмів, серед яких одними з найменш вивчених є паразитичні нематоди. За низької вихідної зараженості нематоди тривалий період можуть залишатися непоміченими і тільки при високій їх чисельності з'являються візуальні ознаки ураження рослин. Зважаючи на мікроскопічні розміри і прихований спосіб існування, головною проблемою залишається вдосконалення моніторингу паразитичних нематод для своєчасного виявлення, локалізації і запобігання подальшому розселенню.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась згідно з тематикою Національного університету біоресурсів і природокористування України „Розробка високопродуктивних сенсорних систем аналізу властивостей грунту” (номер державної реєстрації 0110U002860), Інституту захисту рослин НААН України „Розробити наукові основи моніторингу збудників нематодозів польових, овочевих, лісових та декоративних культур” (номер державної реєстрації 0106U009278) та Інституту сільського господарства Полісся НААН України “Розробити екологічно-безпечну енергоресурсозберігаючу систему захисту хмелю від шкідників, хвороб і бур'янів в умовах України” (номер державної реєстрації 0106U009278).

Мета і завдання дослідження. Основною метою нашої роботи було уточнення видового складу нематод ризосфери хмелю, вивчення біологічних особливостей і динаміки чисельності домінуючих видів, встановлення рівнів їх шкідливості, удосконалення методів виявлення та заходів захисту хмеленасаджень.

Для досягнення цієї мети вирішували такі завдання:

- визначити видовий склад та структуру комплексу нематод ризосфери хмелю;

- вивчити динаміку чисельності червоподібних нематод залежно від абіотичних факторів;

- визначити рівні шкідливості домінуючих видів та комплексу фітопаразитичних нематод хмелю;

- удосконалити методи виявлення та розробити балові шкали візуальної оцінки ступеня ураження насаджень хмелю стебловою і хмельовою цистоутворюючою нематодами;

- уточнити біологічні особливості хмельової цистоутворюючої нематоди;

- дослідити вплив антропічних факторів (обробіток грунту, застосування добрив, хімічних препаратів тощо) та удосконалити комплекс заходів захисту хмелю від фітонематод.

Об'єкт дослідження. Фітонематоди, хміль.

Предмет дослідження. Зміни структури нематодокомплексів хмелю під впливом абіотичних, біотичних та антропічних факторів.

Методи дослідження. Маршрутні обстеження - встановлення рівня заселеності хмеленасаджень комплексом фітопаразитичних нематод; лабораторно-польові - визначення видового складу і дослідження динаміки чисельності нематод у ризосфері коренів хмелю; польові - вивчення біологічних особливостей, встановлення рівнів шкідливості, визначення ефективності дії хімічних препаратів; статистичні - встановлення достовірності результатів експериментальних досліджень на основі дисперсійного, регресійного та кореляційного методів.

Наукова новизна одержаних результатів. Уточнено видовий склад нематод ризосфери хмелю в зоні Полісся та Правобережному Лісостепу України, який включає 30 видів, що належать до 5 рядів, 18 родин і 26 родів. Вивчено динаміку чисельності нематод різних еко-трофічних груп залежно від погодних умов та систем удобрення. Уточнено фенологію та тривалість розвитку хмельової нематоди. Досліджено особливості і встановлено закономірності вертикального розподілу та горизонтального поширення домінуючих видів фітогельмінтів. Удосконалено методи виявлення та обліку паразитичних нематод хмелю. Встановлено кореляційну залежність втрат урожаю від рівня заселеності хмелю стебловою нематодою Ditylenchus destructor, хмельовою цистоутворюючою нематодою Heterodera humuli та комплексом фітогельмінтів і розраховано пороги їх шкідливості. Вивчено вплив органічних і мінеральних добрив на рівень заселеності грунту фітогельмінтами та урожайність хмелю. Визначено протинематодну ефективність дії ряду хімічних препаратів.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблено балові шкали оцінки ступеня ураженості хмелю Heterodera humuli та Ditуlenchus destructor. Встановлено основні джерела розселення фітонематод та запропоновано заходи оздоровлення посадкового матеріалу. Розроблено регресійні рівняння прогнозу потенційних втрат урожаю шишок хмелю залежно від вихідної чисельності домінуючих видів фітогельмінтів. Обґрунтовано оптимальні норми витрати ряду хімічних препаратів (Маршал 25, к.е., Актара 25 WC, в.г., Регент 20 G, г.).

Удосконалено комплекс протинематодних заходів на хмелю за раціонального поєднання організаційно-господарських (підготовка ділянок під закладку хмільників, оздоровлення саджанців), агротехнічних (оптимальна система удобрення), селекційних (використання посадкового матеріалу in vitro) та хімічних засобів захисту (внесення хімічних препаратів у грунт).

Особистий внесок здобувача. Дисертаційну роботу виконано автором особисто. Конкретна участь автора полягала в розробці програми, проведенні лабораторних та польових досліджень, узагальненні, аналізі та математичній обробці отриманих експериментальних даних, підготовці наукових звітів та друкованих праць.

Визначення видів фітонематод здійснено в лабораторії нематології під керівництвом та за особистої участі доктора біологічних наук, член-кореспондента НААНУ Д.Д. Сігарьової. Автор дякує колективам лабораторії нематології Інституту захисту рослин НААНУ та відділу захисту рослин Інституту сільського господарства Полісся НААНУ за сприяння у виконанні роботи та надання консультацій.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати дисертаційної роботи доповідалися на конференції молодих учених Національного аграрного університету (2006 р.), Інституту захисту рослин „Інтегрований захист рослин. Проблеми та перспективи” (2007 р.), Сумського національного аграрного університету „Молоді вчені в аграрному секторові” (2007 р.), Дніпропетровського національного університету „Сучасні проблеми інтродукції і акліматизації рослин” (2008 р.), Нікітського ботанічного саду „Интродукция и селекция лекарственных растений” (2009 р.), Донецького ботанічного саду „Інтродукція, селекція та захист рослин” (2009 р.), Уманського державного аграрного університету „Всеукраїнська наукова конференція молодих вчених” (2009 р.), Інституту агроекології „Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва” (2009 р.), Російського державного аграрного заочного університету „Ресурсосберегающее земледелие на рубеже ХХІ века” (2009 р.), Донецького ботанічного саду „Промислова ботаніка: стан та перспективи розвитку” (2010 р.).

Публікації. За результатами дисертаційних досліджень опубліковано 18 наукових праць, серед них 8 статей у фахових наукових виданнях, 8 матеріали конференцій та 2 методичні рекомендації.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 150 сторінках, включає 22 таблиці та 14 рисунків. Складається із вступу, п'яти розділів, висновків, рекомендацій виробництву та додатків. У списку використаних літературних джерел 205 найменувань, у тому числі 109 іноземних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційної роботи, проаналізовано стан проблеми, сформульовано мету і основні завдання досліджень, визначено наукову новизну та практичну цінність роботи, наведено відомості про апробацію результатів досліджень, структуру та обсяг роботи.

Огляд літератури

На підставі аналізу і узагальнення літературних даних висвітлено стан вивчення паразитичних нематод хмелю, їх морфологічні та біологічні особливості, описано симптоми ураження рослин, наведено сучасні заходи захисту. Широке розповсюдження та значна шкідливість фітонематод вимагає вдосконалення методів виявлення та ідентифікації, а також пошуку нових високоефективних засобів захисту хмелю.

Місце, умови та методика проведення досліджень

Наукові дослідження за темою дисертаційної роботи проводили впродовж 2006-2009 рр. на хмелеплантаціях ДПДГ „Хмелярство” Інституту сільського господарства Полісся НААНУ, НДГ „Великоснітинське” Національного університету біоресурсів і природокористування України, ТОВ „Кремінець” Рожищенського району Волинської області, фітоцентру „Голосієво” Національного університету біоресурсів і природокористування України за загальноприйнятими методиками (Кирьянова, Кралль, 1969; Метлицкий, 1978; Сигарёва, 1986). Щільність популяції хмельової цистоутворюючої нематоди визначали за кількістю личинок і яєць у цистах, виділених із 100 см³ грунту флотаційно-лійковим методом. Фіксування нематод здійснювали ТАФом. Анально-вульварні пластинки цист нематод виготовляли за методикою Кирьянової, Кралль (1969). Морфологічні і морфометричні показники нематод вивчали на тимчасових водно-гліцеринових препаратах із застосуванням сучасних мікроскопів.

Для визначення статусу домінування видів використовували коефіцієнт постійності Кассагнау (СС) (Cassagnau, 1961), а подібності видового складу - індекс Жаккарда (Jaccard, 1912).

Ефективність дії хімічних препаратів визначали за формулою Еббота (Трибель та ін., 2001).

Статистичну обробку отриманих експериментальних даних проведено методом дисперсійного та кореляційно-регресійного аналізу (Доспехов, 1985).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Комплекс фітонематод ризосфери хмелю

Охарактеризовано особливості структури комплексів фітонематод ризосфери хмелю в різних зонах вирощування. Всього в ризосфері хмелю виявлено 30 видів фітонематод, які належать до 5 рядів, 26 родів та 18 родин.

За таксономічною структурою до ряду Tylenchidae належить 49% видів, Rhabditida -36%, Dorylaimida -7%, Enoplida -4% і Araeolaimida -4%.

Встановлено, що багаторічне вирощування хмелю в монокультурі сприяє формуванню стабільного комплексу фітонематод з досить невеликою кількістю домінуючих видів: фітопаразитів - 4 - 6, мікогельмінтів - 5 - 7 і сапробіонтів - 12 - 15.

За видовим складом червоподібних нематод різні агроценози хмільників суттєво не відрізнялися. Залежно від тривалості вирощування хмелю спостерігалася тенденція до накопичення спеціалізованих фітопаразитичних видів, серед яких домінував Ditylenchus destructor. Цей вид зустрічався в усіх зонах вирощування хмелю.

Рис. 1. Таксономічна структура комплексу фітонематод агроценозів хмелю.

Хмельову цистоутворюючу нематоду знаходили переважно на старих плантаціях (ДПДГ „Хмелярство” Житомирська обл., ТОВ „Кремінець” Волинська обл.). Tylenchorhynchus dubius, домінуючий в ризосфері хмелю в ДПДГ „Хмелярство” і в ТОВ „Кремінець”, часто виявляли на хмільниках в НДГ „Великоснітинське” і фітоцентрі „Голосієво”, ектопаразита коренів Longidorus elongatus ? в ризосфері хмелю ДПДГ „Хмелярство” і ТОВ „Кремінець” і рідко в НДГ „Великоснітинське”. Подібні результати одержали для Helicotylenchus dihystera. Це свідчить про обмеженість живлення цих видів рослинами хмелю.

Рис. 2. Співвідношення нематод різних трофічних груп у ризосфері хмелю.

Мікогельмінти поширені у всіх обстежених агроценозах. Найбільша кількість видів належить до родин Aphelenchoididae і Tylenchidae. Спільним домінуючим видом для всіх зон був Aglenchus agricola, вид Aphelenchus avenae домінував тільки на хмільниках НДГ „Великоснітинське” і фітоцентрі „Голосієво”.

Серед сапробіонтів спільних домінуючих видів для всіх зон дослідження не відмічено. Домінуючими видами ризосфери рослин хмелю в ДПДГ „Хмелярство” були Cephalobus persegnis, Eucephalobus oxiuroides, Eucephalobus mucronatus і Eudorilaimus obtusicaudatus; в ТОВ „Кремінець”- Cephalobus persegnis і Eudorilaimus obtusicaudatus; в НДГ „Великоснітинське” - Acrobeloides butschli, Panagrolaimus rigidus і Eucephalobus oxiuroides; в фітоцентрі „Голосієво”- Acrobeloides butschli, Eucephalobus mucronatus, Mesorabditis monochystera, Eucephalobus oxiuroides.

Залежно від рівня ураження рослин і інтенсивності протікання патологічного процесу, кількісний і якісний склад нематодофауни зазнавав коливань. У здорових і слабо уражених тканинах підземних органів хмелю переважали фітопаразитичні види, а при значному розкладанні - сапробіонти і мікогельмінти.

Для всіх обстежених хмелеплантацій встановлено високі ступені подібності домінуючих видів нематод. Головним чинником впливу на формування нематодофауни була рослина-господар. Виявлені нами незначні відмінності видового складу ймовірно залежали від грунтово - кліматичних умов, наявності мікологічних організмів, продуктів розпаду органічних речовин, які впливали на існування і накопичення мікогельмінтів та сапробіонтів.

Зниження продуктивності хмільників у межах 5% (цей показник найчастіше використовується в захисті рослин як економічний поріг шкідливості) становить для стеблової нематоди на молодих насадженнях 8 екз./1г коренів, старих хмільниках ? 9 екз./1г коренів, комплексу червоподібних фітонематод відповідно 9 і 11 екз./1г коренів (табл. 1.).

Таблиця 1 Регресійні рівняння втрат урожаю залежно від чисельності фітонематод в ризосфері і тканинах коренів хмелю

Види фітонематод	Коефіцієнт кореляції (r)	Рівняння регресії
Ditylenchus destructor (старі хмільники)	-0,90	Y= 123,03 - 12,947 ln(X)
Комплекс червоподібних фітонематод (старі хмільники)	-0,91	Y= 124,46 - 12,028 ln(X)
Ditylenchus destructor (молоді насадження)	-0,94	Y= 124,74 - 13,538 ln(X)
Комплекс червоподібних фітонематод (молоді насадження)	-0,92	Y= 120,34 - 12,258 ln(X)
Heterodera humuli + Ditylenchus destructor	-0,89	Y= 184,33 - 8,925 ln(X1) - 13,431 ln(X2)

При сумісному заселенні хмелю економічний поріг шкідливості становив 5-15 екз./1г коренів стеблової нематоди і 251-500 я+л/100 см³ грунту хмельової нематоди.

Динаміку чисельності нематод різних екотрофічних груп досліджували впродовж 2006-2007 років в НДГ „Великоснітинське” Київської області. Встановлено основні закономірності коливань їх чисельності під час вегетації молодих насаджень хмелю. Відмічена тенденція поступового збільшення щільності на початку вегетаційного періоду і періодичних коливань в літні місяці. Чисельність червоподібних нематод з деяким запізненням збільшувалась після рясних опадів і навпаки, скорочувалась в посушливі періоди вегетації. В серпні ? на початку вересня популяція нематод була великою, а в кінці вересня ? в жовтні знову спостерігали спад їх чисельності, зумовлений зниженням температурного режиму грунту. За високих запасів продуктивної вологи зростання чисельності комплексу нематод у ранньовесняний період більше залежало від підвищення температури, а в літні місяці особливо в липні та серпні обмежуючим чинником була низька вологість грунту. За оптимуму абіотичних факторів і наявності трофічних ресурсів чисельність популяцій нематод досягала максимальних показників, а за їх зміни вона зменшувалась.

Особливості розвитку хмельової цистоутворюючої нематоди

Незважаючи на давність виявлення хмельової нематоди, ряд питань морфо-анатомічної будови та біолого-екологічних особливостей залишаються недостатньо вивченими. Проблема визначення видової належності хмельової нематоди ускладнюється знаходженням на кропиві дводомній в насадженнях хмелю морфологічно подібних цист. Враховуючи, що цей вид потенційно може розмножуватися на хмелю, нам необхідно було підтвердити чи спростувати це припущення.

Проведеними дослідженнями доведено існування двох різних біологічних видів, незважаючи на деяку подібність будови самок і цист. На хмелі паразитує хмельова цистоутворююча нематода Heterodera humuli. Інший вид - кропив'яна цистоутворююча нематода Heterodera urticae ? супутній вид, рослиною-живителем якої є кропива дводомна. Проведена нами порівняльна оцінка морфометричних показників цист дозволила виділити критерії для їх об'єктивного визначення. Постійними ознаками їх ідентифікації є будова анально-вульварної пластинки. У хмельової цистоутворюючої нематоди вона біфенестрового типу - напівфенестри розділені широким вульварним мостом. У кропив'яної нематоди ? анально-вульварна пластинка амбіфенестрового типу - напівфенестри зближені і розділені вузьким вульварним мостом.

Вивчення онтогенезу хмельової нематоди дозволило встановити настання окремих фаз розвитку залежно від умов навколишнього середовища, що має велике значення для розробки методів моніторингу і оптимізації проведення захисних заходів (табл. 4). За нашими спостереженнями, початкове відродження інвазійних личинок із цист відбувалося в другій половині квітня - на початку травня, коли середньодобова температура ґрунту перевищувала 10 ⁰С. Найбільше заселення ризосфери відмічено в період активного росту коренів, виділення яких стимулювало масове відродження личинок другого віку. Часті інтенсивні дощі наприкінці травня, в червні та липні сприяли подовженню термінів заселеності коренів інвазійними личинками.

Самки ставали статевозрілими в середньому через 12-17 діб з часу їх масової появи на коренях. Залежно від погодних умов тривалість яйцекладки тривала від 2 до 3 тижнів. Перші цисти із повністю сформованими личинками нової генерації в яйцевих оболонках реєстрували в середині липня. Проте масове завершення генерації спостерігали в кінці липня - серпні. В наступні два місяці більша частина цист осипалася з коренів і залишалася зимувати в ґрунті.

Рис. 3. Вертикальний розподіл нематоди Heterodera humuli в ризосфері хмелю (ТОВ „Кремінець”, Волинської обл., 2006-2007 рр.).

Хмельова цистоутворююча нематода є високоспеціалізованим фітопаразитом. Переважна частина її популяції (79,1 %) по вертикальному профілю дерново-підзолистого грунту знаходиться на глибині 0-20 см в зоні максимального розміщення вторинної кореневої системи. На глибині 21-40 см виявлено 15,4 %, а понад 60 см зустрічаються тільки поодинокі цисти. Таким чином, для об'єктивної оцінки ступеня зараженості хмільників хмельовою нематодою зразки грунту доцільно відбирати на глибину до 40 см.

Заходи регуляції чисельності фітопаразитичних нематод хмелю

З врахуванням біологічних особливостей нами розроблена схема моніторингу хмельової та інших паразитичних нематод хмелю (табл. 4). Щорічна ідентичність кормових ресурсів призводить до накопичення комплексу специфічних для цієї культури паразитичних видів фітонематод, які завдають їй значних збитків та потребують контролюючих заходів. Для об'єктивного встановлення рівня зараженості ними хмільників, грунтові зразки доцільно відбирати в безпосередній близькості до рослин у зоні максимального розміщення кореневої системи. За ширини міжрядь 3 м, відбір первинних виїмок грунту необхідно проводити за схемою 6х6 метрів.

У період вегетації хмільників ступінь ураження рослин на гетеродероз і дитиленхоз доцільно також визначати згідно з розробленими баловими шкалами (табл. 2, 3).

Таблиця 2 Балова шкала оцінки ступеня ураження дитиленхозом підземних органів хмелю

Бал	Ступінь ураження	Уражено поверхні маток, %	Типові ознаки ураження кореневої системи
1	Дуже слабкий	<10	Візуально не помітні, на дотик тканини коренів у місцях ураження розм'якшені
2-3	Слабкий	11-25	Побуріння тканин, дрібні плями некрозів
4-5	Середній	26-50	Великі за площею некрози, глибоке ураження тканин, невеликі гнилісні плями
6-7	Сильний	51-75	Дуже великі, місцями суцільні некрози, часткове загнивання маток
8-9	Дуже сильний	>75	Повне загнивання маток, загибель рослини

На відміну від типових польових сівозмін, де чергування культур призводить до порушення трофічних зв'язків фітофагів, вирощування хмелю в монокультурі впродовж багатьох років, деякою мірою наближує його до біоценозу з періодичним втручанням у всі процеси господарської діяльності людини.

При вирощуванні хмільників у монокультурі, досягнути надійного захисту можна лише за раціонального поєднання різних методів: організаційно-господарського, агротехнічного, селекційного, а в разі значної загрози насадженням хмелю також і хімічного.

Враховуючи високу потенційну заселеність попередників і бур'янів стебловою нематодою, доцільно угіддя перед закладкою хмільників, залежно від рівня вихідної зараженості грунту, витримувати під чистим паром впродовж 1-2 років. У випадку виявлення навіть поодиноких цист хмельової нематоди такі ділянки вважаються непридатними під хмелеплантації.

Садивний матеріал ? основне джерело поширення фітопаразитичних нематод. Тому, отримання якісних, оздоровлених саджанців нині є однією із актуальних задач. Головне і бічні кореневища, а також головні корені найбільш заселені нематодами.

Таблиця 3 Балова шкала оцінки ступеня ураження хмелю хмельовою цистоутворюючою нематодою

Бал	Ступінь ураження	Кількість самок, екз. / рослину	Візуальні ознаки ураження
0	Немає	0	Немає
1	Дуже слабкий	1-25	Переважно не проявляються
2-3	Слабкий	26-50	Незначний хлороз листків нижнього ярусу
4-5	Середній	51-100	Відставання в рості, часткова кропивоподібність і хлороз листків нижнього і середнього ярусу
6-7	Сильний	101-150	Пожовтіння листків нижніх ярусів, у спеку - слабке в'янення листя, мичкуватість коренів
8-9	Дуже сильний	>150	Значне пригнічення росту і розвитку, менше стеблування, дрібні шишки, недорозвиненість кореневої системи

Для отримання посадкового матеріалу, вільного від фітопаразитичних нематод, використовували технологію in vitro. Після однорічної вегетації сумарна чисельність комплексу фітонематод висаджених у відкритий грунт саджанців була меншою, порівняно із садивним матеріалом, отриманим за загальноприйнятою технологією, що позначалося на їх рості і розвитку.

Внесення органічних і мінеральних добрив в оптимальних співвідношеннях згідно із зональними рекомендаціями, сприяє кращому росту і розвитку рослин, а відповідно і підвищує витривалість хмелю до комплексу фітопаразитичних нематод. Найвищу врожайність хмелесировини сорту Слов'янка отримали у варіанті з використанням оздоровлених саджанців і сумісного застосування органічних та мінеральних добрив (гній 60 т/га + N₁₀₀Р₁₂₀К₁₂₀). Разом з тим, загальна чисельність комплексу нематод на удобрених ділянках була в 1,1-1,3 рази вищою порівняно з контролем (без добрив).

Проведені нами дослідження дозволили встановити чітку тенденцію до збільшення чисельності нематод з початком активної вегетації хмелю. Тому, застосування хімічних препаратів має першочергово запобігати заселеності рослин у найуразливіші початкові фази їх росту і розвитку. За таких умов оптимальним і технологічним способом було внесення препаратів навесні у прикореневу смугу рослин під час обрізування підземних органів хмелю. Встановлено, що всі досліджені хімічні препарати негативно впливали на чисельність комплексу фітопаразитичних нематод (рис. 4.)



Рис. 4. Ефективність дії хімічних препаратів при внесенні в грунт проти комплексу фітонематод хмелю сорту Заграва (ДПДГ „Хмелярство”, Інституту сільського господарства Полісся НААН України, 2008-2009 рр.).

При цьому, найефективніша захисна дія тривала впродовж перших двох тижнів, а потім поступово знижувалась. Серед досліджених хімічних препаратів для захисту виробничих, а особливо молодих насаджень та розсадників, доцільно віддавати перевагу Маршалу, 25% к.е (2,5 л/га), який крім інсектицидної ефективності проявляв достатньо високу нематицидну дію тривалістю до 45 днів з часу внесення в грунт. Дещо нижчу протинематодну ефективність проявили інсектициди: Регент 20 G, г. і Актара 25 WC, в.г., а також Бі-58 Новий. Зниження рівня чисельності фітонематод у ризосфері і безпосередньо в коренях, у період інтенсивного росту хмелю, забезпечило збереження врожаю в межах 1,3-2,5 ц/га.

На основі проведених досліджень вдосконалено комплекс протинематодних заходів, який дозволяє обмежити шкідливість комплексу фітопаразитичних видів та їх поширення із садивним матеріалом (табл. 4).

Таблиця 4 Моніторинг нематод хмелю та заходи регуляції їх чисельності

Строки проведення обстеження	Об'єкти досліджень	Бал ураження	Рівень загрози	Заходи
За 1-2 роки до закладання хмільників	Хмельова нематода Комплекс червоподібних нематод	- -	Незалежно від чисельності цист	Площі непридатні під хмільники Найдоцільніше чистий пар впродовж 1-2 років
Ранньо-весняний	Живці, саджанці Хмельова цисто-утворююча нематода Стеблова нематода та комплекс інших черво-подібних нематод	1-3 1-3	Джерело розселення нематод	Використання посадкового матеріалу in vitro; змив часток грунту із саджанців для запобігання поширенню цист хмельової нематоди. Вибраковування садивного матеріалу з ознаками ураження. Поглиблена (порівняно з типовою) обрізка та очищення матки і головних кореневищ від некрозів. Внесення в борозни Маршалу, 25% к.е. -2.0 - 2,5 л/га; Актари, 25 WC, в.г. - 0,12-0,14 кг/га; Регенту 20 G, г. -5,0-7,0 кг/га
У період вегетації	Бур'яни - резервати нематод Хмельова цисто-утворююча нематода Стеблова нематода та комплекс черво-подібних нематод	1-9 1-9	Згідно з розробленими баловими шкалами	Систематичні міжрядні розпушування грунту для знищення бур'янів Складання картограми поширеності і визначення ступеня ураженості хмелю. Підживлення ослаблених і викорчовування загиблих рослин
Осінній	Хмельова цисто-утворююча нематода Стеблова нематода та комплекс черво-подібних нематод	1-9 1-9	Згідно з розробле-ними рівнями шкідли-вості	Уточнення фітосанітарного стану насаджень і рівня заселеності угідь комплексом нематод, розробка плану протинематодних заходів на наступний рік

ВИСНОВКИ

1. У ризосфері хмелю виявлено 30 видів фітонематод, які належать до 5 рядів, 18 родин та 26 родів. За екотрофічною класифікацією сім видів належать до фітогельмінтів, шість - мікогельмінтів і 17 - сапробіонтів. Найбільше ? 14 видів, або 49 % від загальної кількості належать до ряду Tylenchida. Домінуючими шкідливими видами, незалежно від зони досліджень, були стеблова нематода Ditylenchus destructor і хмельова нематода Heterodera humuli.

2. Висока ідентичність видового складу в різних зонах досліджень свідчить про наявність стабільного комплексу нематод агроценозів хмелю. Коливання чисельності фітонематод у період вегетації відбувалося головним чином під впливом гідротермічних умов, антропічних факторів, а також залежало від фази онтогенезу хмелю.

3. Вибірковими обстеженнями хмільників Житомирської, Київської, Волинської, Львівської областей стеблову нематоду Ditylenchus destructor виявлено у восьми господарствах, а хмельову Heterodera humuli у шести з них.

4. Нижня температурна межа відродження личинок із цист хмельової нематоди становить 9,3 ⁰С, масове заселення коренів відбувається при температурі вище 14 ⁰С. Повний цикл розвитку залежно від гідротермічних умов триває від 58 до 65 діб. За вегетаційний період відбувається розвиток однієї генерації.

5. Вдосконалено методи виявлення, обліку і діагностування домінуючих видів фітонематод. Розроблено балові шкали оцінки ступеня ураженості рослин і модифіковано методику ґрунтових розкопок. Для об'єктивної оцінки рівня заселеності хмелеплантацій нематодами з найпоширенішою схемою садіння 3,0х1,0 м, зразки грунту необхідно відбирати за сіткою 6х6 метрів на глибину до 40 см.

6. Високі коефіцієнти кореляції (-0,89 -0,94) свідчать про високу залежність між рівнем вихідної заселеності грунту і рослинного матеріалу фітогельмінтами та втратами врожаю, а також можливістю їх прогнозу на основі розрахованих рівнянь регресії. Початкове зниження продуктивності хмільників у межах 5% становить для стеблової нематоди на молодих насадженнях 8 екз./1г коренів, старих хмільниках 9 екз./1г коренів, комплексу червоподібних фітонематод відповідно 9 екз./1г коренів і 11 екз./1г коренів. При одночасному паразитуванні хмельової цистоутворюючої і стеблової нематод втрати врожаю були найвищими.

7. Сумісне застосування органічних та мінеральних добрив (гній 60 т/га + N₁₀₀Р₁₂₀К₁₂₀) забезпечує вищу витривалість рослин хмелю проти комплексу фітонематод. Однак оптимізація умов живлення рослин сприяє збільшенню в 1,1-1,3 рази чисельності фітогельмінтів порівняно з неудобреними ділянками.

8. Вирощування сидератів технологічно ускладнено у зв'язку зі значною кількістю міжрядних обробітків і може призвести до збільшення рівня зараженості грунту червоподібними нематодами. Враховуючи невеликі площі хмільників, перевагу слід віддавати органічним добривам (гною) у нормах внесення згідно із зональними рекомендаціями.

9. Запропоновано метод оздоровлення маток хмелю від фітонематод під час проведення ранньовесняного фітосанітарного обстеження хмільників. Найефективнішим було застосування поглибленої (порівняно з типовою) обрізки уражених частин матки і головних кореневищ.

10. Внесення в борозни на глибину 10-15 см і на відстань 25-30 см від центру головного кореневища хімічних препаратів: Бі-58 Новий, к.е. - 6,0 л/га, Актара 25 WC, в.г. - 0,12-0,14 кг/га, Маршал 25, к.е. - 2,0-2,5 л/га, Регент 20 G, г. - 5,0-7,0 кг/га сприяло зниженню чисельності нематод, особливо впродовж перших двох-трьох тижнів вегетації хмелю.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. Ділянки, відведені під хмелеплантації, слід витримувати 1-2 роки під чистим паром.

2. Для отримання безнематодного посадкового матеріалу використовувати технологію in vitro.

3. Під час проведення ранньовесняного фітосанітарного обстеження хмільників застосувати поглиблену (порівняно з типовою) обрізку уражених частин матки і головних кореневищ.

СПИСОК НАУКОВИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Бабич О.А. Причини накопичення та особливості поширення цистоутворюючих нематод у сучасних агроценозах / О.А. Бабич, А.Г. Бабич // Вісник Сумського національного аграрного університету. - 2006. - Вип. №11-12. - С. 186?192. (Особистий внесок здобувача: проведення досліджень, узагальнення експериментальних даних, написання статті).

2. Бабич А.Г. Способи виявлення цистоутворюючих нематод та заходи контролю чисельності бурякової нематоди / А.Г. Бабич, О.А Бабич., О.П. Матвієнко // Науковий вісник Національного аграрного університету. - 2007. - Вип. 109. - С. 150-154. (Особистий внесок здобувача: отримання експериментальних даних, аналіз та узагальнення результатів).

3. Бабич А.Г. Визначення видового складу цистоутворюючих нематод поширених в Україні / А.Г. Бабич, О.А. Бабич // Науковий вісник Національного аграрного університету. - 2007. - Вип. 116. - С. 147-150. (Особистий внесок здобувача: проведення досліджень, узагальнення експериментальних даних).

4. Бабич А.Г. Морфологічна ідентифікація цистоутворюючих нематод, поширених в Україні / А.Г. Бабич, О.А. Бабич // Наукові доповіді НАУ. - 2008. - №1(9). - Режим доступу до журн.: http://www.nbuv.gov.ua/e-Journals/nd/2008-1/08bagsiu.pdf. (Особистий внесок здобувача: проведення досліджень, узагальнення експериментальних даних).

5. Бабич О.А. Особливості поширення хмельової цистоутворюючої нематоди по вертикальному профілю дерново-підзолистого грунту / О.А. Бабич // Науковий вісник Національного аграрного університету. - 2008. - Вип. 123. - С. 147-150.

6. Сігарьова Д.Д. Комплекс фітонематод агроценозів хмелю / Д.Д.Сігарьова, О.В. Венгер, О.А. Бабич. // Наукові доповіді НУБіПУ. - 2010. - №1(17). - Режим доступу до журн.: http://www.nbuv.gov.ua/e-journals/Nd/2010-1/10sddnha.pdf. (Особистий внесок здобувача: проведення досліджень, узагальнення експериментальних даних).

7. Бабич О.А. Особливості поширення та вдосконалення моніторингу хмельової цистоутворюючої нематоди / О.А. Бабич, А.Г. Бабич // Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. - 2010. - №145. - С. 136-140. (Особистий внесок здобувача: проведення досліджень, узагальнення експериментальних даних, написання статті).

8. Бабич А.Г. Вплив заходів механічного обробітку грунту на поширення цистоутворюючих нематод / А.Г. Бабич, О.А. Бабич, О.П. Матвієнко // Агроекологічний журнал. - 2010. - Спеціальний випуск - С. 27-30. (Особистий внесок здобувача: проведення досліджень, узагальнення експериментальних даних).

9. Бабич А.Г. Екологічні аспекти контролю чисельності цистоутворюючих нематод в агроценозах України / А.Г. Бабич, О.А. Бабич // Інтегрований захист рослин. Проблеми та перспективи: міжнар. наук.-практ. конф., 13-16 листопада 2006р.: тези доп. - К., 2006. - С. 102?103. (Особистий внесок здобувача: отримання експериментальних даних, аналіз та узагальнення результатів).

10. Бабич А.Г. Проблеми нематодозів при інтродукції та акліматизації рослин / А.Г. Бабич, О.А. Бабич // Сучасні проблеми інтродукції та акліматизації рослин: міжнар. наук.-практ. конф. до 75-річчя Ботанічного саду Дніпропетровського національного університету, 8-11 вересня 2008р.: тези доп. - Дніпропетровськ, 2008. - С. 98-99. (Особистий внесок здобувача: отримання експериментальних даних, аналіз та узагальнення результатів).

11. Бабич О.А. Діагностування осередкованого поширення цистоутворюючих нематод / О.А. Бабич, А.Г. Бабич // Всеукраїнська наукова конференція молодих учених, Умань, 2009р.: тези доп. - Умань: Уманський державний аграрний університет, 2009. - Ч.1. - С. 72-73. (Особистий внесок здобувача: проведення досліджень, узагальнення експериментальних даних).

12. Бабич А.Г. Влияние ресурсосберегающих технологий возделывания с.-х. культур на популяции цистообразующих нематод / А.Г. Бабич, О.Е. Дмитриева, О.А. Бабич // Ресурсосберегающее земледелие на рубеже XXI века: 3 междунар. науч.-практ. конф., 2009г.: тезисы докл. - Москва: Рос. гос. аграр. заоч. ун-т., 2009. - С. 15-19. (Особистий внесок здобувача: отримання експериментальних даних, аналіз та узагальнення результатів).

13. Бабич О.А. Моніторинг нематод при інтродукції хмелю / О.А. Бабич, А.Г. Бабич // Интродукция и селекция ароматических и лекарственных растений: междунар. науч.-практ. конф., 08-12 июня 2009 г.: тезисы докл. - Ялта: Национальный научный центр, 2009. - С. 15. (Особистий внесок здобувача: отримання експериментальних даних, аналіз та узагальнення результатів).

14. Бабич О.А. Проблеми нематодозів хмелю в сучасних умовах / О.А. Бабич, А.Г. Бабич // Інтродукція, селекція та захист рослин: друга міжнар. наук.-практ. конф., 6-8 жовтня 2009р.: тези доп. - Донецьк: Донецький ботанічний сад НАН України, 2009. - С. 54-55. (Особистий внесок здобувача: отримання експериментальних даних, аналіз та узагальнення результатів).

15. Бабич О.А. Екологічні основи контролю фітонематод агроценозів хмелю / О.А. Бабич, А.Г. Бабич, С.М. Вигера // Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва: ІІІ Всеукр. наук.-практ. конф. молодих учених, 22-25 вересня 2009р.: тези доп. - Київ: Інститут агроекології УААН, 2009. - С. 110-111. (Особистий внесок здобувача: отримання експериментальних даних, аналіз та узагальнення результатів).

16. Бабич А.Г. Контроль чисельності цистоутворюючих нематод в промислових регіонах України / А.Г. Бабич, О.А. Бабич, О.П. Матвієнко // Промислова ботаніка: стан та перспективи розвитку: VI міжнар. наук. конф., 4-7 жовтня 2010.: тези доп. - Донецьк: Донецький ботанічний сад НАН України, 2010. - С. 41-42. (Особистий внесок здобувача: отримання експериментальних даних, аналіз та узагальнення результатів).

17. Бабич А.Г. Методичні рекомендації до проведення лабораторних занять із напряму 1304 - „Агрономія”: Виявлення, облік та визначення видів цистоутворюючих нематод / А.Г. Бабич, М.Г. Шкаруба, О.А. Бабич - К.: Видавничий центр НАУ, 2007. - 22 с. (Особистий внесок здобувача: підбір та аналіз літературних джерел, формування окремих розділів досліджень).

18. Сігарьова Д.Д. Методичні рекомендації до проведення лабораторних занять із напряму 6.090101 - „Захист рослин”: Виявлення, облік та заходи захисту від найбільш шкідливих нематод хмелю / Д.Д. Сігарьова, А.Г. Бабич, О.А. Бабич, В.М. Венгер - К.: Видавничий центр НУБіПУ, 2010. - 14 с. (Особистий внесок здобувача: опрацювання літератури з теми досліджень, отримання експериментальних даних, аналіз та узагальнення матеріалів, підготовка до друку).

Бабич О.А. Комплекс фітонематод агроценозів хмелю та заходи регуляції його чисельності в зоні Полісся та Лісостепу України. - Рукопис.

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

Досліджено видовий склад та динаміку чисельності комплексу фітонематод агроценозів хмелю. Показано, що тривале його вирощування в монокультурі зумовлює формування в ризосфері стабільного комплексу паразитичних видів. Виділено найшкідливіші види паразитичних нематод, до яких віднесено D. destructor і H. humuli.

Проаналізовано характер та ступінь впливу паразитичних нематод на рослини хмелю. Визначено рівні шкідливості D. destructor, H. humuli і комплексу червоподібних паразитичних нематод на хмелю. Досліджено динаміку чисельності фітонематод за період вегетації хмелю і вплив на неї погодних умов. Показано сукцесію мікогельмінтів, паразитичних і сапробіотичних нематод залежно від ступеня ураження тканин.

Вивчено біологічні особливості розвитку H. humuli на хмелю. Вдосконалено методи виявлення, обліку і діагностування домінуючих видів фітонематод. Розроблено балові шкали оцінки ступеня ураженості рослин. Для об'єктивної оцінки рівня заселеності нематодами хмелеплантацій з найбільш поширеною схемою садіння 3,0х1,0 м, зразки грунту доцільно відбирати за сіткою 6х6 метрів на глибину до 40 см.

Запропоновано метод оздоровлення маток від фітонематод у період проведення ранньовесняного фітосанітарного обстеження хмільників. Вивчено вплив мінеральних і органічних добрив на комплекс фітопаразитичних нематод та урожайність хмелю. Встановлено оптимальні норми витрати та способи застосування хімічних засобів захисту для контролювання чисельності фітопаразитичних нематод. Удосконалено моніторинг та обґрунтовано раціональне застосування протинематодних заходів.

Ключові слова: Стеблова нематода, хмельова цистоутворююча нематода, хміль, шкідливість, зараження, ефективність очищення, зразок грунту, моніторинг, захист рослин.

Бабич А.А. Комплекс фитонематод агроценозов хмеля и мероприятия по регуляции его численности в зоне Полесья и Лесостепи Украины. - Рукопись.

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

Исследован видовой состав и динамика численности комплекса фитонематод агроценозов хмеля. Показано, что продолжительное выращивание хмеля в монокультуре обуславливает формирование в ризосфере стабильного комплекса паразитических видов. Выделены наиболее вредоносные паразитические виды нематод, к которым отнесены D. destructor и H. humulі.

При выборочных обследованиях хмельников Житомирской, Киевской, Волынской и Львовской областей стеблевую нематоду Dіtylenchus destructor выявлено во всех восьми хозяйствах, а хмелевую Heterodera humulі в шести из восьми обследованных.

Проанализирован характер и степень влияния паразитических нематод на растения хмеля. Определены уровни вредоносности D. destructor, H. humulі, а также комплекса червеобразных паразитических нематод на хмеле. Начальное снижение продуктивности молодых насаждений происходит при исходном заселении стеблевой нематодою 8 экз./1 г корней, комплексом фитопаразитических нематод - 9 экз., а насаждений 6 - 15 летнего возраста - 9 и 11 экз. Коэффициенты корреляции свидетельствуют о высокой зависимости между уровнем исходной заселенности почвы, растительного материала фитонематодами и потерями урожая, а также возможностью их прогноза на основе рассчитанных уравнений регрессии. Изучено динамику численности фитонематод и влияние погодных условий на нее. Показана сукцессия паразитических, микогельминтов и сапробиотических нематод в зависимости от степени поражения тканей.

Изучены биологические особенности развития H. humulі на хмеле. Нижняя температура отрождения личинок из цист хмелевой нематоды составляет 9,3 ⁰С, массовое заселение корней происходит при температуре выше 14 ⁰С. За вегетационный период происходит развитие одной генерации.

Усовершенствованы методы выявления, учета и диагностирования доминирующих видов фитонематод. Разработаны балловые шкалы оценки степени пораженности растений и модифицирована методика почвенных раскопок.

Предложен метод оздоровления маток от фитонематод в период проведения весеннего фитосанитарного обследования хмельников. Изучено влияние минеральных и органических удобрений на комплекс фитопаразитических нематод и урожайность хмеля. Совместное применение органических и минеральных удобрений обеспечивает более высокую выносливость растений хмеля к комплексу фитонематод. Оптимизация условий питания растений способствовала увеличению в 1,1-1,3 раза общей численности нематод по сравнению с неудобренными участками. Установлены оптимальные нормы применения химических средств защиты для контролирования численности комплекса фитопаразитических нематод. Внесение в борозды на глубину 10-15 см и на расстояние 25-30 см от центра главного корневища химических препаратов: Би-58 Новый, к.э. - 6,0 л/га, Актара 25 WC, в.г. - 0,12-0,14 кг/га, Маршал 25, к.э. - 2,0-2,5 л/га, Регент 20 G, г. - 5,0-7,0 кг/га существенно снижало численность нематод в почве, особенно в течение первых двух-трех недель. Усовершенствован мониторинг и обоснованно рациональное применение противонематодных мероприятий.

Ключевые слова: Стеблевая нематода, хмелевая цистообразующая нематода, хмель, вредоносность, заражение, эффективность снижения, образец почвы, мониторинг, защита растений.

Babich О.A. Nematodes complex of hops agrocenosis and its control in the Forest and Forest Steppe of Ukraine. - Manuscript.

The dissertation for a scientific degree of candidate of biological sciences in speciality 06.01.11 ? phytopathology. ? National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Kyiv, 2010.

The specific structure and dynamics of number of a complex nematodes hops agrocenosis was investigated. It was shown, that long cultivation of hop in a monoculture caused formation a stable complex of parasitic kinds in soil. It was separated the most nocuous parasitic nematodes are called D. destructor and H. humulі.

Character and degree of influence parasitic nematodes on hops was analysed. It was determined levels of harmful action D. destructor, H. humulі and a complex parasitic nematodes on hops. It was studied dynamics of nematodes amount during vegetation and the influence of weather conditions on them. Communication of kinds parasitic nematodes depending on a degree of defeat of fabrics was shown. Biological features of H. humulі development on hop and its harm are studied. Methods of revealing, the account and diagnosing of dominating kinds nematodes are advanced. Are developed balls scales of an estimation of a degree defeat plants and the technique of soil excavation is modified.

The method of improvement roots from nematodes during carrying out springs fytosanitory inspection of plantations of hop is offered. Influence of mineral and organic fertilizers on a complex parasitic nematodes is studied. Optimum norms of chemical means of protection for monitoring number of a complex parasitic nematodes in ground were established. It was advanced recommendations of the proved and rational application of actions against nematodes.

Key words: Stem nematodes, hop cyst nematodes, hop, harm, infection, efficiency of clarification, the sample to a ground, monitoring, protection of plants.

Размещено на Allbest.ru

...