Влияние агротехнических мероприятий на устойчивость растений

Лекция 13

Тема 5: Пути повышения иммунитета растений в онтогенезе.

Вопросы:

1. Влияние агротехнических мероприятий на устойчивость растений.

2.Воздействие химических и физических агентов

Взаимоотношения между фитофагами и кормовыми растениями контролируются не только генетическими системами этих организмов, но и условиями внешней среды, в которой реализуются потенциальные возможности, как вредителя, так и поврежденного растения. Это обстоятельство обусловливает широкие возможности для усиления многих иммуногенетических барьеров растений за счет направленного изменения условий среды на посевах различных сельскохозяйственных культур.

Среди условий, наиболее сильно сказывающихся на росте, развитии растений и на сдвигах в состоянии их иммуногенетических барьеров, следует назвать темпе­ратуру, солнечную радиацию, обеспеченность растений водой и элементами питания. Каждый этап онтогенеза растений характеризуется своеобразием требований к отдельным факторам среды и их сочетаниям. Недоста­ток в одном из них нарушает их сбалансированность и существенно сказывается на общем ходе ростовых и формообразовательных процессов растений, Эти изме­нения могут существенным образом влиять на условия жизни фитофагов и устойчивость к ним растений. По­скольку в процессе совместной эволюции фитофагов и кормовых растений сложилась определенная синхрон­ность их жизненных циклов, то оптимальные условия среды, ускоряя процессы развития и роста растений, укорачивают критические периоды заселения и повреж­дения их фитофагами. Задержка же развития и роста органов растений приводит к их усиленному поврежде­нию.

Многие иммуногенетические барьеры растений мо­гут быть усилены за счет ускорения процессов диффе­ренциации различных органов и тканей, что может быть достигнуто с помощью некоторых агротехнических мероприятий, в том числе использования минеральных удобрений и регуляторов роста растений. За счет из­менения микроклимата в посевах можно снизить при­влекательность растений для вредителей, а также фор­мирование такого мощного иммуногенетического барь­ера, как выполненность соломины у злаков и др.

Влияние агротехнических мероприятий на устойчивость растений

Все агротехнические мероприятия, способствующие появлению дружных всходов и ускоряющие рост и раз­витие растений, повышают их устойчивость к вредным организмам.

Сроки посева или посадки сильно сказы­ваются на степени повреждаемости растений вредите­лями и заражаемости возбудителями заболеваний. Это обусловливается многими причинами: 1) степенью сов­падения наиболее доступной (для вредителей) фазы развития растений с периодом наибольшей численности и активности вредителя или периодом заражения воз­будителями заболеваний; 2) возрастом повреждаемого или заражаемого растения и в связи с этим измене­нием характера повреждений; 3) образованием у ра­стений к моменту повреждения (поражения) тканей, препятствующих проникновению вредителя или возбу­дителя заболеваний в растение и отдельные его органы.

Ранние сроки посева яровых культур обычно спо­собствуют повышению устойчивости растений к вреди­телям. Оптимально поздние сроки посева дают анало­гичный эффект на озимых посевах колосовых культур.

При наличии в общем массиве поздних посевов пше­ницы они сильнее повреждаются хлебными жуками. Это, как считает В.Н. Щеголев, происходит вследствие того, что по мере созревания пшеницы ран­них сортов жуки концентрируются на более поздних посевах, мягкие зерна которых сильнее привлекают их для питания.

Сроки посева льна оказывают большое влияние наповреждаемость его наиболее опасными вредителями — льняной блошкой и совкой гаммой, а также напора­жение ржавчиной и фузариозом. Лен более поздних сроков посева дает всходы в период массового появле­ния блошки и наиболее усиленного ее питания, в ре­зультате чего многие растениягибнут и после сильноизреживается. Рано посеянный лен к моменту массо­вого появления льняной блошки успевает настолько сильно развиться, что переходит в фазу «елочки», иногда ему блошка не страшна. Аналогичная закономер­ность отмечается при ранних сроках посева тур­непса.

Нормы высева семян определяют густоту стоя­ния растений, что значительно влияет на микроклимат растительного покрова и мощность развития растений. В связи с этим существенно меняется степень повреж­дения посева. Так, в целях регулирования микро­климата на всходах кукурузы в неблагоприятную для шведской мухи сторону в условиях Нечерноземной зоны рекомендуется совмещать посев этой культуры с горо­хом и горчицей, которые на начальных фазах роста ку­курузы затеняют ее. Это резко снижает привлекатель­ность таких посевов для шведской мухи, предпочитаю­щей хорошо освещенные и прогреваемые солнцем ра­стения.

На разреженных посевах стебли конопли более сильно повреждаются стеблевым мотыльком. На загу­щенных посевах вследствие более высокой влажности в травостое создаются благоприятные условия для зара­жения посевов возбудителями заболеваний и их уси­ленного развития.

Под влиянием разных сроков и способов обработки почвы резко меняются многие физиче­ские ее свойства, которые влияют на обитающих в почве фитофагов и возбудителей заболеваний. Пра­вильная обработка почвы призвана ухудшать условия жизни вредных организмов и создавать благоприятные условия для быстрого и дружного появления всходов и хорошего развития растений. Большое значение в улучшении фитосанитарного состояния полей имеют пары, своевременная зяблевая вспашка, предпосевная и междурядные обработки почвы.

Органические, минеральные и другие виды удобрений повышают выносливость растений к вредным организмам. Удобрения прежде всего обес­печивают появление более дружных всходов, быстрый рост растений, что создает разрыв между критическими фазами развития растений и периодом интенсивного питания вредителей и откладкой яиц или периодом их заражения возбудителями заболеваний,

Удобрения могут в значительной мере изменять 'биохимический состав различных тканей растений и тем самым влиять на развитие и численность вредите­лей, поедающих эти ткани. Аналогичное происходит и у возбудителей заболеваний. Элементы минерального питания растений оказывают на них специфическое воз­действие. Так, азотистые удобрения способствуют бо­лее сильному обводнению растительных тканей и утон­чению клеточных оболочек, что сказывается на удлине­нии вегетационного периода и более медленном созре­вании растений. Наоборот, фосфорные и калийные удобрения способствуют формированию более прочных клеточных оболочек, снижению обводнения клеток, ускоренной дифференциации растительных тканей (фор­мированию механически-прочных включений) и сокра­щению сроков вегетации растений. Поэтому избыточное применение азотных удобрений, не сбалансированных по фосфору и калию, обычно снижает степень устой­чивости растений к вредным организмам и повышает потери урожая.

В настоящее время стало известно, что растения, выращиваемые с применением азотных удобрений, являются более привлекательными для сосущих и грызу­щих насекомых по сравнению с растениями, выращи­ваемыми на других удобрительных фонах. Так, одно­стороннее использование азотистых удобрений, не сба­лансированных по фосфору и калию, способствует уси­ленному размножению капустной тли и злаковых тлей на пшенице. Характерно, что односторонние подкормки пшеницы азотом приводят не только к возрастанию численности тлей, но и вызывают сильное поражение растений мучнистой росой. Вспе­циальных опытах эта закономерность была также под­тверждена в отношении пшеничного трипса, вредной черепашки и других сосущих вредителей, а также на­секомых с грызущим ротовым аппаратом — пьявицы красногрудой и зерновой совки.

Было установлено, что уменьшение в капусте коли­чества азота и сахаров, а также накопление фосфора и калия приводят к повышению смертности гусениц ка­пустной белянки и капустной совки, питающихся на таких растениях. В. Ф. Самерсов показал, что изменения в растениях капусты, выращиваемой нафоне фосфорных и калийных удобрений, приводят к существенным морфофункциональным сдвигам в со­стоянии кишечного эпителия средней кишки гусениц капустной белянки, питающихся этими растениями. В частности, происходит увеличение объема клеток и ядер, утолщается перитрофнческая мембрана.

На устойчивость растений к вредителям и болезням могут оказывать влияние некоторые химические препа­раты, применяемые для защиты растений. Так, А.В. Воеводин установил, что гербициды изменяют обмен веществ у обработанных ими культурных и сор­ных растений в сторону повышения содержания сво­бодных аминокислот, легкоусвояемых углеводов, вита­минов и пигментов, что, как правило, снижает устой­чивость растений к сосущим вредителям и некоторым возбудителям заболеваний. Производные мочевины (монолинурон, коротан и др.), а также производные триазина (симазин, метопротрин и др.) усиливают по­ражение яровой и озимой пшеницы мучнистой росой. Вместе с тем известно и противоположное действие гербицидов. Например, опрыскивание пшеницы препа­ратом 2,4-Д незадолго до откладки хлебным пилильщи­ком яиц или вскоре после нее усиливает гибель личи­нок вредителя; внесение в почву трефлана снижает по­ражение капусты килой; далапон, монурон и 2,4-Д снижают поражение ячменя гельминтоспориозом.

Семеноводство имеет важное значение в со­хранении и улучшении урожайных, сортовых и посев­ных качеств сортовых семян. Одной из важнейших за­дач семеноводства является сохранение, а в ряде слу­чаев и повышение устойчивости сортов к вредным ор­ганизмам.

Наибольшие возможности в сохранении и повыше­нии устойчивости сортов к вредным организмам в про­цессе семеноводства создаются у гибридных сортов, сортов-популяций и перекрестноопыляющихся расте­ний. В этих случаях в процессе отбора и размножения лучших семейств и браковки растений.с отрицатель­ными признаками достигается высокий эффект в улуч­шении породных свойств сорта.

Существуют различные системы семеноводства. Для примера рассмотрим принципы и схему улучшающего семеноводства подсолнечника, разработанную академи­ком В.С. Пустовойтом при разработке

Семеноводческая элита.-

В семенном питомнике_ вывракодыдаютсяiceнежелательные формы

Производственные посевы 2-я репМтиия

2-я

Репр одукция Элеватор Маслозавод

Рис. 1. Схема улучшающего семеноводства подсолнечника (по В. С. Пустовойту)

этой системы, позволяющей поддерживать у семяннужный уровень панцирности (признак, обеспечиваю­щий высокую устойчивость к подсолнечниковой огневке и возбудителям заболеваний), В.С. Пустовойти сходил из того, что любой сорт подсолнечника является гиб­ридной популяцией, выравненной по длине вегетацион­ного периода, высоте стебля и окраске семян. Он со­стоит из множества биотипов, наследственно различаю­щихся в той или иной мере между собой по таким важным признакам, как масличность, урожайность, устойчивость к болезням и вредителям и т.д.

В основе работы по улучшению сортов подсолнеч­ника в процессе семеноводства лежит использование внутрисортового переопыления между лучшими биоти­пами сорта, изученными в питомнике оценки потомств, путем выбраковки из состава сорта-популяции минус- вариантов на всех этапах семеноводства.

Выбраковка в процессе семеноводства нежелатель­ных минус-вариантов позволяет улучшать сорт прак­тически в любом направлении. Это обеспечивается: 1) отбором типичных для сорта растений; 2) высевом отобранных семян в питомнике оценки потомств; 3) по­севом в семенном питомнике суперэлиты; 4) посевом элиты.

Отбор типичных для сорта растений желательно проводить в нескольких географически отдаленных пунктах, обязательно на участках семенного питом­ника (суперэлита), засеянных квадратно-гнездовым способом (70X70 см), с оставлением после прорежива­ния одного растения в гнезде. При отборе лучших растений их оценивают по большому ряду биологиче­ских и хозяйственно ценных признаков. Лучшие из отобранных растений на следующий год высевают для оценки породных качеств потомства.

В целях сохранения экологической пластичности сорта в питомнике оценки потомств желательно высе­вать 100—150 семей сорта-популяции. Из этого коли­чества выделяют 25—30 % лучших семей, превосходя­щих контроль по комплексу признаков. Сортом-конт-ролем служат семена суперэлиты этого же сорта урожая последнего года. Семена лучших корзинок высе­вают на однорядных делянках. Параллельно высевают семена всех номеров, имеющихся в питомнике оценки потомства, на инфицированном участке для оценки их на устойчивость к заразихе. Растения номеров (около 30 %).которые по комплексу признаков превышают контроль, объединяют, и они составляют суперэлиту. Остальные растения выбраковывают.

Семенной питомник служит для выращивания семян суперэлиты. В семенном питомнике особое значение имеет своевременное и качественное проведение про­чисток, цель которых — не допустить к участию в переопылении нежелательные для селекционера растения. При этом удаляются все растения, пораженные возбудителями заболеваний и поврежденные вредителями. Семена, полученные в семенном питомнике, используют как суперэлиту сорта для посева на элиту.