МЕТОДЫ ФИТОЭКСПЕРТИЗЫ СЕМЯН

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ   «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Кафедра

агрохимии,

защиты растений

и агроэкологии

 

ОПД.Ф.07.01 ФИТОПАТОЛОГИЯ

 

 

Лабораторное занятие № 7. методы фитоэкспертизы семян. ГОЛОВНЕВЫЕ БОЛЕЗНИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР. Ржавчинные и прочие болезни зерновых культур.

 

Методические указания

Специальность 110102 Агроэкология

 

 

УФА 2009

 

УДК 632

ББК 44.7

М 54

 

Обсуждены и одобрены на заседании кафедры агрохимии, защиты растений и агроэкологии (протокол № 1 от 1 сентября 2009 г)

 

Рекомендовано к изданию методической комиссией агрономи- ческого факультета (протокол № 1 от 5 октября 2009г.)

 

Составитель ассистент Иргалина Р.Ш.

 

Рецензент: канд. биол. наук, доцент кафедры ботаники, физиологии и селекции растений Исаев Р.Ф.

 

 

Ответственный за выпуск: зав. кафедрой агрохимии, защиты растений и агроэкологии, профессор Гайфуллин Р.Р.

Формат бумаги 60х84 ¹/₁₆ Усл. печ. л. 0,31

Гарнитура «Таймс». Тираж 25

Кафедра агрохимии, защиты растений и агроэкологии

 

Тема 7. МЕТОДЫФИТОЭКСПЕРТИЗЫСЕМЯН. ГОЛОВНЕВЫЕ БОЛЕЗНИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР. РЖАВЧИННЫЕ И ПРОЧИЕ БОЛЕЗНИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

 

Цель занятия – ознакомиться с основными головневыми, ржавчинными и прочими заболеваниями зерновых культур

Задание: 1. Определить, описать и зарисовать:

а) головневые болезни зерновых культур;

б) ржавчинные и прочие болезни зерновых культур;

в) провести фитоэкспертизу посевного материла.

 

Материалы к занятиям: гербарный материал злаков, поражен-ных твердой головней пшеницы, головней проса, твердой головней ячменя, пыльной головней ячменя, твердой головней овса, пыльной головней овса, пузырчатой головней кукурузы, стеблевой головней ржи, пыльной головней пшеницы; бурой ржавчиной пшеницы, стеблевой ржавчиной злаков, корончатой ржавчиной овса, бурой ржавчиной озимой ржи, желтой ржавчиной злаков, корневых гнилей злаков, бактериоза овса, спорыньи ржи, снежной плесени озимых, мучнистой росы пшеницы; семена пшеницы или ячменя со спорами твердой головни, микроскопы, препоравальные иглы, предметные стекла, покровные стекла, пробирки на 100 мл, пипетки, колбы, дистиллированная вода

 

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Головня зерновых вызывается грибами класса Basidiomycetes,

подкласса Teliosporomycetidae, порядка Ustilaginales.

Внешние признаки у этой группы заболеваний однотипны. Пораженные органы растений (завязи, колоски, метелки, початки, стебли) превращаются в черную пыль, представляющую скопление телиоспор.

Головневые грибы отличаются узкой филогенетической специа-лизацией. Каждый вид гриба паразитирует на определенной куль-туре. Для того чтобы осуществлять меры борьбы, важно знать, где сохраняется инфекция, как и когда происходит заражение.

У большинства головневых заражение осуществляется только один раз в течение вегетационного периода, т.е. возможна только

первичная инфекция. Различают почвенный (проростковый), цветковый и вегетативный типы заражения.

При почвенном (проростковом) типе заражается проросток в почве, споры находятся обычно на поверхности семян и под пленками, реже на пораженных растительных остатках или в почве. К этой группе относятся следующие виды головни: твердая пшеницы, каменная (твердая) ячменя, стеблевая ржи, пшеницы, черная ячменя, твердая и пыльная овса, головня проса.

Цветковый тип характеризуется заражением растения в периодцветения от инфекционного начала (зачаточная грибница), которое сохраняется внутри семени, что характерно для пыльной головни пшеницы и ячменя.

При вегетативном типе заражения поражение возможно в течение всей вегетации как прошлогодними, так и вновь образовавшимися спорами.

 

РЖАВЧИННЫЕ И ПРОЧИЕ БОЛЕЗНИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

 

Посевы зерновых культур в значительной степени страдают от грибных болезней.

Наиболее опасны поражения вегетативных органов, приводящие к гибели растений (выпревание – склеротиниоз, снежная плесень), снижению продуктивности растений (ржавчинные болезни, мучнис-тая роса). Поражение репродуктивных органов (головневые болезни, спорынья) приводит к непосредственному уничтожению зерен, зна-чительно снижая урожайность.

Ржавчинные болезни вызываются грибами порядка Uredinales класса Basidiomycetes.

Поражают листья, листовые влагалища, стебли, колосковые чешуйки, на которых появляются пустулы (подушечки) спор пато-генов; эпидермис ткани разрывается, сильно возрастает транспирация пораженных органов, снижается фотосинтетическая активность, листья засыхают, количество зерен в колосе уменьшается, масса зер-на резко снижается. Растения при сильном поражении образуют щуплые легковесные зерна, очень значительно падает урожайность.

 

Для ржавчинных грибов характерен сложный цикл развития, имеют несколько типов спороношения, последовательно развиваю-щиеся друг за другом.

Наиболее распространенные болезни из этой группы: бурая ржавчина пшеницы, стеблевая (линейная) ржавчина злаков, корон-

 

чатая ржавчина овса, бурая ржавчина озимой ржи, желтая ржавчина злаков.

К болезням зерновых культур, вызываемым семенной инфек-цией относятся корневые гнили. Возбудитель обыкновенной гнили несовершенный гриб – Bipolaris sorokiniana ( син. Helmintosporium sativum); фузариозной гнили - Fusarium avenaceum. Характерные признаки болезни – поражение первичных и вторичных корней, подземного междоузлия, эпикотиля и основания стебля. Болезнь вызывает гибель всходов, отмирание продуктивных стеблей и белоколосость.

Одна из распространенных болезней вегетативных органов яровой пшеницы – мучнистая роса, возбудителем которой является сумчатый гриб Erisiphe graminis. Проявляется на листьях, листовых влагалищах в виде налета. Налет вначале серый, затем бурый. Вредоносность мучнистой росы проявляется прежде всего, в уменьшении ассимиляционной поверхности листьев и разрушении хлорофилла и других пигментов. Снижается кустистость, задерживается колошение.

Спорынья вызывается сумчатым грибом Claviceps purpurea порядка Clavicepitales. Поражает рожь, пшеницу, ячмень, овес, просо.

Симптомы: в период созревания злаков на колосьях и метелках вместо зерен образуются склероции (рожки) от темно-фиолетового до почти черного цвета. Мука из зерен с примесью спорыньи (более 0,5 %) непригодна для выпечки хлеба, ни для кормления скота. Склероции, упавшие ко времени уборки на почву, попавшие в семенной материал, а также сохранившиеся на дикорастущих злаках, служат источником инфекции.

Возбудитель снежной плесени - несовершенные грибы гифо-мицеты Fusarium nivale. После таяния снега на листьях появляются водянистые пятна, которые покрываются вначале белым, а позже розоватым паутинным налетом. При обильном налете наблюдается

 

склеивание листьев. Листья, листовые влагалища и даже узлы кущения отмирают.

 

МЕТОДЫФИТОЭКСПЕРТИЗЫСЕМЯН

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

В числе вредоносных болезней зерновых куль­тур, передающихся семенами, головневые зани­мают одно из первых мест. В случае сильного поражения растений пшеницы и ячменя вида­ми твердой головни зерно нового урожая ухуд­шается до такой степени, что может стать не­пригодным для употребления не только в пищу человеку, но и на корм домашним животным.

Определение поверхностной заспоренности семян пшеницы, ржи, ячменя и овса твердой го­ловней; ячменя ложной пыльной (черной) голов­ней и проса обыкновенной головней проводят методом центрифугирования. Для этого отсчитывают подряд две пробы по 100 семян и поме­щают их в пробирки, заливают 10 мл воды и взбалтывают в течение 5-10 минут. После этого промывную воду сливают в отдельную чистую пробирку центрифуги и центрифугируют в те­чение 3 минут. Затем прозрачную жидкость сливают, осадок взмучивают пипеткой и гото­вят препараты для микроскопирования. Иден­тифицируют гриб по спорам под микроскопом. Подсчет спор в суспензии осуществляют в ка­мере Горяева.

Видовая принадлежность пыльной головни пшеницы, ржи, овса в полевых условиях уста­навливается по разрушенным частям колоса, содержащего рыхлую споровую массу. Для оп­ределения вида пыльной или ложной пыльной (черной) головни ячменя в посевах необходи­мо с каждого поля отобрать не менее 10 пора­женных колосьев, которые отдельно помещают в бумажный пакет, снабжают соответствующей этикеткой с указанием сорта и номера поля. Затем с каждого пораженного колоса берут три пробы хламидоспор, которые высевают в три капли воды, нанесенные на предметное стекло, и ставят в чашки Петри на несколько слоев фильтровальной бумаги, увлажненной водопро­водной водой. Чашки помещают в термостат с температурой 20-22 °С. Через сутки проводят определение вида возбудителя. Это делается следующим образом. Каплю воды с содержа­щимися в ней хламидоспорами покрывают по­кровным

стеклом и просматривают под микро­скопом. Вид возбудителя легко определить по признаку прорастания хламидоспор.

Хламидоспоры ложной пыльной головни про­растают без базидий, одной ростковой трубоч­кой.

Определение процента семян пшеницы, ржи и ячменя, зараженных пыльной головней, и глу­бины поражения осуществляют эмбриональным методом. Для этого берут пробу - 1000 штук семян, заливают их одним литром 10% раство­ра NaOH или КОН и держат 24 часа при ком­натной температуре, после этого кипятят 10 ми­нут, а затем выливают в набор сит с отверсти­ями 3 и 1 мм и тщательно промывают горячей водой при температуре 50-60 °С.

Отмытые зародыши помещают в стеклянный бюкс, куда наливают 10 см³ раствора анилино­вого красителя, и кипятят 20 секунд. За это время зародыши приобретают хорошо выражен­ную синюю окраску. Для удаления излишков красителя зародыши переносят в другой стек­лянный бюкс с 40 % раствором молочной кис­лоты и доводят до кипения, затем их расклады­вают на предметное стекло и просматривают под бинокуляром. При анализе отмечают лока­лизацию мицелия пыльной головни в частях за­родыша и определяют процент с сильной сте­пенью зараженности партии семян по формуле распространения болезни (Р):

n * 100 %

Р = --------------,

N

где п - число пораженных зародышей; N-общее число просмотренных зародышей.

При просмотре особое внимание уделяют по­ражению зародышевой почки и щитка: чем силь­нее они заражены, тем выше процент пораже­ния растений в поле. При слабом поражении зародыша мицелий возбудителя в малом коли­честве локализуется в одном из краев щитка. В полевых условиях такие семена продуцируют свободные от головни колосья и условно считаются здоровыми. При сильном поражении щитка, корешков зародышевой поч­ки и колеоптиле семена необхо­димо протравить системными препаратами.

Зараженность семян зерновых культур повер­хностной или внутренней инфекцией (гельминтоспориоз, фузариоз, альтернариоз,

 

плесневение) определяют методом влажной камеры с применением бумажных рулонов.

Образец семян отбирают согласно ГОСТ 12037-88. Из этого образца берут навеску 200 г и отсчитывают 2 пробы по 100 семян. Семена не стерилизуют. Для проращивания семян од­ной пробы берут полоску фильтровальной бу­маги шириной 12-15 см и длиной 100 см. Вдоль этой полоски на расстоянии 2 см от верхнего края простым карандашом проводят линию. Вверху записывают характеристику образца и дату посева. Затем бумагу смачивают до пол­ного увлажнения, кладут ее на полиэтиленовую пленку такой же длины и шириной 10 см. По очерченной линии раскладывают семена заро­дышем вниз (расстояние между семенами 1 см) по 100 шт. на каждую ленту. Семена закрывают этой же полоской бумаги, свернув ее пополам вдоль, и сдвигают на нижний край полиэтиле­новой пленки. Уложенную полоску скатывают в рулон вместе с пленкой, ставят вертикально в стеклянный стакан вместимостью 200-250 мл се­менами вверх, на дно наливают немного воды. Семена проращивают 7 дней в термостате при температуре 20-22 °С (или на столе при такой же комнатной температуре). Затем ножницами обрезают корешки, которые находятся ниже фильтровальной бумаги, разворачивают рулон и приступают к анализу. Подсчитывают число проростков, пораженных гельминтоспориозом, фузариозом, альтернариозом и другими микроорганизмами, по баллам. Если на проростках два или несколько видов заболеваний, относят их к смешанной инфекции.

Грибы рода фузариум проявляются в виде слегка пушистого налета белого или розового оттенка. Грибница окрашивает в розовый цвет также бумагу.

Гельминтоспориозная инфекция отчетливо видна в зерновках в виде черного бархатисто­го налета, который переходит и на бумагу. Бо­лезнь проявляется и в виде побурения кореш­ков и колеоптилe у основания.

Семена, пораженные альтернариозом, покры­ваются налетом от серого до почти черного цвета, визуально похожим на грибницу гельминтоспориума. Для точного определения необхо­димо микроскопирование или просмотр через лупу большого увеличения (10^х). Споры гельминтоспориума значительно крупнее и имеют веретеновидную форму.

Пораженность семян патогенными грибами оценивают по 4-балльной шкале:

1 - имеется слабый налет или спороношение грибов, корешки и проросток нормально раз­виты, но окраска не изменена или видны слабые штрихи и пятна;

2 - наблюдаются налет или спороношение гри­бов, интенсивное побурение нормально раз­витых зародышевых корешков и проростка у основания;

3 - обильные налет и спороношение грибов, сильное побурение

корешков и проростка. Ко­решки и проросток отстают в разви-

тии;

4 - обильные налет и спороношение грибов, зерновка буреет и за-

гнивает. Корешки и про­росток повреждены, сильно угнетены,

закру­чены и загнивают.

Первый балл соответствует поражению зер­новок внешней инфекцией. Проростки, поражен­ные сильнее (2, 3, 4 балл), как правило, несут внутреннюю инфекцию. Зараженность семян гельминтоспориoзом, фузариозом и другими патогенами (Р) определяют по формуле 1.

Развитие болезни (R) вычисляют по формуле:

Σ (a * b) * 100

R = ---------------------, %

4 N

где Σ (a * b) – сумма произведения числа зараженных зерновок по баллам (а) на соответствующий балл заражения (b);

N – число семян в пробе;

4 – максимальный балл поражения.

Чем сильнее развитие болезни, тем больше вероятность сильного поражения корневыми гнилями, снежной плесенью в поле и тем острее необходимость протравливания.

В семенах суперэ­литы не допускается наличие пыльной головни, примесей твердой головни и внутренней инфек­ции возбудителей проростков и корешков; вне­шняя инфекция не должна превышать 30%. В семенах элиты процент зерен, зараженных пыль­ной головней, не может быть выше 0,3, а после­дующих репродукций -2 %. По посевным каче­ствам в семенах 1 -го и 2-го классов не допус­кается наличие пыльной и твердой головни

 

и выше 20 % зараженных внутренней инфекцией проростков и корешков.

На основании результатов фитоэкспертизы делается заключение о возможности исполь­зования конкретной партии для семенных це­лей и о необходимости протравливания (табл. 1).

Таблица 1.Выбор технологии протравливания в зависимости от степени зараженности семян зерновых культур по данным фитоэкспертизы (рекомендации ВИЗР)

 

Болезнь	Степень зараженности	Принимаемые меры
Пыльная головня	До 0,3%	Протравливание с использованием биологических средств
Твердая головня (каменная, стеблевая, черная, покрытая и др.)	До 100 спор на 1 зерновку	То же
Болезни проростков и корешков (фузариум, би-полярис, септория и др.)	До 30% внешней инфекции	То же
Пыльная головня	0,3-0,5%	Протравливание биопрепаратом +? дозы системного протравителя или контактным препаратом в полной дозе
Твердая головня	100-500 спор на 1 зерновку.	То же
Болезни проростков и корешков	До 10% внутренней и 31-50% внешней инфекции	То же
Пыльная головня	0,5-2,0%	Использование системных протравителей
Твердая головня	500-2000 спор на 1 зерновку	То же
Болезни проростков и корешков	10-20% внутренней и более 50% внешней инфекции	То же
Пыльная головня	Более 2%	Партия выбраковывается
Твердая головня	Более 2000 спор на 1 зерновку	То же
Болезни проростков и корешков	Более 20% внутренней инфекции	То же

Порядок выполнения работы:

1. Определение болезней по определительному ключу (см. стр.62-70 уч.-к 1);

2. Детальное рассмотрение признаков болезней и возбудителей по гербарному материалу;

3. После определения болезни оформляют таблицу по прилагаемой форме: первые пять граф заполняют на занятиях, последняя графа – как домашнее задание с использованием материала лекций, учебников, учебных пособий. При заполнении мер борьбы описываются: устойчивые сорта, агротехника, химическая обработка (протравливание, опрыскивание) и т.д.

4. Фитоэкспертиза посевного материала