Введение к работе
Актуальность проблемы. Увеличение производства зерна всегда было и
будет важнейшей задачей земледелия. При решении этой задачи'наиболее
актуальна проблема энзнмо-микозного истощения ("истекания") семян (ЭМИС).
ЭМИС представляет сложный сопряженный патологический комплекс, пусковым
механизмом развития болезни являются абиотические'факторы (повышенная
влажность и температура), которые впоследствии усугубляются факторами
биотического характера (различные возбудители болезни). Потери урожая в
отдельные годы" достигают 30-50 и более процентов с одновременным
ухудшением качества зерна (К.Е.Мурашкинский, 1944; П.П.Лукьяненко, 1948;
Н.Г.Холодный, 1949; М.СДунин, 1972-1977;"э'.И.Бурякова, 1974; М.СДунин,
С.К.Темирбекоаа, 1978; Е.Т.Вареница, Ю.В.Васюков, 1989). ' В отдельных
работах, посвященных этой проблеме, лишь частично выяснены ее некоторые
элементы (Н.Г.Холодный, 1949; Э.И.Бурякова, 1974; С.К.Темирбекова, 1981;
К.Г.Алнчов, 1988; Ю.В^Васюков, 19S9). Поэтому поиск генетических источников
и доноров устойчивости, знание особенностей патогенеза и механизма
наследования, разработка методов оценки, диагностики и защитных
мероприятий определяют актуальность работы. -
Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в научном обосновании проблемы ЭМИС, определении возможностей снижения поіерь урожая и разработке эффективных приемов защиты зерновых культур от ЭМИС.
Для достижения поставленной цели предполагалось решить следующие
задачи: г *
-
Разработать методы оценки и диагностики сортов зерновых культур на устойчивость к ЭМИС.
-
Изучить физиолого-биохимические особенности неинфекционной стадии ЭМИС. ;,,,''
-
Выявить особенности патогенеза ЭМИС.._
-
Определить биологическое травмирование на корню под воздействием ЭМИС.
-
Установить особенности селекции зерновых культур на устойчивость к ЭМИС. Изучить генофонд пшеницы, тритикале, ржи, ячменя и овса из мировой коллекции ВИР, выделить источники и доноров устойчивости к ЭМИС.
6. Обосновать модель адаптивных, устойчивых, толерантных к.ЭМИС
сортов зерновых культур.
7. Определить влияние агротехнических, химических и организационно-
хозяйственных приемов на развитие ЭМИС. - : .
ЦЕНТРАЛЬНАЯ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА КЛоск. оль ::-о - п :лдомии И..1. К. А. і ,-2$р-У3$а~Г7а\
Научная новизна. Впервые в сельскохозяйственной науке и практике выяснена сложная этология и патогенез ЭМИС, разработаны оригинальные, доступные, эффективные методы оценки генофонда ВИР, районированных сортов и селекционного материала зерновых культур,
,, Оценка генофонда разработанными оригинальными методами позволяет
проводить раннюю диагностику и выделять источники устойчивости к ЭМИС. Выделенные из.мировой коллекции ВНР источники и доноры устойчивы к комплексу факторов - абиотическим и биотическим (возбудителям'болезней). В системе диаллельных и топкроссных скрещиваний показано, что устойчивость к ЭМИС контролируется аддитивно-доминантной системой генов с преобладанием промежуточного наследования.
Впервые отмечена разная степень адаптации растения на уровне таких ' различных гидролитических ферментов, как амилаза и протеаза, и соответственно разная степень устойчивости к микозной стадии ЭМИС (альтернариозу, фузариозу, септориозу колоса).
\ Впервые в мировой практике получены сведения о биологическом травмировании на корню под воздействием ЭМИС. Установлено, что даже незначительное превышение (против нормы) доз азотного и полного минерального удобрения наряду с влажностью активизирует гидролазы в генеративных органах и зерновке, способствует утончению оболочки семян, возникновению открытой и скрытой формы биологического .травмирования, которые служат открытыми "воротами" для внедрения фитопатогенной инфекции с фазы цветения, налива и созревания, что, в конечном' итоге, оказывает прямое влияние на озерненность колоса и потерю качества зерна. Разработаны шкалы устойчивости к энзимной, микозной стадии, биологическому травмированию на корню, а также общая устойчивость к ЭМИС. Оценка генофонда растений на первой энзимной стадии позволяет прогнозировать генотипическую предрасположенность к биотическому фактору (второй микозной стадии ЭМИС).
Впервые обоснованы модели адаптивных, устойчивых к ЭМИС сортов зерновых культур на основе биологических, физиолого-биохимических, анатомических, морфологических и фитопатологических критериев. Положения, выносимые на зашиту.
оригинальные методы оценки и диагностики сортов зерновых культур і на устойчивость к ЭМИС;
оригинальными методами исследований выделены из мировой коллекции ВИР источники и доноры устойчивости к ЭМИС, на их основе созданы устойчивые сорта пшеницы и епгльты; , .
-впервые обосновано общебиологическое значение биологического травмирования на корню как результата энзимной стадии ЭМИС; .
нарушения структуры белка и фермента зерновки в энзимной стадии вызывает интенсивное развитие фитопатогена на колосьях - возбудителен альтернариоза, фузариоза и септориоза;
обоснованы модели адаптивных, устойчивых к ЭМИС сортов. ..
^ Практическая - значимость работы. Разработаны полевые, лабораторно-
полевые . и. лабораторные , методы оценки сортов зерновых культур на
устойчивость к ЭМИС (Темирбекова С.К., 1996). Методы отделенного колоса и
полевых гидроизоляторов отмечены бронзовой медалью ВДНХ. Разработанные
нами методические рекомендации по диагностике и оценке сортов зерновых
культур на устойчивость к ЭМИС используются в Краснодарском НИИСХ,
СибНИИСХИМ, Украинском институте защиты растений, Украинском НИИ
земледелия, Ровенскоч НПО "Элита" (Украина) и Всеросиийском институте
защиты растений.' .- ' *
На основе этих методов выявлены особо ценные источники устойчивости и толерантности к ЭМИС-по озимой и яровой пшенице,1 тритикале, ржи, овсу, ячменю. Выделенные источники и доноры устойчивости используются в селекционном процессе для создания устойчивых к ЭМИС сортов.v , -
Сорт озимой, пшеницы Ровенская 31,' созданный на основе донора устойчивости к ЭМИС Vuka, районирован с 1995 года. ;л
Для защиты колосовых культур or ЭМИС экспериментально обоснована и
проверена в производственных условиях эффективность ретардантов (дигидрела
и ТУР) в качестве одного из мероприятий по защите от ЭМИС. ''
Апробация 'результатов работы. Основные положения :диссертации доложены на координационных совещаниях ВАСХНИЛ в 1976, 1977 и 1978 г.г., в 1979 году - на Бюро Президиума ВЛСХНИЛ, в 19S0 году (в марте и декабре) - на Бюро научно-технического совета селекционеров, в 1976 и 1977 г.г. - на конференциях:аспирантов и молодых ученых ВИР (Ленинград), в 1981 г: - на Всесоюзной конференции "Проблемы и пути повышения устойчивости растений к болезням и экстремальным условиям среды в связи с задачами селекции" (Ленинград), в,19S6 г.- на VII Всесоюзном совещании по иммунитету растений (г. Рига), в 1986 rv- на Международном симпозиуме по регуляторам роста растений (Болгария, Пампорово), в 1988 г. - на Всесоюзном совещании "Энзимо-микозное истощение семян зерновых культур (Москва, ВАСХНИЛ), в 19S9 г. - на Всесоюзной конференции "Е.Н.Сннская и современные проблемы ботаники и селекции (Ленинград), в 1989, 1990, 1991, 1992, 1993 г.г. -'на научно-технической конференции "Альтернативное, экологическое сельское хозяйство" (Москва,
ВАСХНИЛ и в 1991 г. - г. Владимир), в 1996 г. - на научно-практической конференции "Теоретические и прикладные основы устойчивости региональных агроэкосистем в многоукладном сельскохозяйственном производстве" (Немчиновка, Московская обл.), а также сделаны специальные доклады по приглашениям Института сахарного тростника (Куба) в 1987 г., Вагенингенского сельскохозяйственного университета (Нидерланды) в 1992 г., Хоенхаймского университета (Германия, Штуттгарт) и Института генетики устойчивости , (Германия, Грюнбах) в 1993 г.. Института генетики устойчивости к болезням (Швейцария, Цюрих) в 1994 г.
.> ' Материалы работы экспонировались на ВДНХ СССР (Юбилейная
выставка "50 лет ВАСХНИЛ", 1979-I9S0 г.г.). в 1982 г. (НТТМ-82), отмечена
бронзовой медалью ВДНХ, в I9SI и 1984 г.г.'на выставке молодых ученых в г.'
Ступино Московской обл. отмечена дипломом I степени и премией.
Отдельные этапы работы выполнялись совместно с . М.Л.Кравченко, Б.И.Сандухадзе, Е.Т.Вареница, Э.В.Поповой, СЛ.Тютеревым, Б.Б.-О.ГромовОй,.. К.Г.Аликювым, М.А.Шилыювой, : Ю.В.Васюковым, В.Ф.Николенко, М.В.Архиповым, Л.И.Бугай, П.Купи,студеніами-дипломниками.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 35 работ, в том числе
одно методическое пособие, монография, получено одно авторское свидетельство
на сорт озимой пшеницы.
* Структура и обьем работы. Диссертация состоит из введения, обзора
литературы, "материалов и методов исследований, восьми глав, заключения,
выводов, предложений производству, списка литературы из 347 работ, в т.ч. 100,
на иностранных языках и приложений. Основное содержание изложено на 345
страницах машинописного текста, иллюстрировано 54 таблицами и 38
рисунками. Приложение содержит акты об использовании результатов
исследований., :
