На правах рукописи Лукьянова Анна Александровна РОЛЬ

На правах рукописи
Лукьянова Анна Александровна
РОЛЬ МИКРОМИЦЕТОВ В ЭТИОЛОГИИ СОСУДИСТОГО НЕКРОЗА
САЖЕНЦЕВ ВИНОГРАДА В АНАПО-ТАМАНСКОЙ ЗОНЕ
КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ
Специальность 06.01.07 - защита растений
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Краснодар – 2011
Работа выполнена в ГНУ Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский
институт садоводства и виноградарства Российской академии сельскохозяйственных наук
(ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии)
Научный руководитель:
кандидат сельскохозяйственных наук
Талаш Анна Ивановна
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор
Сокирко Виктор Петрович
кандидат сельскохозяйственных наук
Щербаков Николай Алексеевич
Ведущая организация:
ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт
виноградарства и виноделия им. Я.И. Потапенко
Российской академии сельскохозяйственных наук
Защита состоится «13» апреля 2011 года в ___ часов на заседании диссертационного совета
ДМ 220.038.06 при ФГОУ ВПО Кубанский государственный аграрный университет по
адресу: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина 13, корпус защиты растений, аудитория 321,
тел. факс: (861) 221-58-85.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО Кубанский
государственный аграрный университет, с авторефератом на сайте http://www.kubagro.ru.
Автореферат разослан и размещен на сайте «____» марта 2011 года.
Ученый секретарь диссертационного совета
доктор биологических наук, профессор
В.С. Горьковенко
2
Актуальность работы. Качество посадочного материала винограда имеет важное
значение для формирования высокопродуктивных, жизнеспособных и долговечных
насаждений. Отсутствие системного контроля за фитосанитарным состоянием саженцев
винограда часто приводит к закладке промышленных насаждений инфицированным
посадочным материалом. На виноградниках, заложенных такими саженцами, снижается
продуктивность и продолжительность жизни насаждений до 15-20 лет. По данным А.И.
Талаш (2004), только в Краснодарском крае ежегодно гибнет от 20 и более гектаров новых
посадок виноградников, в подавляющем большинстве гибель происходит по причине
некроза проводящей системы саженцев, вызванного болезнями различной этиологии.
Мнения исследователей на причину возникновения некроза сосудов неоднозначны. Ряд
авторов (Нагорный, 1930; Костюк,1948; 1949; Малых и др., 2008; 2009; Thuemen, 1898)
описали сосудистый некроз виноградных саженцев как инфекционную болезнь,
вызываемую микромицетами. Другие (Мельник 1940; Купорицкая, 1953; 1954; Михайлов
1958; Козарь 1990) объясняют ее функциональными нарушениями, вызываемыми
совокупностью абиотических факторов среды неорганической и органической природы.
Но есть ученые (Rives, 1924; Костюк, 1959), которые в равной степени признают как
функциональные нарушения, так и инфекционный характер сосудистого некроза. Но все
исследователи едины во мнении, что основные диагностические признаки этого
заболевания обнаруживаются только при разрезе виноградных саженцев.
В связи с этим целью наших исследований являлось изучить роль микромицетов в
этиологии сосудистого некроза саженцев винограда и разработать более эффективный
метод диагностики этого заболевания.
При выполнении работы решались следующие задачи:
- выявить места локализации сосудистого некроза у саженцев винограда;
- определить видовой состав и выявить роль микромицетов в процессе
некрозообразования у корнесобственных и привитых саженцев винограда;
- разработать и апробировать экспресс-метод диагностики сосудистого некроза без
разрушения тканей дорогостоящих черенков и саженцев винограда с помощью
микрофокусной рентгенографии;
- установить влияние степени поражения сосудов некрозом привитых черенков
винограда на их приживаемость, развитие и выход саженцев из школки.
Научная новизна работы:
- разработана шкала оценки степени поражения корнесобственных саженцев
сосудистым некрозом;
- уточнен видовой состав микромицетов у привитых и корнесобственных саженцев
винограда, пораженных сосудистым некрозом;
- выявлена роль микромицетов в процессе некрозообразования, как привитых, так и
корнесобственных саженцев;
- проведено ранжирование выделенных микромицетов по степени их патогенности;
- разработан экспресс-метод диагностики сосудистого некроза саженцев и черенков
винограда с помощью микрофокусной рентгенографии, позволяющий отбраковать
3
пораженный материал этим заболеванием на этапах его производства.
Практическая значимость исследований:
- разработаны шкала оценки степени поражения корнесобственных саженцев и
методические рекомендации по применению микрофокусной рентгенографии для
экспресс-оценки пораженности черенков и саженцев винограда сосудистым некрозом,
предназначенные для специалистов службы фитосанитарного надзора и хозяйств разных
форм собственности;
- результаты исследований видового состава микромицетов и их роли в процессе
некрозообразования у саженцев винограда представляют практический интерес для
включения в курс лекций по дисциплинам экология грибов, микология, и
сельскохозяйственная фитопатология студентам факультета защиты растений.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Особенности локализации сосудистого некроза у саженцев винограда в
зависимости от способа их производства.
2. Видовой состав микромицетов и их роль в процессе некрозообразования у
привитых и корнесобственных саженцев.
3. Новый экспресс-метод диагностики сосудистого некроза саженцев и черенков
винограда с помощью микрофокусной рентгенографии.
4. Приживаемость, развитие и выход саженцев из школки в зависимости от степени
поражения сосудов некрозом привитых черенков винограда.
Апробация результатов исследований. Основные результаты исследований
доложены на 7-й региональной научно-практической конференции молодых ученых
«Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (Краснодар, 2005 г.); ученом
совете и объединенных заседаниях отдела виноградарства и виноделия ГНУ СКЗНИИСиВ
Россельхозакадемии (Краснодар, 2006-2009 гг.); отчетных конференциях получателей
грантов регионального конкурса Российского фонда фундаментальных исследований и
администрации Краснодарского края «Юг» (2008-2009 гг.); международной
дистанционной
научно-практической
конференции
«Обеспечение
устойчивого
производства виноградо-винодельческой отрасли на основе современных достижений
науки» (Анапа, 2010 г.).
Публикация результатов исследований. Материалы диссертации опубликованы в
9 печатных работах, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 141 страницах
машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, выводов, предложений производству
и приложения, содержит 37 рисунков, 23 таблицы. Список литературы включает 195
наименований, в том числе 21 - иностранных авторов.
Личный вклад автора. Автор диссертации, являясь исполнителем тематики
исследований ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии в период с 2006 года по 2010 год
шифр 04.16.03.02 «Разработать новую ресурсосберегающую технологию получения
виноградных саженцев, в том числе сертифицированных, апробировать влияние качества
посадочного материала на продуктивность и продолжительность эксплуатации
4
насаждений» и в 2009-2010 годах по гранту Российского фонда фундаментальных
исследований и администрации Краснодарского края № 09-04-96555 «Разработка
теоретических основ и методов оценки поражения древесины винограда некротическими
аномалиями», принимала участие в разработке программы исследований, самостоятельно
проводила опыты, учеты и наблюдения в полевых и лабораторных условиях, обобщила и
проанализировала полученные результаты.
Автор
выражает
благодарность
научному
руководителю,
кандидату
сельскохозяйственных наук А.И. Талаш за помощь в подготовке диссертации; профессору
кафедры фитопатологии, энтомологии и защиты растений КубГАУ, доктору биологических
наук В.С. Горьковенко за помощь при проведении микологических исследований и
определении видового состава микромицетов; директору А.Б. Музыченко и специалистам
ООО «Фанагория - Агро» Темрюкского района Краснодарского края за помощь в
проведении полевых мелкоделяночных опытов; заведующей отделом виноградарства и
виноделия ГНУ СКЗНИИСиВ Россельхозакадемии, доктору сельскохозяйственных наук,
профессору К.А. Серпуховитиной; сотрудникам ГНУ Анапская ЗОСВиВ СКЗНИИСиВ
Россельхозакадемии – директору, кандидату сельскохозяйственных наук М.И. Панкину,
заведующему лабораторией питомниководства и контроля качества М.А. Никольскому,
научным сотрудникам Л.И. Перовой, Т.А. Денисовой и соавторам научных разработок за
помощь и участие в проведении исследований.
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
В обзоре литературы приведен анализ литературных источников по этиологии и
вредоносности основных болезней винограда и посадочного материала; описаны
распространение, вредоносность, этиология, характер проявления, диагностические
признаки и защитные мероприятия против сосудистого некроза древесины саженцев
винограда.
Глава 2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Место и условия проведения исследований
В 2006-2008 годах исследования проводили на базе Государственного научного
учреждения Анапская зональная опытная станция виноградарства и виноделия СевероКавказского зонального научно-исследовательского института садоводства и
виноградарства
Россельхозакадемии
(ГНУ
Анапская
ЗОСВиВ
СКЗНИИСиВ
Россельхозакадемии) города-курорта Анапа и в 2009-2010 годах в ООО «Фанагория Агро»
Темрюкского
района
Краснодарского
края
–
в
анапо-таманской
сельскохозяйственной зоне Краснодарского края.
Анапо-таманская зона включает два административных района. Рельеф ее равнинноувалистый, представлен невысокими (до 150 м) грядами с пологими склонами и
слабовогнутыми долинами. Среди почв преобладает чернозем южный, разной степени
выщелоченности. Климат мягкий, но засушливый. Среднегодовое количество осадков – 400450 мм. Среднегодовая температура воздуха – 11,10С, абсолютный минимум: -270С.
5
Продолжительность безморозного периода 193-233 дня. Сумма активных температур –
3400-36000С, что обеспечивает вызревание даже поздних сортов винограда. Распределение
температур по месяцам гарантирует ведение культуры без укрытия на зиму (Серпуховитина
и др., 1999; Егоров и др., 2005).
2.2 Материал и методика проведения исследований
Исследования проводили на саженцах и привитых черенках винограда технических
(Пино блан, Каберне-Совиньон) и столовых (Августин, Молдова) сортов. В качестве
подвоя использовали сорт Берландиери×Рипариа Кобер 5ББ (Кобер 5ББ). Всего
обследовали 2600 штук саженцев (1200 корнесобственных и 1400 привитых) и 400
привитых черенков. Ежегодно обследовали по 100 штук каждого сорта, как
корнесобственных, так и привитых саженцев, за исключением 2008 года, когда привитых
саженцев обследовали по 150 штук.
Распространение сосудистого некроза на саженцах винограда вычисляли по
общепринятой формуле (Методы учета…, 2002).
Микологическому анализу подвергли 360 корнесобственных и 480 привитых
саженцев винограда, которые имели характерные признаки поражения сосудистым
некрозом. Корнесобственные саженцы при проведении микологической экспертизы
ранжировали по оригинальной, разработанной нами, трехбалльной шкале на группы с
признаками слабого, среднего и сильного поражения. Анализ проводили с использованием
искусственных питательных сред – голодного алкогольного (ГАА), картофельноморковного (КМА) и картофельно-глюкозного (КГА) агаров. Образцы экспонировали в
термостате при температуре 24-25ºС в течение 7-10 дней (до момента формирования
типичного габитуса спороношения микромицета). Идентификацию выделенных
микромицетов проводили по определителям Н.М. Пидопличко (1977; 1978),
И.С. Попушой, Л.А. Маржиной (1989). Идентификацию видов рода Fusarium проводили по
таксономической системе немецких ученых В. Герлаха и Г. Ниренберга, (Gerlach &
Nirenberg, 1982), Alternaria  по определителям Симонса (Simmons, 1995,1997). Рисунки
микроструктур грибов Sphaeropsis malorum Berk., Phoma vitis Bonord., выполнили с помощью
микроскопа "Visopan" фирмы "Reichert". Их точность из-за прямой проекции изображения на
экран составила 0,1 мкм. Оригинальные фотографии микромицетов выполнили цифровым
фотоаппаратом Soni DSC-W220 с функцией макросъемки.
Апробацию разработанного экспресс-метода диагностики сосудистого некроза
проводили на привитых черенках винограда Саперави х Рипариа×Рупестрис 101-14, с
помощью аппарата «Пардус – Р». В каждом варианте опыта высаживали по 100 штук
черенков в трехкратной повторности.
Аппарат рентгенодиагностический прицельный острофокусный «Пардус – Р»
является техногенным источником ионизирующего излучения и предназначен для
рентгнодиагностики в промышленности, медицине, научных исследованиях. Аппарат
может эксплуатироваться в специализированных и неспециализированных помещениях, в
нестационарных и полевых условиях (Руководство по эксплуатации, 2007).
Биометрические учеты и наблюдения развития саженцев проводили согласно
6
общепринятым в виноградарстве методикам (Мельник, 1953; Агротехнические
исследования …, 1978). Соответствие саженцев стандарту качества определяли по ГОСТу
Р 53025- 2008 «Посадочный материал винограда (саженцы)». Статистическую обработку
данных проводили по Б.А. Доспехову (1985) с помощью программы Excel пакета Office
корпорации Microsoft.
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Локализация сосудистого некроза в саженцах винограда
В 2006 - 2008 годах, изучая места локализации сосудистого некроза древесины в
саженцах винограда, выявили, что у привитых интенсивное поражение сосудов происходит
в подвойной части, а именно зонах прививки и пятки, в средней части степень поражения
уменьшается или отсутствует вовсе. У корнесобственных саженцев сосуды с интенсивным
поражением отмечались в зоне пятки, по мере удаления от нее степень поражения
снижалась. Однолетние побеги у корнесобственных и привитых саженцев,
сформировавшиеся в первый год вегетации, не поражались сосудистым некрозом.
Установлено, что отмирание тканей сосудов и прилегающих к ним клеток,
независимо от типа саженцев, происходит ассиметрично (дорзивентрально). Так,
интенсивное отмирание тканей сосудов происходит на брюшной и спинной сторонах
саженцев, а сосуды, расположенные на плоской и желобчатой, поражаются некрозом в
меньшей степени, и только в случае почти полного поражения сосудов брюшной и
спинной сторон (рисунок 1).
Результаты исследований свидетельствуют, что количество саженцев, пораженных
сосудистым некрозом, существенно зависит от технологии их производства. У привитых
саженцев сортов Пино блан, Каберне-Совиньон, Августин, Молдова поражение оказалось
соответственно в 3,6; 2,8; 5,9 и 3,9 раза больше, чем у корнесобственных саженцев
одноименных сортов. В среднем привитые саженцы поражались сосудистым некрозом в
3,7 раза чаще, чем корнесобственные (рисунок 2).
спинная сторона
А
Б
брюшная
Рисунок 1 - Поперечные срезы однолетних саженцев винограда с признаками сосудистого
некроза древесины: А - по спинной и брюшной сторонам; Б – круговым поражением (ориг.)
7
Рисунок 2 – Поражение сосудистым некрозом корнесобственных и привитых саженцев
винограда, школка ГНУ Анапская ЗОСВиВ, 2006-2008 гг.
3.2 Видовой состав микромицетов, выделенных из корнесобственных и
привитых саженцев винограда, пораженных некрозом
В 2006 - 2008 годах микологическому анализу подвергли ткани саженцев 840
образцов: ткань с чѐткими признаками некроза; ткань, расположенную в зоне здоровой и
поражѐнной некрозом; здоровую ткань, следующую непосредственно за поражѐнной
некрозом.
Корнесобственные саженцы при проведении микологической экспертизы
ранжировали по степени поражения по оригинальной трехбалльной шкале:
0 баллов – здоровый саженец;
І балл - слабопоражѐнный саженец. Некроз сосудов отмечается в виде слабого
потемнения ткани в зоне пятки. Поражение не распространяется выше следующего
междоузлия. Однолетний прирост хорошо вызревший;
ІІ балл - среднепораженный саженец. Некроз сосудов характеризуется более темной
окраской, признаки проявления болезни отмечаются не только в зоне пятки, но
распространяются на следующее междоузлие. Однолетний прирост вызревший;
ІІІ балл – сильнопораженный саженец. Некроз сосудов характеризуется интенсивной
темной окраской, поражение распространяется от пятки вверх более чем на два
междоузлия. Саженцы имеют менее развитую корневую систему и слабый, плохо
вызревший однолетний прирост (рисунок 3).
Из тканей сосудов, пораженных некрозом корнесобственных саженцев винограда,
были изолированы и идентифицированы микромицеты следующих представителей родов
и видов: Sphaeropsis malorum Berk. (рисунок 4А), Phoma vitis Bonord. (рисунок 4Б),
Fusarium oxysporum Schlecht., Fusarium spp. (2 вида), Botrytis cinerea Pers. (телеоморфа
Botryotinia fuckeliana (de Bary) Whetzel), Alternaria alternata (Fr.) Keissl., A. tenuissima (Fr.)
Wiltshire., Alternaria sp., Cladosporium herbarum (Pers.) Link. (телеоморфа Mycosphaerella
tassiana (deN) Joh.), C. macrocarpus Preuss., Trichothecium roseum Fr., Penicillium spp. (3
вида), Aspergillus niger van Tieghem (всего 16 видов).
8
I
II
III
Рисунок 3 - Степень поражения некрозом сосудов корнесобственных саженцев винограда
(в баллах): слабая (I); средняя (II); сильная (III)
А
Б
Рисунок 4 – Микроструктуры грибов Sphaeropsis malorum (А) и
Phoma vitis (Б) (ориг.)
Частота встречаемости отдельных видов грибов зависела от степени поражения
некрозом корнесобственных саженцев. У слабопораженных оказался ограниченный
видовой состав – он представлен видами S. malorum, Ph. vitis, и представителями родов
Fusarium, Alternaria. В общем комплексе выделенных грибов вид S. malorum доминировал у
всех исследуемых сортов. Патоген изолировался из тканей, расположенных на границе
пораженной и здоровой древесины, средняя частота его встречаемости составляла 60,5 %,
несколько реже – с чѐткими признаками поражения (57,3 %) и совсем не выделялся из
здоровой ткани. Частота выделения гриба Ph. vitis при слабой степени поражения в среднем
составляла от 19,5 % на пораженной и до 24,3 % - на границе здоровой и пораженной ткани.
В меньшей степени у слабопораженных саженцев изолировались виды фузариозной и
альтернариозной инфекции (рисунок 5).
9
Слабопораженные саженцы
Среднепораженные саженцы
Сильнопораженные саженцы
Рисунок 5 – Частота встречаемости микромицетов, выделенных из корнесобственных
саженцев в 2006-2008 гг.
10
По мере нарастания степени поражения отмечена сукцессия в сторону увеличения
частоты встречаемости представителей родов Fusarium, Alternaria. В тканях с чѐткими
признаками поражения некрозом средняя частота изоляции фузариозной инфекции у
среднепораженных саженцев достигала 76,3 %, а гриба S. malorum снизилась в девять раз.
Представители рода Alternaria и гриб B. cinerea изолировались из тканей с различными
признаками поражения. В комплексе микромицетов у среднепораженных некрозом
саженцев из тканей с различными признаками поражения выделялись представители рода
Cladosporium (рисунок 5).
Комплекс микромицетов, изолированный из сильнопоражѐнных некрозом
корнесобственных саженцев, оказался более обширным и включал представителей родов
Fusarium, Alternaria, Cladosporium, Penicillium и виды B. cinerea, T.roseum, A. niger.
Доминирующими оказались виды родов Fusarium, Alternaria и вид B. cinerea. В зависимости
от устойчивости сорта частота изолирования фузариозной инфекции резко колебалась, от
5,0 % (из ткани без признаков поражения у сортов Молдова, Августин и Каберне-Совиньон)
до 64,0 % (из ткани с чѐткими признаками поражения сорта Пино блан). Средняя частота
встречаемости представителей рода Fusarium из ткани без признаков поражения составляла
6,3 %, а из ткани с чѐткими признаками поражения достигала 45,5 %, представителей рода
Alternaria - 8,5 и 35,8 % соответственно. Частота встречаемости представителей
сапротрофных видов (Penicillium spp. и A. niger) при сильной степени поражения на границе
здоровой и пораженной ткани составляла 12,5 и 8,3 % соответственно (рисунок 5).
У привитых саженцев винограда наиболее частое проявление некроза сосудов
отмечали в подвойной части, а именно, верхних (ниже места прививки) и нижних (вверх от
пятки) частях подвоя. Поэтому, при проведении микологической экспертизы изоляцию
микромицетов проводили из верхних и нижних частей подвоя, а ранжирование саженцев
по степени поражения сосудистым некрозом не проводили.
Видовой состав выделенных и идентифицированных микромицетов из пораженных
подвойных тканей сосудов привитых саженцев, по сравнению с корнесобственными,
отличался меньшим видовым разнообразием и был представлен: F. oxysporum (рисунок 6),
Fusarium sp., A. alternata, A. tenuissima (рисунок 7), B. cinerea (рисунок 8), C. herbarum,
C. macrocarpus, T. roseum, Penicillium spp. (2 вида). Всего изолировано 10 видов грибов.
Кроме того, у привитых саженцев не из всех анализируемых образцов с признаками
некроза выделяли микромицеты с различной трофической приуроченностью.
Доминировали грибы родов Fusarium, Alternaria и B. cinerea. Виды рода Fusarium у
саженцев всех сортов изолировались только из нижних, а B. cinerea – верхних частей
подвоя. Из пораженных тканей подвоя средняя частота встречаемости представителей рода
Fusarium и B. cinerea оказалась выше, чем из тканей, расположенных на границе здоровой
и пораженной ткани. Частота встречаемости у пораженных тканей составляла 43,5 и
21,8 %, на границе - 40,0 и 17,8 % соответственно (рисунок 9). В отличие от видов рода
Fusarium и гриба B. cinerea представители рода Alternaria выделялись как из верхних, так
и нижних частей подвоя. На границе здоровой и пораженной ткани, как в верхних частях
подвоя, так и в нижних, представители рода Alternaria изолировались в меньшей степени,
11
1
2
Рисунок 6 – Макро- (1, 2) и микроконидии (2) гриба Fusarium oxysporum (ориг.)
2
1
Рисунок 7 – Габитус спороношения (1) и конидии (2) гриба Alternaria tenuissima (ориг.)
1
2
Рисунок 8 – Конидиеносец с конидиями (1) и конидии (2) гриба Botrytis cinerea (ориг.)
чем из пораженных тканей. Также виды этого рода были единственными, которые
выделялись из здоровых тканей, следующих непосредственно за пораженными. Частота
встречаемости грибов рода Alternaria из видимо здоровых тканей в среднем составляла
7,8 %. Представители родов Cladosporium и Penicillium, а также вид T. roseum у всех
исследуемых сортов были изолированы из тканей с различными признаками поражения.
Средняя частота их встречаемости соответственно составляла 3,3-5,5; 4,5-7,3; 2,5-6,5 %.
12
Рисунок 9 – Частота встречаемости микромицетов, выделенных из подвойной части привитых
саженцев винограда в зависимости от мест локализации некроза сосудов, 2006-2008 гг.
Таким образом, у привитых сажнцев видовое разнообразие выделенных
микромицетов оказалось в 1,6 раза меньше, чем у корнесобственных. У корнесобственных
саженцев патогенным ядром в комплексе возбудителей некроза сосудов являются
микромицеты S. malorum и Ph. vitis, они первыми инфицируют и поражают ткани.
По мере нарастания интенсивности поражения у корнесобственных саженцев
прослежена смена доминирующих видов. Если при слабой степени поражения саженцев
винограда сосудистым некрозом доминировали микромицеты S. malorum и Ph. vitis, то у
средне- и сильнопораженных прослежена сукцессия в сторону увеличения частоты
встречаемости представителей родов Fusarium и Alternaria, имеющих менее выраженные
патогенные свойства. При сильной степени поражения происходит заселение
сапротрофными микромицетами - представителями рода Penicillium и грибом A. niger. У
привитых саженцев винограда, в отличие от корнесобственных, микромицеты не являются
основной причиной возникновения некрозов. Однако их роль в этом процессе нельзя
недооценивать. Выделенные виды грибов из некротических тканей обладают
патогенностью, что несомненно усиливает проявление некроза.
3.3 Диагностика сосудистого
микрофокусной рентгенографии
некроза
саженцев
винограда
методом
Ранее для диагностики и определения степени поражения сосудистым некрозом
привитых черенков винограда, вышедших со стратификации, или саженцев проводили
продольные или поперечные срезы. Этот метод не позволял сохранить дорогостоящий
объект исследования в случае отсутствия данного заболевания. Поэтому стояла задача
13
поиска альтернативного приема диагностики некроза, который бы позволил устанавливать
наличие или отсутствие болезни без разрезания черенков и саженцев. Таким
перспективным методом стало использование микрофокусной рентгенографии.
С 2007 года проводились исследования по правильному выбору физико-технических
условий съемки с целью получения высокоинформативного рентгеновского изображения
аппаратом «Пардус – Р». При выборе режима съемки на аппарате регулировали два
показателя: U – напряжение, кВ; Т – экспозицию, сек. Ток трубки (ίА, мкА) в данном
аппарате во всех режимах оставался постоянным. При проведении более 500 съемок
виноградных саженцев в различных режимах (рисунок 10) были выбраны следующие
параметры: 35,0-40,0 кВ – 150 мкА – 0,30-0,35 сек. Такой режим съемки позволяет с
наибольшей точностью судить о размере, форме и плотности составляющих объект деталей.
20,0-25,0 кВ – 150 мкА –
0,20 -0,25 сек.
35,0-40,0 кВ – 150 мкА –
0,30-0,35 сек.
45,0-50,0 кВ –150 мкА –
0,40-0,45 сек.
Рисунок 10 – Рентгенограммы саженцев винограда разных режимом съемки
Сущность экспресс-метода микрофокусной рентгенографии для определения
степени поражения сосудистым некрозом саженцев и привитых черенков винограда
заключается в следующем. При поражении сосудов саженца или черенков винограда
некрозом клетки паренхимы, обтекающие сосудистые пучки, отмирают. В результате
поражения плотность омертвевших тканей становится меньше, чем здоровых. На
рентгеновском снимке пораженные ткани выглядят в виде темных тяжей. Степень
потемнения тяжей, их длина и ширина зависят от интенсивности поражения сосудов
(рисунок 11).
Рисунок 11 - Диагностирование степени поражения саженцев винограда сосудистым
некрозом при помощи рентгенографии: саженец здоровый (а), слабо- (б), средне- (в) и
сильнопораженный (г)
14
Исследования, направленные на определение мест локализации сосудистого некроза в
саженцах и привитых черенках винограда позволили уточнить, что диагностическую съѐмку
саженца (черенка) необходимо проводить с плоской или желобчатой сторон. При этом на
привитых достаточно двух снимков (в зоне спайки и пятки) на корнесобственных - одной (в
зоне пятки). Целесообразно оценивать степень поражения черенков в трѐх градациях:
отсутствие, слабая и средняя, а саженцев в четырех: отсутствие, слабая, средняя и сильная
степени поражения.
Разработанный экспресс-метод диагностики сосудистого некроза при помощи
рентгенографии был апробирован в 2009-2010 гг. в полевых мелкоделяночных опытах,
заложенных в Темрюкском районе Краснодарского края.
3.4 Влияние степени поражения сосудистым некрозом древесины привитых
черенков винограда на приживаемость, развитие и выход саженцев из школки
Апробация экспресс-метода диагностики сосудистого некроза при помощи
рентгенографии проводилась в 2009-2010 годах на привитых черенках Саперави х
Рипариа×Рупестрис 101-14 в ООО «Фанагория - Агро». Сущность рентгеносепарации
заключалась в следующем. После стратификации и закалки привитых черенков винограда
отбирались черенки по следующей градации: 1 – без признаков поражения сосудов
некрозом (здоровые); 2 – поражения сосудов единичные и отмечены только в зоне спайки
или пятки (слабое поражение); 3 – более сильные поражения сосудов в двух зонах: спайки
и пятки (среднее поражение). Градации сильное поражение на привитых черенках не
выделено. В качестве стандарта служили привитые черенки, произведенные по
общепринятой технологии в хозяйстве, не подвергавшиеся рентгеносепарации,
включающие как здоровые черенки, так и с различной степенью поражения. В каждом
варианте опыта высаживалось по 100 штук черенков. Опыт закладывался в трехкратной
повторности.
По результатам проведенных исследований установлено, что приживаемость
привитых черенков винограда Саперави х Рипариа × Рупестрис 101-14 в варианте здоровые
выше, по сравнению, со стандартом в среднем на 9,1 %. Наименьшая приживаемость
привитых виноградных черенков в годы исследований отмечена в варианте среднее
поражение. Разница между приживаемостью черенков в вариантах со средней степенью
поражения некрозом и здоровыми составляла 9,8 % (рисунок 12).
Наиболее объективным и важным показателем развития саженцев в школке является
объем однолетнего прироста. Он наиболее полно характеризует состояние и развитие
растений. Объем однолетнего прироста побегов оказался наибольшим в варианте со
здоровыми саженцами и в среднем составлял 13,8 см3, что на 1,9 см3 выше, чем в варианте,
где выращивались саженцы со средней степенью поражения некрозом (рисунок 13).
По окончанию периода вегетации саженцы были выкопаны и отсортированы
согласно ГОСТ Р 53025- 2008. Наилучшие результаты по выходу саженцев, отвечающих
стандарту качества, как в 2009, так и 2010 годах получены в варианте здоровые. Выход
саженцев, отвечающих стандарту качества, в 2009 и 2010 годах в варианте здоровые
15
* - общепринятая технология производства привитых саженцев (без применения
рентгеносепарации)
Рисунок 12 – Приживаемость привитых черенков Саперави х Рипариа×Рупестрис 101-14 в
зависимости от степени поражения сосудистым некрозом, ООО «Фанагория - Агро»
Темрюкского района, 2009-2010 гг.
*- общепринятая технология производства привитых саженцев (без применения рентгеносепарации)
Рисунок 13 – Объем однолетнего прироста саженцев Саперави х Рипариа×Рупестрис 10114 в зависимости от степени поражения некрозом, ООО «Фанагория - Агро» Темрюкского
района, 2009-2010 гг.
16
соответственно составил 50,4 и 52,5 %. Это в 1,4 и 1,2 раза в 2009 году и в 1,5 и 1,3 раза в
2010 году, выше, чем в вариантах среднее поражение и стандарт соответственно (таблица 1).
Таблица 1 - Выход саженцев Саперави х Рипариа×Рупестрис 101-14 в зависимости от
степени поражения некрозом, ООО «Фанагория - Агро» Темрюкского района
Выход саженцев, %
2009 г.
2010 г.
отвечающих
отвечающих
всего
Всего
стандарту качества
стандарту качества
1.Стандарт*
66,0
41,0
65,3
40,5
2.Здоровые
74,8
50,4
76,8
52,5
3.Слабое поражение
64,7
37,8
65,1
38,8
4.Среднее поражение
56,8
35,3
60,6
34,1
НСР05
4,3
4,1
4,2
4,4
Примечание: * - общепринятая технология производства привитых саженцев (без применения
рентгеносепарации)
Вариант
Кроме того, в годы исследований, общее количество корней у саженцев винограда,
отвечающих стандарту качества, в варианте здоровые, превосходило стандарт и варианты
слабое и среднее поражения. У здоровых саженцев количество мощных корней диаметром
более 2 мм превысило варианты среднее поражение и стандарт в 2,6 и 1,3 раза (таблица 2).
Таблица 2 – Развитие корневой системы саженцев Саперави х Рипариа×Рупестрис 101-14 в
зависимости от степени поражения некрозом, ООО «Фанагория - Агро» Темрюкского
района, 2009-2010 гг.
Вариант
Среднее количество корней, шт
более 2 мм
менее 2 мм
Всего
1.Стандарт*
6,0
7,5
13,5
2.Здоровые
8,0
9,5
17,5
3.Слабое поражение
6,7
6,2
12,9
4.Среднее поражение
3,0
5,3
8,3
НСР05
1,9
1,8
2,0
Примечание: * - общепринятая технология производства привитых саженцев (без применения
рентгеносепарации)
Таким образом, разработанный рентгенографический экспресс-метод оценки
поражения привитых черенков винограда сосудистым некрозом позволяет
диагностировать заболевание и определить интенсивность его поражения без разрушения
черенка. Это, в свою очередь, позволило определить влияние некроза сосудов на
приживаемость черенков, развитие и выход стандартных саженцев в школке. Так,
приживаемость черенков сорта Саперави х Рипариа×Рупестрис 101-14 в годы
исследований в варианте здоровые, по сравнению со стандартом, увеличилась на 9,1 %.
Выход саженцев, отвечающих стандарту качества, в варианте здоровые, в годы
исследований превысил стандарт в 1,3 раза.
17
Глава 4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕНТГЕНОСЕПАРАЦИИ
Анализ экономической эффективности применения рентгеносепарации на привитых
черенках Саперави х Рипариа×Рупестрис 101-14 показал, что в варианте стандарт (при
обычной технологии производства саженцев) затраты на их производство оказались на
2837,6 рублей в 2009 году и 3570,0 рублей в 2010 году меньше, чем в варианте с
применением рентгеносепарации (здоровые) (таблица 3). Однако, прибыль от реализации
саженцев винограда, выращенных в варианте здоровые, как в 2009, так и в 2010 годах, на
3980,4 и 4305,0 рублей была выше, чем в стандарте, за счет того, что цена реализации
здоровых саженцев выше.
Таблица 3 – Экономическая эффективность применения рентгеносепарации у
привитых черенков винограда
Варианты опыта
Показатели
стандарт*
здоровые
Отклонение
от стандарта,
+/-
2009 г.
2010 г.
2009 г.
2010 г.
2009 г.
2010 г.
%
41
40,5
50,4
52,5
9,4
12,0
шт.
410
405
504
525
94
120
Всего
в том числе
дополнительные
затраты в
результате
применения
рентгеносепарации
3. Себестоимость производства,
руб./шт.
4. Цена реализации, руб./шт.
8200,0
8505,0
11037,6
12075,0
2837,6
3570,0
0
0
705,6
735,0
705,6
735,0
20,0
21,0
21,9
23,0
1,9
2,0
35,0
35,0
42,0
42,0
7,0
7,0
5. Выручка от реализации, руб.
14350,0
14175,0
21168,0
22050,0
6818,0
7875,0
1 саженца
6. Прибыль от
реализации, руб.
всех саженцев
7. Рентабельность производства, %
15,0
6150,0
75,0
14,0
5670,0
66,7
20,1
10130,4
91,7
19,0
9975,0
82,6
5,1
3980,4
16,7
5,0
4305,0
15,9
Выход саженцев
отвечающих стандарту
качества из 1000 высаженных
привитых черенков
2. Затраты на
производство
полученных
саженцев,
руб.
Примечание: * - общепринятая технология производства привитых саженцев
Таким образом, рентабельность производства здоровых саженцев оказалась на 15,916,7 % выше, чем при обычной технологии производства саженцев.
ВЫВОДЫ
1. Установлено, что поражение саженцев винограда сосудистым некрозом зависит от
технологии их производства. Привитые саженцы в среднем поражались сосудистым
18
некрозом в 3,7 раза чаще, чем корнесобственные. Отмирание тканей сосудов и
прилегающих к ним клеток, независимо от типа саженцев, происходит по брюшной и
спинной сторонам. Однако у корнесобственных саженцев поражение сосудов некрозом
наблюдалось в зоне пятки и по мере удаления от нее, интенсивность его проявления
снижалась. У привитых саженцев интенсивное поражение сосудов происходит в
подвойной части (в зонах прививки и пятки), в средней части степень поражения
уменьшается или отсутствует вовсе.
2. Видовой состав выделенных микромицетов у корнесобственных саженцев
отличается бóльшим видовым разнообразием, чем у привитых, и представлен: Sphaeropsis
malorum Berk., Phoma vitis Bonord., Fusarium oxysporum Schlecht., Fusarium spp. (2 вида),
Botrytis cinerea Pers., Alternaria alternata (Fr.) Keissl., A. tenuissima (Fr.) Wiltshire., Alternaria
sp., Cladosporium herbarum (Pers.) Link., C. macrocarpus Preuss., Trichotecium roseum Fr.,
Penicillium spp. (3 вида), Aspergillus niger van Tieghem. У привитых саженцев были
изолированы: F. oxysporum, Fusarium sp., A. alternata, A. tenuissima, B. cinerea,
C. herbarum, C. macrocarpus, T. roseum, Penicillium spp. (2 вида). Видовое разнообразие
изолированных микромицетов у последних оказалось в 1,6 раза меньше, чем у
корнесобственных саженцев.
3. У корнесобственных саженцев патогенным ядром в комплексе возбудителей
некроза сосудов являются микромицеты S. malorum и Ph. vitis, которые первыми
инфицируют и поражают ткани. По мере нарастания интенсивности поражения у
корнесобственных саженцев прослежена смена доминирующих видов. Если при слабой
степени поражения саженцев винограда сосудистым некрозом доминировали
микромицеты S. malorum и Ph. vitis, то у средне- и сильнопораженных прослежена
сукцессия в сторону увеличения частоты встречаемости представителей родов Fusarium и
Alternaria, имеющих менее выраженные патогенные свойства. При сильной степени
поражения происходит заселение сапротрофными микромицетами - представителями рода
Penicillium и грибом A. niger.
4. У привитых саженцев винограда, в отличие от корнесобственных, микромицеты
не являются основной причиной возникновения некрозов. Однако их роль в этом процессе
нельзя недооценивать. Выделенные виды грибов из некротических тканей обладают
патогенностью, что несомненно усиливает проявление некроза.
5. Разработан рентгенографический метод оценки поражения черенков и саженцев
винограда сосудистым некрозом, позволяющий диагностировать степень проявления
заболевания без их разрушения. Целесообразно оценивать степень поражения черенков в
трѐх градациях: отсутствие, слабая и средняя, а саженцев в четырех: отсутствие, слабая,
средняя и сильная степени поражения.
6. Установлено с помощью разработанного рентгенографического метода, что
степень поражения сосудов некрозом привитых черенков винограда влияет на их
приживаемость, развитие и выход саженцев из школки. Так, приживаемость черенков
сорта Саперави х Рипариа×Рупестрис 101-14 в годы исследований в варианте здоровые, по
19
сравнению со стандартом, увеличилась на 9,1 %. Объем однолетнего прироста побегов в
варианте здоровые составил 13,8 см3, что на 1,9 см3 выше, чем в варианте среднее
поражение. Выход саженцев, отвечающих стандарту качества, в варианте здоровые, в годы
исследований превысил стандарт в 1,3 раза.
7. Рентабельность производства здоровых саженцев на 15,9-16,7 % выше, чем при
обычной технологии производства саженцев.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
1. При закладке виноградников рекомендовать производить посадку саженцами без
признаков
поражения
сосудистым
некрозом,
это
позволит
сохранить
продолжительность жизни и продуктивность насаждений.
2. Разработанный метод рентгенодиагностики сосудистого некроза использовать на
этапах производства саженцев, что позволит отбраковать пораженный материал и
увеличит в 1,3 раза выход здоровых саженцев из школки.
3. С целью использования здорового посадочного материала при закладке
промышленных виноградников, рекомендуется использовать неразрушающий ткани
рентгенографический метод. Он позволит выбраковать саженцы с признаками некроза.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ
1.
Лукьянова А.А. Локализация сосудистого некроза в саженцах винограда //
Садоводство и виноградарство. – 2010. - № 4. – С. 37-39.
2.
Лукьянова А.А., Никольский М.А., Лукьянов А.А., Панкин М.И., Великанов Л.П.,
Грязнов А.Ю. Влияние сосудистого некроза на приживаемость привитых черенков
винограда и развитие саженцев в школке // Политематический сетевой электронный
научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал
КубГАУ) [Электронный ресурс]. – Краснодар: КубГАУ, 2010. - №61 (07). – Режим
доступа: http://ej.kubagro.ru/2010/07/pdf/08.pdf.
3.
Лукьянова А.А. Видовой состав микромицетов, выделенных из саженцев винограда
пораженных сосудистым некрозом // Политематический сетевой электронный научный
журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ)
[Электронный ресурс]. – Краснодар: КубГАУ, 2011. – 66(02). – Режим доступа:
http://ej.kubagro.ru/2011/02/pdf/33.pdf.
Публикации в прочих изданиях
1.
Лукьянова А.А. Грибные болезни виноградной лозы, как один из факторов
возникновения сосудистого некроза древесины виноградных черенков // Научное
обеспечение агропромышленного комплекса: материалы 7-й региональной науч.-практ.
конф. молодых ученых / КубГАУ. – Краснодар, 2005. – С. 108-109.
2.
Панкин М.И., Никольский М.А., Лукьянова А.А., Архипов М.В., Великанов Л.П.,
Грязнов А.Ю., Потрахов Н.Н. Исследование внутренних аномалий элементов
20
виноградного куста, саженцев и семян способом микрофокусной рентгенографии // Вклад
фундаментальных исследований в развитие современной инновационной экономики
Краснодарского края. – Краснодар, 2008. – С. 67-68.
3.
Панкин М.И., Никольский М.А., Лукьянова А.А., Лукьянов А.А., Архипов М.В.,
Великанов Л.П., Грязнов А.Ю., Потрахов Н.Н. Использование микрофокусной
рентгенографии в диагностике некрозных заболеваний виноградного растения // Вклад
фундаментальных научных исследований в развитие современной инновационной
экономики Краснодарского края. – Краснодар, 2009. – С.43-44.
4.
Никольский М.А., Лукьянова А.А., Лукьянов А.А., Панкин М.И., Архипов М.В.,
Великанов Л.П., Грязнов А.Ю., Потрахов Н.Н. Применение микрофокусной
рентгенографии в виноградарстве // Обеспечение устойчивого производства виноградовинодельческой отрасли на основе современных достижений науки: материалы
Международной дистанционной науч.-прак. конф., посвященной 125-летию профессора
А.С. Мержаниана. – Анапа: ГНУ Анапская ЗОСВиВ СКЗНИИСиВ, 2010. – С. 245-252.
5.
Лукьянова А.А., Никольский М.А., Великанов Л.П., Панкин М.И., Лукьянов А.А.,
Архипов М.В., Грязнов А.Ю., Потрахов Н.Н. Методические рекомендации по применению
микрофокусной рентгенографии для экспресс-оценки поражѐнности черенков и саженцев
винограда сосудистым некрозом. – Анапа, 2010. – 10 с.
6.
Лукьянова А.А. Микромицеты, выделенные из саженцев винограда, пораженных
сосудистым некрозом // Современные проблемы науки и образования. - 2011. - №6
(приложение "Биологические науки"). - C. 3.
21