Результат интеллектуальной деятельности: Способ определения зараженности семян пшеницы септориозом

Область применения.

Изобретение относится к области защиты растений и предназначено для определения зараженности семян пшеницы возбудителем септориоза листьев и колоса - грибом Parastagonospora nodorum (Synonymy: Depazea nodorum Berk., Hendersonia nodorum (Berk.) Petr., Septoria nodorum (Berk.) Berk., Stagonospora nodorum (Berk.) E. Castell. & Germano).

Септориоз листьев и колоса относится в Российской Федерации к группе наиболее экономически значимых болезней зерновых культур. Эта болезнь встречается во всех зернопроизводящих регионах нашей страны. Возбудителем септориоза листьев и колоса является гриб Parastagonospora nodorum. Этот вид поражает все надземные органы растений: листья, колос, зерно. При благоприятных для развития возбудителя погодных условиях болезнь часто принимает характер эпифитотии, нанося существенный ущерб урожаю зерна и ухудшая его качество. При эпифитотиях потери урожая нередко достигают 30-40%, снижается содержание белка и клейковины, ухудшаются посевные качества семян. Болезнь ведет к отставанию в росте, преждевременному усыханию листьев и всего колоса, щуплости зерна. Поражение стебля и его узлов способствует полеганию растения. Поражение зерна, даже при отсутствии видимых симптомов, приводит к снижению урожая в будущем году, так как зараженные семена имеют меньшую энергию прорастания, полевую всхожесть, а растения из них - меньшую кустистость. Масса корней пшеницы при сильном развитии септориоза снижается до 40-50%, что уменьшает сопротивляемость растений почвенной и воздушной засухам. Кроме того, передача с семенами приводит к формированию ранних, на фазе кущения яровой пшеницы, очагов септориоза, что требует повторного применения фунгицидов по вегетации, снижает рентабельность производства зерна, увеличивает пестицидную нагрузку на агроценозы.

Факторами передачи септориоза из года в год являются инфицированные растительные остатки в/на почве, зараженные семена, зараженные с осени растения озимой пшеницы.

Для предотвращения появления очагов раннего проявления болезни необходимо проводить фитосанитарную диагностику семян на зараженность возбудителем септориоза - грибом Parastagonospora nodorum и на основе данных фитоэкспертизы подбирать протравитель и его норму расхода в соответствии со «Списком пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации».

Известен способ определения зараженности семян септориозом методом влажных рулонов. Семена закладывают на увлажненную фильтровальную бумагу и инкубируют при температуре плюс 10°С в течение 14 суток [Санин С.С., Черкашин В.И., Назарова Л.Н. и др. Фитосанитарная экспертиза зерновых культур (болезни растений): рекомендации. М.: ФГНУ «Росинформагротех»; Колос, 2002. 138 с.].

Основной недостаток этого метода: неточность. Для стимуляции спороношения возбудителя септориоза необходимо ультрафиолетовое облучение.

Другая методика [Ильюк А.Г. Совершенствование методики фитопатологической экспертизы семян зерновых культур на зараженность септориозом. // А.Г. Ильюк, С.Ф. Буга, О.В. Артемова, А.Г. Жуковский. // Фитосанитарное оздоровление экосистем: мат-лы II всероссийского съезда по защите растений. - Том 1. - СПб. - 2005. - С. 171-173] предусматривает раскладку семян в чашки Петри на увлажненную фильтровальную бумагу и экспозицию под лампами ультрафиолетового облучения 7 суток, затем подсчет зараженных семян.

Основной недостаток этого метода: низкая точность, высокая трудоемкость. Для стимуляции спороношения возбудителя септориоза необходимо сочетание инкубирования семян при низких температурах и ультрафиолетовое облучение.

Методика Саниной А.А. (прототип) совмещает в себе все необходимые условия инкубации семян, однако, характеризуется высокой трудоемкостью и стоимостью материалов для анализа одного образца [Санина А.А., Анциферова Л.В. Способы выделения и хранения возбудителей септориоза пшеницы. // Микология и фитопатология. - 1989. - Т. 23. Вып. 2. - С. 172-175].

Таким образом, все существующие методики характеризуются высокой трудоемкостью, требуют существенных финансовых и временных затрат, что не всегда приемлемо для массовых анализов семян в практических целях (для конкретных хозяйств с выдачей заключения об использовании партии, необходимости применения протравителя и норме расхода препарата). В связи с высокой стоимостью анализа одного образца и трудоемкостью эти способы не применяются в Россельхозцентрах, семена на септориозную инфекцию не анализируются для хозяйств и это приводит в благоприятные для развития гриба годы к массовым вспышкам септориоза на полях и необходимости экстренного применения фунгицидов в период вегетации (в Краснодарском крае в отдельные годы возможны 2-3 обработки за сезон). Анализ семян на септориозную инфекцию в настоящий момент проводится только в научных организациях в целях мониторинга, оценки распространенности, выделения гриба в «чистую культуру» и изучения его свойств.

Техническая задача - создание простого и быстрого способа определения зараженности семян возбудителем септориоза листьев и колоса - грибом Parastagonospora nodorum.

За прототип выбрана методика [Санина А.А., Анциферова Л.В. Способы выделения и хранения возбудителей септориоза пшеницы. // Микология и фитопатология. - 1989. - Т. 23 Вып. 2. - С. 172-175].

Суть предлагаемого авторами метода состоит в следующем:

для определения зараженности семян пшеницы септориозом проводят их экспозицию на влажных подложках в течение 12-13 суток с последовательным изменением режимов температуры и освещенности.

Для проращивания семян применяют стерильные пластиковые подложки размером 12×15 см. На дно подложек помещают тонким слоем стерильную гигроскопическую вату (слой должен быть примерно 5-7 мм). Вату увлажняют дистиллированной или кипяченой водой, охлажденной до 30°С. Увлажнение считают нормальным, если при наклоне подложки с ваты стекает несколько капель воды. Сверху накладывают 2 слоя фильтровальной бумаги, размером 14×10,5 см. Бумагу прижимают плотно к вате, она увлажняется за счет излишков влаги на вате. Таким образом, излишки влаги исчезают, семена могут нормально расти и развиваться на увлажненном и в то же время на достаточно плотном ложе. Подложки и пинцеты перед анализом дезинфицируют 70% этиловым спиртом. Возможна стерилизация пинцетов над пламенем спиртовой или газовой горелки в процессе работы. Воду стерилизуют в автоклаве в течение 30 мин под давлением 0,09807 МПа (1 атм) или дистиллируют. Допускается применять свежекипяченую воду. Воду кипятят в химических колбах, закрытых ватными пробками, в течение 30 мин, считая с момента закипания.

Перед закладкой на проращивание семена тщательно промывают струей воды под водопроводным краном, после этого подвергают поверхностной стерилизации. В качестве дезинфицирующего агента используют 5% раствор гипохлорида натрия (NaOCl) в течение 1-2 минут. После стерилизации семена тщательно промывают стерильной водой, несколько раз повторяя процедуру.

Семена пшеницы раскладывают на подготовленные подложки с помощью пинцета на расстоянии 1-1,5 см друг от друга. На 1 подложку раскладывают 50 семян.

Подложки кладут в новый полиэтиленовый пакет. Края пакета закрывают скрепками.

Закрытые подложки с заложенными в них семенами помещают в холодильник на 7 дней для инкубирования при температуре 10°С. Затем инкубируют 24 часа при температуре минус 20-25°С (в морозильной камере). Затем семена 4-5 дней подвергают ультрафиолетовому облучению при 20-22°С под лампами ЛЭ-30, расположенными на расстоянии 30 см от поверхности семян. Для этого можно использовать шкафы размером 100×50×120 см, внутри шкафа 3 полки на расстоянии 30 см друг от друга, в каждую полку сверху посередине вмонтированы лампы ультрафиолетового света ЛЭ-30. На дно и бока каждой полки необходимо приклеить фольгу для лучшего светоотражения.

После всех манипуляций, которые в общей сложности требуют 12-13 дней, семена просматривают под стереоскопическим микроскопом (бинокуляром) или с использованием лупы. Зараженными считают семена, на которых обнаружены пикниды фитопатогена. Пикниды могут быть на семенах, проростках или на фильтровальной бумаге вокруг семени.

Типы проявления семенной инфекции Parastagonospora nodorum при использовании предлагаемой методики:

1. Бугорки и пикниды на колеоптиле;

2. Пикниды на непроросших семенах;

3. Скручивание, деформация колеоптиля;

Для контроля правильности определения пикниду помещают в каплю воды на предметное стекло и просматривают под микроскопом. Конидии у Parastagonospora nodorum палочковидные 15-32×2-4 мкм, на концах закругленные, прямые или слегка согнутые, с 1-3 перегородками.

Экономический порог вредоносности, как обоснование необходимости протравливания партии от септориоза, составляет 5% зараженных семян. При превышении порога рекомендуется обязательное протравливание семян фунгицидом.

Основные преимущества предлагаемого изобретения:

1. Высокая точность;

2. Низкая трудоемкость;

3. Низкая себестоимость;

4. Возможность использования при минимальном оснащении лаборатории;

5. Высокая информативность, так как на основе результатов анализа возможно составить рекомендации о необходимости применения препарата и его норме расхода.