Биологическое обоснование экологически безопасной защиты зерновых культур от болезней в Уральском регионе

• Автор: Евсеев, Вадим Валерьевич
• Шифр специальности: 06.01.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 429 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Фитопатогенные консорты яровых зерновых культур

1.2 Эпифитная микрофлора зерновых культур

1.3 Сообщество микроорганизмов ризосферы и микориза

1.4 Современные направления и проблемы экологизации

защиты растений от болезней

Заключение

2 УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Условия и объекты исследований

2.2 Стандартные (традиционные) методы исследований
2.3 Модернизированные методы исследований
2.3.1 Способ количественного анализа гриба в почве
2.3.2 Способ определения характеристик популяций эпифитной микрофлоры злаковых культур в лабораторных условиях
2.3.3 Способ интродукции гриба-аитагониста
Тпсйобеппа ^погит в филлосферу растений
2.3.4 Способ регуляции структуры популяций микроорганизмов
в условиях пестицидного прессинга
2.4 Математические методы анализа
3 МИКРОБНЫЕ АССОЦИАЦИИ ЗЕРНОВЫХ АГРОЦЕНОЗОВ И КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ИМИ
В УСЛОВИЯХ УРАЛЬСКОГО РЕГИОНА
3.1 Общая характеристика микробно-растительных ассоциаций зерновых агроценозов Уральского региона: состав и особенности функционирования в условиях окружающей среды
3.2 Концептуальная модель управления ассоциативной
микрофлорой зерновых культур
Заключение
4 АССОЦИАТИВНАЯ МИКРОФЛОРА
НА СЕМЕНАХ И КОЛОСЕ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ И ЯЧМЕНЯ
4.1 Состав, экологические ниши и биоценотические
взаимодействия микрофлоры семян и колоса зерновых культур

4.2 Приемы управления ассоциативной
микрофлорой зерна и колоса хлебных злаков
Заключение
5 УПРАВЛЕНИЕ АССОЦИАТИВНОЙ МИКРОФЛОРОЙ ЛИСТОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
5.1 Состав микробных ассоциаций филлосферы злаков
5.2 Биоценотические связи эпифитной и фитопатогенной
микрофлоры листовой поверхности злаков
5.3 Подходы к управлению полезной и нежелательной микрофлорой
филлосферы яровой пшеницы и ячменя
Заключение
6 АССОЦИАЦИИ РИЗОСФЕРНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ
И ПРИЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ИМИ В ЗОНЕ ИССЛЕДОВАНИЙ
6.1 Состав и биоценотические связи ризосферной
микрофлоры зерновых культур
6.2 Почвенная микрофлора в условиях севооборота,
разных типов обработки почвы и агротехнологий
Заключение .•
7 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИЕМОВ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОЙ ЗАЩИТЫ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР
7.1 Сравнительный анализ зональной интегрированной
и экологически безопасной систем защиты зерновых культур
7.2 Экономическая эффективность приемов активизации
полезной микрофлоры зерновых культур
7.3 Энергетическая эффективность защитных мероприятий
в агроценозах Восточного Урала
Заключение
ОБЩЕЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ ГПатентные материалы
ПРИЛОЖЕНИЕ II Методика математического анализа данных
ПРИЛОЖЕНИЕ III Технологические карты
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. В последние годы большое внимание уделяется внедрению новых прогрессивных технологий в АПК России. Это продиктовано необходимостью энергосбережения, охраны окружающей среды и здоровья людей. Особенно важна экологизация защиты растений для техногенно-загрязненных и радиационно-неблагополучных территорий с повышенным фоном ионизирующего излучения. По мнению ведущих региональных специалистов [51, 218, 219] доминирование химического метода в зональных системах защиты растений таких регионов грозит проявлением вредного бинарного эффекта токсикантов и ионизирующего фактора. На смену технологиям, приводящим к бинарному воздействию, ядов и радионуклидов, должны прийти беспестицидные технологии, которые включены сегодня в государственную программу развития АПК России.
Основой создания, экологически безопасной и биологизированной технологии защиты растений должны стать работы по изучению ассоциативных связей фитопатогенной и салротрофной микрофлоры агроценозов, взаимоотношений между компонентами биологических сообществ, разработке механизмов управления популяциями полезных и нежелательных микроорганизмов, что позволит реализовать, идею перехода от интегрированных систем защиты растений с доминированием химического метода к экологическому управлению [97, 98, 120, 200,212,213,214], которое предполагает конструирование высокопродуктивных и экологически устойчивых агроэкосистем на основе использования механизмов и структур саморегуляции агробиогеоценозов [43, 45, 96, 97, 98, 212, 287, 325].
Наш вклад в совершенствование системы интегрированной защиты зерновых культур состоял в исследованиях особенностей структурнофункциональной организации микробно-растительных ассоциаций и консортных связей микроорганизмов в зерновых агроэкосистемах, поиске приемов управления и стабилизации микробных популяций в конкретных природно-климатических условиях Уральского региона.

Внедряясь в почву, растущий корень постоянно контактирует с почвенными микроорганизмами, но далеко не все популяции размножаются и сохраняются на его поверхности после контакта. Как правило, в ризосфере доминируют бактерии, хотя иногда (микориза и некоторые особые случаи) на первый план по биомассе выступают грибы [103, 104]. Биомасса грибов в пахотных почвах не уступает биомассе бактерий. По их экологии различают грибы, обитающие в почве и на корнях растений. К настоящим обитателям корней принято относить паразитов и микоризные грибы [247]. Поэтому при рассмотрении вопросов формирования-микробных сообществ ризосферы следует уделить внимание составу грибной ризосферной микрофлоры, а также тому воздействию, которое она оказывает на растение, особенно на начальных этапах прорастания семени.
Выявлена группа микроскопических грибов, которые характерны для ризосферы на раннем этапе развития растений. Это виды порядка Mucorales, родов Trichoderma, Fusarium, Aspergillus и некоторые другие. Таким образом, уже в первые недели роста растений в ризосфере складывается определенное по составу грибное сообщество, отличное от почвы.
Состав и количественные соотношения компонентов микробного сообщества ризосферы зависят от вида растения, его возраста и места произрастания. Сделаны попытки доказать, что зоне корня* каждого вида растения свойственны строго специфические группы микроорганизмов, практически не размножающиеся в ризосфере других видов. Действительно можно отметить определенную перегруппировку отдельных микроорганизмов в зоне корня различных растений. Это определяется составом корневых выделений и органических остатков, которые у растений имеют некоторые особенности.
Как уже говорилось, микрофлора зоны корня представляет собой определенный биологический барьер, влияющий на- взаимодействие высших растений и паразитических организмов [278,300,369]. Поэтому идея использования микроорганизмов-антагонистов в защите растений от возбудителей заболеваний привлекла внимание ученых еще в 30 годы прошлого столетия. Одним из первых такие исследования провел Я.П. Худяков. Им были выделены и изучены бактерии pp. Pseudomonas и Aplanobacter, вызывающие лизис грибницы различных