МІКОБІОТА НАСІННЯ ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ (TRITICUM L.) ЗАЛЕЖНО ВІД ЗАХОДІВ ЗАХИСТУ

Ключові слова: озима пшениця, органічна система захисту, хімічна система захисту, мікобіота, Fusarium oxysporum

Анотація

Метою дослідження було вивчення взаємодії мікобіоти насіння озимої пшениці з різними захисними системами, зокрема хімічними та органічними, для вдосконалення технологій вирощування пшениці озимої. Особливу увагу приділено встановленню залежностей між використанням захисних систем та змінами в складі мікобіоти насіння, що впливають на якість і врожайність пшениці. Дослідження проводилося протягом 2022–2023 років на двох сортах озимої пшениці: Aliot та Emil. Захисні заходи здійснювалися на різних етапах розвитку рослин. Передпосівна обробка проводилася за один день до сівби, а обприскування виконувалося на етапах росту за шкалою BBCH (Biologische Bundesanstalt, Bundessortenamt und CHemische Industrie): 21–29 (кущіння), 37–39 (прапорцевий листок), та 71–77 (молочна стиглість). Мікробіота насіння аналізувалася за допомогою біологічного методу із використанням картопляно-глюкозного агару для виявлення як зовнішніх, так і внутрішніх інфекцій. Для статистичного аналізу даних врожаю застосовувався інструмент “Аналіз даних” в Microsoft Excel, зокрема метод дисперсійного аналізу, що дозволив визначити вплив різних факторів на результати дослідження. Результати дослідження показали, що маса 1000 насінин значною мірою залежала від сортових характеристик, ніж від застосування захисних систем. Однак було виявлено, що склад мікробіоти насіння озимої пшениці значно залежить від типу захисної системи, яка використовується. Зокрема, хімічна система захисту мала найбільший вплив на склад мікробіоти. Було встановлено, що за умов домінування гриба Alternaria tenuissima застосування захисних систем призводить до значного зменшення його чисельності та змін у складі грибкового комплексу. Водночас, значне поширення Penicillium spp. асоціюється зі значним уповільненням росту сіянців озимої пшениці та пригніченням інших видів грибів. Також було виявлено, що існує помірна або значна кореляція між кількістю колоній гриба Fusarium oxysporum та масою 1000 насінин озимої пшениці. Це свідчить про негативний вплив цього гриба на наповнення насіння, що особливо посилюється в умовах, які сприяють його розвитку, зокрема під час сприятливих погодних умов. Виходячи з результатів дослідження, встановлено важливість контролю за популяціями F. oxysporum для забезпечення високої якості та врожайності озимої пшениці. Результати підкреслюють необхідність подальших досліджень для кращого розуміння факторів, які впливають на взаємодію мікробіоти та захисних систем, особливо в контексті органічного землеробства, яке розглядається як перспективна альтернатива пестицидам.

Посилання

1. Beznosko, I., Havryluk, L., Horgan, T., Beznosko, A., & Gavrilyuk, D. (2023). Vplyv tekhnolohiy vyroshchuvannya ozymoyi pshenytsi (triticum l.) na zhyttyovi stratehiyi mikromitseta fusarium oxysporum [The influence of winter wheat (triticum l.) growing technologies on the life strategies of the micromycete fusarium oxysporum]. Ukrainian Journal of Natural Sciences, 6, 91–99 (in Ukrainian). doi:10.32782/naturaljournal.6.2023.10.
2. Bilousova, Z., Kenieva, V., & Klipakova, Y. (2020). Posivni yakosti nasinnya ozymoyi pshenytsi zalezhno vid komponentnoho skladu otruynykiv [Sowing quality of winter wheat seeds depending on the component composition of poisoners]. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 24(3), 79–86 (in Ukrainian). doi: 10.31521/2313-092X/2020-3(107)-10.
3. Eskola, M., Kos, G., Elliott, C. T., Hajšlová, J., Mayar, S., & Krska, R. (2020). Worldwide contamination of food-crops with mycotoxins: Validity of the widely cited ‘FAO estimate’ of 25%. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 60(16), 2773–2789. doi: 10.1080/10408398.2019.1658570.
4. Hawkins, N. J., Bass, C., Dixon, A., & Neve, P. (2019). The evolutionary origins of pesticide resistance. Biological Reviews, 94(1), 135–155. doi: 10.1111/brv.12440.
5. Khanzada, K. A., Rajput, M. A., Shah, G. S., Lodhi, A. M., & Mehboob, F. (2002). Effect of seed dressing fungicides for the control of seedborne mycoflora of wheat. Asian Journal of Plant Sciences, 1, 441–444. doi: 10.3923/ajps.2002.441.444.
6. Liu, Q., Liu, Y., Dong, F., Sallach, J. B., Wu, X., Liu, X., Xu, J., Zheng, Y., & Li, Y. (2021). Uptake kinetics and accumulation of pesticides in wheat (Triticum aestivum L.): Impact of chemical and plant properties. Environmental Pollution, 275, 116637. doi: 10.1016/j.envpol.2021.116637.
7. Mäder, P., Hahn, D., Dubois, D., Gunst, L., Alföldi, T., Bergmann, H., Oehme, M., Amadò, R., Schneider, H., Graf, U., Velimirov, A., Fließbach, A., & Niggli, U. (2007). Wheat quality in organic and conventional farming: results of a 21 year field experiment. Journal of the Science of Food and Agriculture, 87, 1826–1835. doi: 10.1002/jsfa.2866.
8. Narayanan, M., Kandasamy, S., He, Z., & Kumarasamy, S. (2022). Ecological impacts of pesticides on soil and water ecosystems and its natural degradation process. In P. Singh, S. Singh, & M. Sillanpää (Eds.), Pesticides in the Natural Environment (23–49). doi: 10.1016/B978-0-323-90489-6.00002-1.
9. Ons, L., Bylemans, D., Thevissen, K., & Cammue, B. P. A. (2020). Combining biocontrol agents with chemical fungicides for integrated plant fungal disease control. Microorganisms, 8(12), 1930. doi: 10.3390/microorganisms8121930.
10. Ostrovsky, D., Kornienko, L., Andriychuk, A., & Zotsenko, V. (2018). Mikromitsety zerna pshenytsi v Ukrayini [Micromycetes of wheat grain in Ukraine]. Scientific Journal of Veterinary Medicine, 1, 116–112 (in Ukrainian).
11. Prange, A., Modrow, H., Hormes, J., Krämer, J., & Köhler, P. (2005). Influence of mycotoxin producing fungi (Fusarium, Aspergillus, Penicillium) on gluten proteins during suboptimal storage of wheat after harvest and competitive interactions between field and storage fungi. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 53(17), 6930–6938. doi: 10.1021/jf050821t.
12. Rozhkova, T. (2020). Vplyv vodnykh ekstrahtiv roslyn rodu allium na mikofloru nasinnya ta rozvytok parostkiv ozymoyi pshenytsi [The influence of aqueous extracts of Allium genus plants on the mycoflora of seeds and the development of winter wheat seedlings]. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 24(3), 53–61 (in Ukrainian). doi: 10.31521/2313-092X/2020-3(107)-7.
13. Rozhkova, T. O. (2022). Shkidlyvist Fusarium sp. z mikobioty nasinnya ozymoyi pshenytsi [Harmfulness of Fusarium sp. from mycobiota of winter wheat seeds]. Bulletin of Sumy National Agrarian University. The Series: Agronomy and Biology, 47(1), 119–124 (in Ukrainian). doi: 10.32845/agrobio.2022.1.16.
14. Rozhkova, T. O., & Spychak, Y. I. (2021). Regulirovanye mykoflory nasinnya ozymoyi pshenytsi obpryskamy fungitsydamy [Regulation of mycoflora of winter wheat seeds by spraying with fungicides]. Bulletin of Sumy National Agrarian University. The Series: Agronomy and Biology, 43(1), 42–48 (in Ukrainian). doi: 10.32845/agrobio.2021.1.6.
15. Schwartau, V., Mikhalska, L., Zozulya, O., & Sanin, O. (2019). Vplyv fungitsydnykh kompozytsiy na efektyvnist kontrolyu fuzariozu ta produktyvnist ozymoyi pshenytsi [The effect of fungicide compositions on the effectiveness of controlling Fusarium species and the productivity of winter wheat]. Quarantine and Plant Protection, 7–8(256), 23–28 (in Ukrainian).
16. Shevchuk, O., Golosna, L., Afanasieva, O., Zaslavskyi, O., Pryvedeniuk, N., & Kutsyk, T. (2021). Vplyv roslynnykh ekstraktiv na alternaria tenuissima (kunze) wiltshire in vitro [Effect of plant extracts against alternaria tenuissima (Kunze) Wiltshire in vitro]. Quarantine and Plant Protection, 4, 23–28 (in Ukrainian). doi: 10.36495/2312-0614.2021.4.23-28.
17. Spychak, Y. I., & Butenko, S. O. (2023). Vplyv systemy zakhystu na strukturu vrozhainosti ta yakist zerna pshenytsi ozymoyi na pivnichnomu skhodi ukrayiny [The influence of the protection system on the yield structure and grain quality of winter wheat in the north-east of Ukraine]. Bulletin of Sumy National Agrarian University. The Series: Agronomy and Biology, 51(1), 111–119 (in Ukrainian). doi: 10.32782/agrobio.2023.1.13.
18. State Register of Plant Varieties Suitable for Distribution in Ukraine. Ministry of Agrarian Policy and Food of Ukraine. [Online on: https://minagro.gov.ua/file-storage/reyestr-sortiv-roslin]. (Accessed on: 22.03.2024).
19. Syafrudin, M., Kristanti, R. A., Yuniarto, A., Hadibarata, T., Rhee, J., Al-onazi, W. A., Algarni, T. S., Almarri, A. H., & Al-Mohaimeed, A. M. (2021). Pesticides in drinking water–A review. International Journal of Environmental Research and Public Health, 18(2), 468. doi: 10.3390/ijerph18020468.
20. Thakur, M., Bhardwaj, N., Yadav, D., & Kadian, N. (2022). Impact of pesticide residues on soil microbiome and their degradation: A molecular approach. Applied Soil Ecology, 177, 104532. doi: 10.1016/j.apsoil.2022.104532.
21. Urban, M., Hammond-Kosack, K. E., & Kosack, P. (2020). The Fusarium graminearum genomic landscape: insights into the evolution of key pathogenic traits. Molecular Plant Pathology, 21(1), 1–16. doi: 10.1111/mpp.12864.
22. Walter, F., Rohde, M., Reichelt, M., & Döll, S. (2020). Fungicide resistance in Fusarium species causing Fusarium head blight of cereal crops. Agronomy, 10(5), 615. doi: 10.3390/agronomy10050615.
23. Xu, X. M., Nicholson, P., Thomsett, M. A., Simpson, D., Cooke, B. M., & Edwards, S. G. (2008). Relationship between the fungal complex causing Fusarium head blight of wheat and environmental conditions. Phytopathology, 98(2), 698–711. doi: 10.1094/PHYTO-98-0698.
24. Yigit, E., Dikilitas, M., Yildiz, H. N., & Karaboz, I. (2019). Application of biocontrol agents in wheat: Effectiveness against Fusarium head blight and plant growth promotion. Agriculture, 9(7), 147. doi: 10.3390/agriculture9070147.
25. You, M. P., & Barbetti, M. J. (2021). Understanding the biology of Fusarium oxysporum for sustainable agriculture. Plants, 10(3), 411. doi: 10.3390/plants10030411.
26. Zhukov, O. V., Rozhkova, T. O., & Spychak, Y. I. (2023). Kompleksna otsinka efektyvnosti zastosuvannya preparativ dlya obrobitku nasinnya pshenytsi ozyemoyi [Complex assessment of the effectiveness of seed treatment products for winter wheat]. Bulletin of Sumy National Agrarian University. The Series: Agronomy and Biology, 51(2), 131–139. doi: 10.32782/agrobio.2023.2.17.
27. Zimny, J., Sowa, S., & Dukat, P. (2018). Influence of fungicide treatments on yield, mycotoxin contamination, and Fusarium head blight severity in winter wheat. Plant Protection Science, 54(2), 99–108. doi: 10.17221/2/2018-PPS.
28. Zubair, M., Hamid, F., Ikram, M., Khan, F. A., & Latif, S. (2021). Evaluation of different fungicides and biocontrol agents against Fusarium species causing root rot of wheat in Pakistan. Journal of Plant Pathology, 103(3), 753–762. doi: 10.1007/s42161-021-00860-9.
29. Żurawicz, M., Węglarzy, K., & Skoczeń, K. (2022). Influence of biostimulants and fungicides on yield and quality of winter wheat grain. Agronomy Research, 20(1), 104–113. doi: 10.15159/AR.22.010.
30. Zwinger, S., & Mewis, I. (2019). Fusarium infection in wheat: Significance, causes, and control methods. Plant Pathology, 68(5), 795-803. doi: 10.1111/ppa.12968.
Опубліковано
2024-12-23
Як цитувати
Спичак, Ю. І. (2024). МІКОБІОТА НАСІННЯ ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ (TRITICUM L.) ЗАЛЕЖНО ВІД ЗАХОДІВ ЗАХИСТУ. Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія: Агрономія і біологія, 57(3), 3-11. https://doi.org/10.32782/agrobio.2024.3.1