Рослинництво та ґрунтознавство

ВИКОРИСТАННЯ ПЕРЕДПОСІВНОГО МІКРОБІОЛОГІЧНОГО АНАЛІЗУ ҐРУНТУ ДЛЯ ПРОГНОЗУВАННЯ ПОШИРЕННЯ КОРЕНЕВИХ ГНИЛЕЙ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ

Дмитро Кисельов, Олена Змієвська
Завантажити статтю
Анотація

Однією з основних ґрунтових фітопатогенів цукрового буряка, що призводять до значних втрат врожайності та якості, є Aphanomyces cochlioides і Rhizoctonia solani. Оскільки можливості контролю захворювань є складними, а моніторинг патогенів є важливим для прогнозування ризиків, то створення доступних методів для попередньої оцінки полів набуває великого значення в сільському виробництві. Метою дослідження було впровадження прогностичної методики для оцінки потенціалу ґрунтів щодо їх придатності для вирощування цукрових буряків в системі короткоротаційних сівозмін. В якості рослини - індикатора використовувалося насіння цукрового буряка, яке не характеризується генетичною стійкістю проти зазначених захворювань. Протестовано можливість використання індексу передвирощувальних захворювань (PPDI), який має градацію від 0 до 100 і коваріацію з фактичною врожайністю, цукристістю та валовим збором цукру з гектара. Для реальної оцінки можливості використання індексу PPDI для характеристики втрат врожайності на виробничих посівах, нами було здійснено порівняння передпосівного значення PPDI з фактичною врожайністю з кожного конкретного поля. Встановлено, що зі збільшенням значення PPDI знижувались валова урожайність цукрового буряку, цукристість та валовий збір цукру. Результати досліджень показали, що одна одиниця PPDI обумовлює втрати валової врожайності на рівні  0,24 т/га та зменшення волового збору цукру на 0,018 т/га. Саме тому, для управління ризиками вирощування цукрових буряків, необхідно проводити оцінку фітопатогенного навантаження ґрунту. Встановлено, що найбільш шкодочинними та постійно ідентифікованими фітопатогенами є Rhizoctonia solani та Fusarium ssp, що вказує на необхідність підбору гібридів, які характеризуються стійкістю або високою толерантністю до вказаних збудників. Отримана інформація може використовуватися для своєчасного виявлення ризиків зараження, розробки ефективних стратегій управління та вдосконалення агротехнік вирощування цукрових буряків з метою зменшення втрат врожаю та підвищення ефективності агропродукції

Ключові слова

Aphanomyces cochlioides, Rhizoctonia solani, Fusarium spp., фітопатогенне навантаження, валова врожайність, цукристість

ЦИТУВАТИ
Kyselov, D., & Zmiievska, O. (2024). Use of pre-sowing soil microbiological analysis to predict the spread of sugar beet root rot. Plant and Soil Science, 15(2), 9-17. https://doi.org/10.31548/plant2.2024.09
Використані джерела

[1] Aleagha, M.S., & Farzadfar, S. (2023). Evaluation of sugar beet hybrids for dual resistance to Rhizomania and Rhizoctonia root rot diseases. Applied Entomology and Phytopathology, 91(1), 33-46. doi: 10.22092/jaep.2023.361223.1467.

[2] Aragona, M., Haegi, A., Valente, M.T., Riccioni, L., Orzali, L., Vitale, S., Luongo, L., & Infantino, A. (2022). New-generation sequencing technology in diagnosis of fungal plant pathogens: A dream comes true? Journal of Fungi, 8(7), article number 737. doi: 10.3390/jof8070737.

[3] Avan, M., Palacıoğlu, G., Aksoy, C., Kaya, R., Bayraktar, H., Katırcıoğlu, Y.Z., & Maden, S. (2021). Characterization and pathogenicity of rhizoctonia species causing root rot and damping-off on sugar beet in Turkey. Current Microbiology, 78, 1939-1948. doi: 10.1007/s00284-021-02470-4.

[4] Bist, N.S., & Bist, P. (2021). Role of microorganisms in post-harvest loss of agricultural products: A review. Sustainability in Food and Agriculture (SFNA), 2(1), 1-4. doi: 10.26480/sfna.01.2021.01.04.

[5] Botkin, J.R., Hirsch, C.D., Martin, F.N., & Chanda, A.K. (2022). DNA-based detection of Aphanomyces cochlioides in soil and sugar beet plants. BioRxiv. doi: 10.1101/2022.04.25.489453.

[6] Cahill, D.M. (1999). Detection, identification and disease diagnosis of soilborne pathogens. Australasian Plant Pathology, 28, 34-44. doi: 10.1071/AP99005.

[7] Convention on Biological Diversity. (1992). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_030#Text.

[8] Convention on the Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora. (1973). Retrieved from https://cites.org/eng.

[9] Grebenikova, N., Korshunov, A., Savchenko, I., & Marques, M. (2018). Root rot grain crops on Cereals caused by the phytopathogenic fungi. MATEC Web of Conferences, 245, article number 11006. doi: 10.1051/matecconf/201824511006.

[10] Harveson, R.M.,  Nielsen, K.A., & Eskridge, K.M. (2014). Utilizing a preplant soil test for predicting and estimating root rot severity in sugar beet in the central high plains of the United States. Plant Disease, 98(9), 1172-1287. doi: 10.1094/PDIS-11-13-1186-RE.

[11] Karas, I., Nevmerzhitska, O., Plotnytska, N., & Pavlyuk, N. (2019). Identification and study of antagonistic characteristics of cellulose-destroying fungi against the causative agent of fusarium root rot of sugar beets. Bulletin of the Lviv National Agrarian University. Agronomy, 23, 164-169. doi: 10.31734/agronomy2019.01.164.

[12] Lindgren, D.T., Eskridge, K.M., Steadman, J., & Schaaf, D.M. (1995). A model for dry bean yield loss due to rust. HortTechnology, 5, 35-37. doi: 10.21273/horttech.5.1.35.

[13] Nurmukhammedov, A.K., & Nevmerzhitska, O.M. (2010). Improvement of the biological method: Limiting the spread of Fusarium root rot pathogen in sugar beet roots. Quarantine and Plant Protection, 10(172), 14-16.

[14] Olsson, A.,  Blomquist, J., Persson, L., Gunnarsson, A., & Berglund, K. (2023). Long-term effects of liming on crop yield, plant diseases, soil structure and risk of phosphorus leaching. Agricultural and Food Science, 32(3), 139-153. doi: 10.23986/afsci.130983.

[15] Olsson, Å., Persson, L., & Olsson, S. (2019). Influence of soil characteristics on yield response to lime in sugar beet. Geoderma, 337, 1208-1217. doi: 10.1016/j.geoderma.2018.11.020.

[16] Park, J.L., & Grau, C.R. (1992). Aphanomyces. In L.L. Singleton, J.D. Mihail, & C.M. Rush (Eds.), Methods for research on soilborne phytopathogenic fungi (pp. 24-27). St. Paul: American Phytopathological Society.

[17] Pavli, O.I., Stevanato, P., Biancardi, E., & Skaracis, G.N. (2011). Achievements and prospects in breeding for rhizomania resistance in sugar beet. Field Crops Research, 122(3), 165-172. doi: 10.1016/j.fcr.2011.03.019.

[18] Pontes, J.G.D.M., Fernandes, L.S., dos Santos, R.V., Tasic, L., & Fill, T.P. (2020). Virulence factors in the phytopathogen-host interactions: An overview. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 68(29), 7555-7570. doi: 10.1021/acs.jafc.0c02389.

[19] Rafiei, V., Vélëz, H., Dixelius, C., & Tzelepis, G. (2023). Advances in molecular interactions on the Rhizoctonia solani-sugar beet pathosystem. Fungal Biology Reviews, 44, article number 100297. doi: 10.1016/j.fbr.2022.11.005.

[20] Schneider, C.L. (1978). Use of oospore inoculum of Aphanomyces cochlioides to initiate blackroot disease in sugarbeet seedlings. Journal of the American Society of Sugar Beet Technologists, 20, 55-62.

[21] Strausbaugh, C.A. (2020). Interaction of Rhizoctonia solani and Leuconostoc spp. causing sugar beet root rot and tissue pH changes in Idaho. Canadian Journal of Plant Pathology, 42(2), 304-314. doi: 10.1080/07060661.2019.1668857.

[22] Windels, C.E., Jacobsen, B.J., & Harveson, R.M. (2009). Rhizoctonia root and crown rot. In R.M. Harveson, L.E. Hanson, & G.L. Hein (Eds.), Compendium of beet diseases and pests (pp. 33-36). St. Paul: APS.

[23] Yuan, J., Wen, T., Zhang, H., Zhao, M., Penton, C.R., Thomashow, L.S., & Shen, Q. (2020). Predicting disease occurrence with high accuracy based on soil macroecological patterns of Fusarium wilt. The ISME Journal, 14(12), 2936-2950. doi: 10.1038/s41396-020-0720-5.