Качество семян сельскохозяйственных культур регламентируется Государственными стандартами (ГОСТами) и Сертификатами. В соответствии с ГОСТом установлены следующие качественные характеристики: чистосортность, всхожесть, влажность, полновесность (масса 1000 зерен), выравненность и фитосанитарное состояние семян (здоровье, засоренность). Сертификат показывает соответствие качества сертифицированной продукции установленным требованиям.
Высеваемые в настоящее время сельскохозяйственные культуры представлены сортами, чистосортность которых, например, у яровой пшеницы должна составлять для семян первого класса 99 %, второго — 98, третьего — 97 %. Такая высокая чистосортность вызывает необходимость выращивания в семеноводческом хозяйстве только одного, максимум двух сортов культуры, изолированных друг от друга. Это способствует формированию специализированных к данному сорту популяций вредных организмов, преобладанию в их составе рас и биотипов, адаптированных к тому или иному сорту, а следовательно, повышению их численности и вредоносности.
Важнейшим показателем посевных качеств семян является их всхожесть, которая должна составлять по пшенице, например, 85—98 %. Для семян первого класса мягкой пшеницы всхожесть установлена не менее 95 %, второго класса — 92, третьего — 90 %, а для твердой пшеницы соответственно 90, 87 и 85 %.
Высшим показателем посевных качеств семян является энергия прорастания, которая коррелятивно связана с полевой всхожестью семян, силой роста, дружностью появления всходов, их физиологической устойчивостью и конкурентной способностью к вредным организмам в критический период перехода растений от гетеротрофного к автотрофному питанию. По данным Ю. С. Ларионова, энергия прорастания в сочетании с силой роста и процентом проростков с длиной колеоптиле выше 2,5 см на 70—80 % прогнозируют урожайные качества семян.
Влажность семян также регламентируется ГОСТами. По зерновым культурам она не должна превышать 15,5—17,0 %. При снижении влажности ниже ГОСТа развитие вредных организмов прекращается, а при повышении — возрастает. Например, рисовый долгоносик гибнет при влажности зерна 8 %, а амбарный — 11—12 %.
Масса 1000 зерен меняется не только по культурам, но и по сортам. Так, у сорта яровой пшеницы Иртышанка масса 1000 зерен составляет 31—44 г, а у сорта Алмаз — 38—55 г. Поражение сельскохозяйственных культур болезнями и вредителями в значительной мере снижает массу 1000 зерен. Ржавчинные заболевания, септориозы зерновых культур вызывают щуплость зерна, снижая его массу на 45 % и более, особенно во влажные годы. Для повышения выравненности семян их пропускают через сортировальные машины, а затем дополнительно калибруют на фракции. Например, из исходного вороха мягкой яровой пшеницы удаляют семена, проходящие через решета с продолговатыми отверстиями в 2 мм. Оставшиеся семена по своей толщине становятся более выравненными. Дальнейшее выравнивание происходит при расчленении семян на крупную (сход с решет 2,5 мм) фракцию и среднюю, проходящую через эти решета. Выравнивание и калибровка позволяют установить точнее норму высева и обеспечить дружные равномерные всходы.
При заражении семян фитопатогенами их масса снижается из-за уменьшения доли крупной фракции. Например, крупная фракция (более 2,5 мм) у яровой пшеницы сорта Новосибирская 81 составляла: у здоровых семян 82 %, у слабозараженных В. sorokiniana — 60, а у сильнозараженных — 40 %.
Фитосанитарные регламенты семян контролируются ГОСТом и практикой защиты растений. По данным И. Г. Строны, через семена передается 60 % всех возбудителей опасных болезней. По данным авторов учебного пособия, из 250 широко распространенных вредоносных болезней через семена однолетних культур передается 72,4% и 64,4% — через семена многолетних. При этом важно различать, являются ли семена источником воспроизводства вредных организмов, или основным (дополнительным) фактором передачи?
В случае основного фактора передачи семена являются единственной экологической нишей для вредных организмов, что в значительной мере определяет жизненный цикл последних. Возбудители семенных инфекций максимум адаптивных усилий затрачивают на тактику размножения по сравнению с другими видами жизнедеятельности, напоминая r-стратегов. Однако эти усилия у них все же меньше, чем у возбудителей почвенных, а особенно воздушно-капельных инфекций. Это вызвано тем, что размножение возбудителей семенных инфекций приурочено к семенам и ограничено размерами семян. Именно поэтому у них формируется популяция потомков, близкая к предельной емкости насыщения семян как экологической ниши. Относительно небольшие усилия возбудители семенных инфекций тратят на тактику выживания потомков. Многие возбудители болезней из этой эпифитотиологической группы значительную часть жизненного цикла в особо неблагоприятный зимне-весенний и даже летний периоды находятся под защитой тканей растений-хозяев (семян, растений), например, головневые заболевания, штриховатость ячменя. Отдельные представители из наиболее распространенных и вредоносных заболеваний, например, спорынья злаков, представляют исключение из этого правила, формируя покоящиеся структуры — склероции. В первом случае тактика выживания напоминает возбудителей листо-стеблевых инфекций, а во втором — почвенных.
Тактика трофических связей у рассматриваемой группы инфекций ограничена опять-таки емкостью такой своеобразной экологической ниши как семена. Запас их питательных веществ достаточен для формирования популяции потомков возбудителя в пределах емкости данной ниши. Поэтому возбудители в меньшей степени адаптируются к широкому кругу растений-хозяев.
Затраты на механизм передачи в пространстве у возбудителей рассматриваемой группы значительно выше, чем у почвенных инфекций. Перемещение к семенам новых растений-хозяев они осуществляют воздушно-капельным путем (головневые заболевания, спорынья) или через сосудисто-проводящую систему (штриховатость мозаики ячменя, крапчатость картофеля — х—вирус, черная ножка картофеля, кольцевая гниль картофеля). Естественно, что необходимость в затратах веществ и энергии на передачу во времени у возбудителей семенных инфекций минимальна. Она меньше даже, чем у возбудителей воздушно-капельных инфекций, имеющих широкий диапазон приспособительных возможностей к условиям окружающей среды.
Из года в год через семена передаются фитофаги и сорные растения. Примерами фитофагов, у которых жизненный цикл связан с семенами, могут служить зерновки: гороховая, фасолевая, четырехпятнистая, эспарцетовая.
Характерной особенностью жизненного цикла зерновок является откладка яиц на(в) бобы, питание и окукливание внутри семян. Зимовка фитофагов в фазе личинки и имаго проходит как правило в зернохранилищах внутри семян. Узкая специализация фитофагов способствует потере частью популяции имаго способности к полету (расселению в пространстве). В хранилищах при наличии благоприятных гидротермических условий возможно быстрое размножение зерновок. Например, фасолевая зерновка в южных районах развивается в течение года в 4—5 поколениях.
Семена служат основным фактором передачи карантинных фитофагов (имаго, личинок), а также фитопатогенов, обусловливая их межконтинентальную миграцию.
Многие сорняки попадают в семенной материал сельскохозяйственных культур и передаются с ним из года в год, рассеиваясь на значительные площади. В процессе такой передачи семена сорных растений приобрели эволюционное сходство по форме, размеру, массе, парусности с семенами культурных растений. Поэтому резко усложняется очистка основной культуры от семян таких сорняков, получивших название трудноотделимых. В семенах озимой ржи к трудноотделимым сорнякам относятся семена костреца ржаного, в семенах пшеницы — софоры лисохвостой, гречихи татарской. Особые трудности возникают при очистке ячменя и овса, засоренных овсюгом и овсом щетинистым, редькой дикой. В посевах льна трудноотделимыми сорняками являются торица льняная, плевел расставленный, горчак ползучий, а в посевах гречихи — гречишка вьюнковая. Для клевера такими сорняками будут: донник желтый, лебеда раскидистая, морковь дикая, смолевка вильчатая, дрема белая, подорожник ланцетолистный, марь белая, звездчатка средняя, а в посевах люцерны — еще щетинник сизый, щетинник зеленый, щирица, сурепка обыкновенная.
Многие специализированные сорняки вне посевов засоряемой культуры не встречаются, так как заносятся на поле обычно с семенным материалом. Из специализированных сорняков озимой ржи следует назвать, например, кострец ржаной и кострец полевой, овса — овсюг, гречихи — гречиху татарскую, льна долгунца — торицу льняную, рыжик льняной, плевел расставленный; риса — просо рисовое. Для этих сорняков семена культурных растений служат основным фактором их передачи во времени.
Приуроченность вредных организмов (фитопатогенов, фитофагов, сорняков) к семенам культурных растений вызывает необходимость знания и выполнения требований регламентов, превышение которых показывает потерю семенами своей ценности (табл. 45).

Семенные вредные организмы поражают (заражают, повреждают) семена в конце вегетации, полностью или частично их уничтожая. Среди фитопатогенов их доля составляет около 10 % (головневые заболевания, гоммоз хлопчатника, вирусные болезни бобовых), среди фитофагов на однолетних культурах около 7 %, на многолетних — около 9 %.
Передача возбудителей семенных, или матрикально-дочерних, инфекций по схеме материнские растения — дочерние растения — материнские растения нового поколения обусловливает как сезонную, так и многолетнюю динамику эпифитотического процесса. Н. И. Абрамов одним из первых выявил тесную зависимость между численностью популяции спор твердой головни на семенах пшеницы и распространенностью болезни в посевах, r = 0,863 ± 0,160. Аналогичная зависимость сохраняется и для современных сортов зерновых культур: г = 0,951 ± 0,118. Уравнение регрессии имеет вид: у = 0,0026х + 0,19, где х — степень заспорения семян, у — пораженность посевов.
Из насекомых, повреждающих зерно и семена, распространены амбарный и рисовый долгоносики, гороховая и фасолевая зерновки, просяной комарик, из паукообразных — мучной клещ. Семена заражаются вредителями в хранилище (долгоносики, клещи) или в поле (гороховая зерновка, просяной комарик).
Проблема защиты растений от группы семенных вредных организмов решается разрывом механизма передачи вредных организмов через семена. Для этого необходимы следующие мероприятия:
— возделывание устойчивых сортов. Например, сорт яровой пшеницы Сибирячка относительно устойчив к пыльной и твердой головне, корневым гнилям, а сорт Лютесценс 25 — к пыльной головне и мучнистой росе;
— создание фонда здоровых семян. Для этого выращивают семена на семеноводческих посевах, свободных от болезней и удаленных (изолированных) от источников воспроизводства вредных организмов на 0,5—1,0 км и более;
— создание переходящих фондов семян от благоприятных лет;
— хранение семян при низкой влажности и при пониженных температурах;
— протравливание семян препаратами типа витавакса 200 ФФ, суми 8, раксила против комплекса фитопатогенов, а также термическая обработка семян против фитофагов.
Для группы почвенных, или корне-клубневых, вредных организмов семена служат дополнительным фактором передачи.
В этом случае создания фонда здоровых семян недостаточно для предупреждения развития болезней, так как основным фактором передачи возбудителей во времени является почва. Ho здоровые семена создают исходную предпосылку для получения повышенной полевой всхожести семян и ограничения развития эпифитотического процесса. В отличие от группы возбудителей семенных инфекций, у которых как биотрофов выработались в процессе эволюции относительно равновесные взаимоотношения в системе семя — патоген, растение — патоген на значительной части онтогенеза растений-хозяев, у почвенных вредных организмов эти взаимоотношения носят преимущественно антагонистический характер по типу жертва — эксплуататор. Начиная с материнских растений, при заражении генеративных органов возбудителями почвенных инфекций значительная часть органов растений в виде цветков, зерновок, а затем, при использовании зерновок на семена, и растений погибает в течение онтогенеза растений-хозяев. У оставшихся растений нарушаются ростовые процессы. Это видно на примере фузариозно-гельминтоспориозных заболеваний (табл. 46).

Передача возбудителей через семена приводит к нарушению ростовых процессов на начальных этапах, включая рост и дифференциацию конуса нарастания. Значительно снижается синтез общей биомассы и сухого вещества. Такое ингибирование всходов отмечается вплоть до фазы кущения, когда начинает действовать компенсационный механизм, обусловленный расширением площади питания из-за низкой полевой всхожести инфицированного посевного материала. Прежде всего возрастает кустистость растений. Так, общая кустистость ячменя составила на посевах здоровыми семенами 1,77 против 1,82—1,79 на посевах семенами, инфицированными В. sorokiniana соответственно в слабой и средней степени. Обеспеченность растений вторичными корнями и листьями на инфицированных посевах также возрастала. Ho компенсационная способность растений в полной мере не перекрывала отрицательные последствия использования для посева инфицированных семян, а состояние посевов не достигало уровня, полученного от здоровых семян. Продуктивная кустистость, отток питательных веществ из вегетативных органов к семенам и урожайность зерна значительно выше при использовании здорового посевного материала.
На посевах здоровыми семенами зерно формируется крупнее и в меньшей степени поражено вторичной инфекцией. Так, плотность популяции В. sorokiniana на зерне ячменя при посеве здоровых семян была ниже на 63,7 и 91,1 % по сравнению с посевами семян, зараженными В. sorokiniana соответственно в слабой и сильной степени.
Кроме того, зараженные семена увеличивают распространение возбудителей в пространстве. Создаются новые и расширяются старые очаги возбудителей в почве. Особенно опасно то, что возбудители рассматриваемой группы инфекций хорошо приспособлены к выживанию в почве, а поэтому создают длительно действующие очаги. Так, в одном из опытов при посеве семян яровой пшеницы, инфицированных В. sorokiniana, плотность популяции конидий в почве возросла на 55,6 %. Доля жизнеспособных из них при этом увеличилась в 4,5 раза. Таким образом, зараженные семена служат благоприятным субстратом для выживания возбудителя в почве.
Экспериментально доказано, что при рассеивании инфицированных семян по полю, возбудители сохраняются в почве и производят новые заражения растений на протяжении 3—5 лет (В. sorokiniana), а то и 5—10 лет (виды p. Fusarium).
Общая вредоносность фузариозно-гельминтоспориозных заболеваний при передаче их через семена довольно высокая (табл. 47).

При заражении семян яровой пшеницы В. sorokiniana и видами p. Fusarium выше ПВ (5—10%) на каждый процент дальнейшего поражения урожайность снижается на 1,0—2,6%.
Вредоносность фузариозно-гельминтоспориозных заболеваний при поражении семян несколько ниже на перекрестноопыляемой культуре (озимая рожь) и ячмене, обладающими повышенной кустистостью при изреживании всходов. По данным Е. Ю. Тороповой, при заражении В. sorokiniana партий семян яровой пшеницы выше 30 % их использование на семенные цели нерентабельно даже при посеве протравленными семенами.
При повреждении амбарными долгоносиками 14 % семян всхожесть их снижается на 9 %, а при массовом заражении семян гороха гороховой зерновкой — на 15—45%.
Группа наземно-воздушных, или листо-стеблевых, вредных организмов также адаптирована к дополнительной передаче во времени через семена.
Взаимоотношения в системе семя — патоген носят нейтральный (возбудители септориозов) или антагонистический (возбудители аскохитозов) характер. Во всех случаях вокруг инфицированных семян, содержащих возбудителя, формируются микроразмерные эпифитотические очаги — стартовая площадка для развития эпифитотий при наступлении благоприятных гидротермических условий. Вредные организмы этой группы обладают признаками r-стратегов и мощным биотическим потенциалом. Для примера приведем возбудителя септориоза яровой пшеницы (Septoria nodorum). Частота его передачи через семена в Сибири и Казахстане редко превышает 7—10 %. Этого уровня инфицирования семян достаточно для формирования источника воспроизводства возбудителя сначала на пластинках прикорневых листьев в фазу всходов, затем последовательно — стеблевых нижнего, среднего ярусов и флаговых листьев. Механизм распространения пикноспор внутри посева от нижнего яруса к верхнему при благоприятных гидротермических условиях (температуре 14—21 С, 17 и более дождливых дней за период от выхода в трубку до молочной спелости) способствует формированию эпифитотических очагов и возникновению эпифитотий в радиусе 2—3 км от каждого очага.
Каждый процент высеянных семян зернобобовых культур, зараженных аскохитозом, способствует при благоприятных гидротермических условиях росту заболевания в поле на 0,26—0,42 %. Количество конидий возбудителя церкоспороза (Cercospora beticola) на клубочках сахарной свеклы служит индикатором поражения листьев и семян нового урожая. Это требует применения комплекса защитных мероприятий, в том числе фунгицидов, для подавления эпифитотических очагов в случае передачи возбудителей листо-стеблевых инфекций через семена.
Через семена и посадочный материал передаются также возбудители трансмиссивных инфекций — вирусы и микоплазмы.
Создание фонда здорового посадочного материала служит очень важным приемом борьбы и с трансмиссивными инфекциями. Эта задача успешно решается в садоводстве и овощеводстве. Одним из приемов получения качественного безвирусного посадочного материала является суховоздушная терапия в камерах инкубатора Y-55: температура 37—38 С, световой режим 16 ч в сутки, освещенность 2000—3000 лк/м2.
В качестве исходного материала осенью отбирают растения без внешних признаков поражения, хранят в холодильных камерах при 1—2 °С, а рано весной высаживают в вегетационные сосуды. Чтобы предотвратить загнивание корней, готовят воздухопроницаемый дренаж из выщелоченного чернозема (горная почва), торфа и перлита в соотношении 1:1:1.
Растения земляники выдерживают в камере 21—28 дней, малины — 28. Ho полностью освободить посадочный материал от термостабильных вирусов этим способом не удается. Его обычно сочетают с отделением верхушечных меристем и культивированием их на искусственных питательных средах в пробирках с отбором апексов небольших размеров. Максимальный размер эксплантанта для земляники не более 0,5 мм, для малины — 0,5—2 мм. От одной верхушки получают до 150 побегов. Затем пробирочные растения укореняют в питательном субстрате из равных частей почвы, торфа и песка в течение 3—5 недель. Таким образом создают элитные маточники. Урожайность новых посадок оздоровленного материала возрастает почти в 2 раза и экономически выгодна. Очень важно предохранять оздоровленный материал от вторичного заражения. Для этого учитывают как специфические (насекомые, контакт растений в посадках), так и неспецифические факторы передачи вирусов, а также проводят пространственную изоляцию оздоровленных и обычных посадок. Для косточковых пород, например, она составляет 1 км, семечковых — 0,5.
Важны и другие мероприятия: содержание черенковых садов, особенно косточковых пород, без цветения, химическая обработка маточников и питомников от потенциальных переносчиков, проверка и при необходимости дезинфекция почв, уничтожение переносчиков вирусов.
В овощеводстве против вируса табачной мозаики (BTM) используются природные вакцины штаммов этого патогена, а также различные биологические вещества.
Итак, использование для посева (посадки) здоровых семян и посадочного материала имеет большое значение для подавления развития всех экологических групп вредных организмов. Однако этот прием разрывает жизненный цикл возбудителей в агроэкосистемах только у семенных, или матрикально-дочерних, инфекций. В результате этого эпифитотический процесс затухает и болезнь прекращает свое существование на той или иной территории. По всем остальным группам (почвенным, воздушно-капельным, трансмиссивным) жизненный цикл возбудителей не прерывается, а эпифитотический процесс (при отсутствии массовой передачи возбудителей с помощью других факторов) проявляется в лучшем случае ниже порога вредоносности, а в большинстве случаев запаздывает и развивается менее интенсивно.
В случае использования для посева (посадок) посевного (посадочного) материала, инфицированного выше порога вредоносности, кроме нанесения вреда в текущем году, возможны следующие негативные последствия:
— у почвенных, или корневых, инфекций — возрастание инфекционного потенциала возбудителей в почве, обусловливающего многолетнюю динамику болезней;
— у воздушно-капельных, или листо-стеблевых, инфекций — формирование эпифитотических очагов, перерастающих при благоприятных гидротермических условиях в эпифитотии, требующие массового применения фунгицидов;
— у трансмиссивных инфекций — формирование эпифитотических очагов, которые при активности векторной передачи вирусов снижают эффективность работ по безвирусному семеноводству, усиливая необходимость применения инсектицидов;
— у семенных инфекций — непрерывное нарастание массовой передачи возбудителей через семена, а следовательно, ежегодных затрат на протравливание семенного материала, обработку его биопрепаратами, обеззараживания от фитофагов.
Во избежание негативных последствий в растениеводстве к “здоровью” семян предъявляются такие же высокие требования, как в племенном животноводстве к племенному поголовью.
Значение этих положений для экологического направления в защите растений все больше осознается специалистами во всем мире. При невозможности создания фонда здоровых семян с высокими посевными и урожайными качествами компенсирующими приемами являются протравливание семян и обработка их биологическими препаратами, повышающие качество посевного материала. Тем не менее протравливание неспособно в большинстве случаев повысить качество семян до уровня здоровых.
Учитывая решающую роль использования здорового посевного и посадочного материала для снижения развития болезней, в Англии давно принято специальное правительственное постановление, которым установлена стандартная серия испытаний всех партий семян для определения потенциала их заражения возбудителями болезней. Строгая система сертификатов на семена и посадочный материал разработана в США, ограничивающая распространенность возбудителей болезней из штата в штат.
В нашей стране разработаны фитосанитарные регламенты, ограничивающие распространение вредных организмов через семенной и посадочный материал. Система ГОСТов и сертификатов на качество семян имеет большое значение при переходе к адаптивной интенсификации сельского хозяйства, являясь одной из фундаментальных основ повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

---

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:

Добавить