Модель экологической ниши возбудителей (Septoria tritici и Septoria graminum) особо опасных грибковых болезней яровых культур в условиях Северного Казахстана

Целью создания модели экологической ниши септориоза было выявление основных факторов окружающей среды, определяющих развитие заболевания на посевах пшеницы.
Для анализа использовались наборы пространственных климатических параметров, содержащие обобщенные за 50 лет среднемесячные температуры и количество осадков (WorldClim), производные от них показатели, например, средняя температура наиболее сухого квартала (база BioClim), среднемесячные показатели эвапотранспирации (база Global PET), индекс засушливости и ряд других парматеров.
Для создания модели использовались данные наземных наблюдений по развитию септориоза яровой пшеницы по данным 2013, 2014 и 2015 гг.
На основании полевых данных о распространении септориоза на территории Акмолинской, Кустанайской и Североказахстанской областей за 2009, 2011, 2013 и 2014 гг. были получены сведения о значениях каждого анализируемого параметра для точек, где отмечено проявление септориоза. Статистическая обработка полученных данных (методом квартильного анализа в среде Statistica 10.1 для всего диапазона данных по каждому отдельному параметру) позволила устранить крайние, случайные значения параметров. Исходные климатические растры были перекодированы в соответствии с полученными значимыми диапазонами таким образом, чтобы ячейки, содержащие значения внутри значимого диапазона имели значение «1», а ячейки вне значимого диапазона - значение «0». Полученные таким образом промежуточные растры, содержащие всего два значения ячеек, были суммированы с использованием функций ArcGIS в единый растр, являющийся моделью риска возникновения септориоза. При этом возможно варьировать компоненты модели, например, получить модель распространения септориоза только по максимальным среднемесячным температурам, только по среднемесячному количеству осадков и т.д., либо объединить все параметры в единую модель.
На основании полевых данных был проведен анализ точности модели. Из всего количества точек, где отмечен септориоз в разных стадиях развития, 80% были использованы для выделения значимых диапазонов каждого климатического параметра, 20% точек использовались в качестве контроля.
Сравнение результатов сопоставления всего массива точек и набора контрольных точек позволило выделить из общего массива анализируемых параметров только те, для которых в контрольной группе наблюдается более чем 75% совпадение наземных данных со значимыми диапазонами, выделенными на основе анализа распространения септориоза.
В наборе значимых параметров ведущую роль играют не осадки, как можно было ожидать, а температурные показатели. Среди важнейших параметров, определяющих закономерности жизненного цикла септории, особо выделяются температуры холодных месяцев года. В естественных условиях важным фактором распространения септориозов являются условия зимовки, в течение которой происходит вызревание спор и их сохранение до вегетативного периода. Формирование пикнид (плодовых тел гриба) происходит на пожнивных остатках в осенний период. Наличие высокой влажности (до капельного состояния) необходимо только для прорастания пикноспор, в то время, как избыточная влажность в осенний период приводит к гибели спор в открытой пашне.
После выделения основных факторов развития септориоза была построена карта, которую можно считать картой «природной очаговости заболевания». Дальнейший анализ данной модели с учетом региональных агротехнических особенностей представляет интерес с точки зрения оптимизации агротехнических мероприятий, направленных на снижение ущерба от септориозов.