CC BY
21УДК 633.13:632.9(470.64)
DOI: 10.31279/2222-9345-2019-8-35-78-82
А. Х. Шабатуков, Л. М. Хромова Shabatukov A. Kh., Khromova L. M.
БИОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ БОЛЕЗНЕЙ КУКУРУЗЫ В УСЛОВИЯХ СТЕПНОЙ ЗОНЫ КАБАРДИНО-БАЛКАРИИ
BIOLOGICAL CONTROL OF CORN DISEASES IN THE CONDITIONS OF THE STEPPE ZONE OF THE KABARDINO-BALKARIA
Среди зерновых культур кукуруза подвержена значительному числу вредоносных грибных и бактериальных заболеваний, из-за которых наблюдаются большие потери урожая зерна. Важным элементом биологизированной системы защиты кукурузы является снижение количества необоснованных опрыскиваний против возбудителей болезней, использование фунгицидов нового поколения и их препаративных форм с низкой нормой расхода и широким спектром действия, внедрение эффективных микробиопрепаратов в борьбе с прогрессирующим фитопатокомплек-сом. Для получения экологически более чистой продукции зерна кукурузы необходимо на основании прогнозируемой и реально складывающейся фитосанитарной обстановки разработать и внедрить эффективные защитные мероприятия. В степной засушливой зоне Кабардино-Балкарии на кукурузе отмечается большое разнообразие возбудителей болезней, приуроченное в основном к определенным фе-нофазам ее развития, обусловленное степенью устойчивости гибрида, наличием смешанных инфекций, связанных с почвенно-климатическими условиями в период вегетации. Для закладки полевых испытаний были использованы бактерии рода Bacillus (B. amyloliguefaciens, штамм OPS-32; B. subtilis, штамм B-10 ВИЗР; B. subtilis, штамм М-22 ВИЗР; B. subtilis, штамм Ч-13); рода Pseudomonas (P. aureofaciens, штамм ВКМ В-2391Д; P. fluorescens, штамм АР-33); рода Trichoderma (T. harzianum, штамм Г 30 ВИЗР); Фитобактери-омицин - комплекс стрептотрициновых антибиотиков (Фи-толавин, ВРК) в борьбе с вредоносными заболеваниями кукурузы.
Ключевые слова: кукуруза, фитопатогены, прогрессирующие болезни, плесневые грибы, биофунгициды, биологическая эффективность, биологическая защита.
Among grain crops, corn is susceptible to a significant number of harmful fungal and bacterial diseases, due to which large losses of grain yield are observed. An important element of a biologized corn protection system is the reduction in the number of unjustified sprayings against pathogens, the use of new generation fungicides and their formulations with a low consumption rate and a wide spectrum of action, the introduction of effective microbiological products in the fight against a progressive phytopathological complex. To obtain ecologically cleaner products of corn grain, it is necessary to plan and implement, based on the predicted and actually developing phytosanitary situation, effective protective measures should be developed and implemented. In the steppe arid zone of Kabardino-Balkaria, maize exhibits a wide variety of pathogens, confined mainly to certain phenophases of its development, the degree of resistance of the hybrid, and the presence of mixed infections associated with soil and climatic conditions during the growing season. Bacillus bacteria (B. amyloliguefaciens, strain OPS-32; B. subtilis, strain B-10 VIZR; B. subtilis, strain M-22 VIZR; B. subtilis, strain Ch-13) were used to bookmark the field tests. the genus Pseudomonas (P. aureofaciens, strain VKM B-2391D; P. fluorescens, strain AP-33); genus Trichoderma (T. harzianum, strain G 30 VIZR); Phytobacteriomycin is a complex of streptotricin antibiotics (Fitolavin, VRK) in the fight against harmful diseases of corn.
Key words: corn, phytopathogens, progressive diseases, mold fungi, biofungicides, biological effectiveness, biological protection.
Шабатуков Анзор Хажисмелович -
научный сотрудник лаборатории защиты растений ФГБНУ ФНЦ «Кабардино-Балкарский научный центр РАН» г. Нальчик
Тел.: 8-909-487-69-52 E-mail: kbniish2007@yandex. ru
Хромова Людмила Михайловна -
кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории защиты растений ФГБНУ ФНЦ «Кабардино-Балкарский научный центр РАН» г. Нальчик
РИНЦ SPIN-код: 2839-2028 Тел.: 8-928-706-43-86 E-mail: kbniish2007@yandex. ru
Shabatukov Anzor Khazhismelovich -
Researcher of the Plant Protection Laboratory FSBSI FRC «Kabardino-Balkaria Research Center of the Russian Academy of Sciences» Nalchik
Tel.: 8-909-487-69-52 E-mail: kbniish2007@yandex.ru
Khromova Lyudmila Mikhailovna -
Ph.D of Agricultural Sciences, Leading Researcher
of the Plant Protection Laboratory
FSBSI FRC «Kabardino-Balkaria Research Center
of the Russian Academy of Sciences»
Nalchik
RSCI SPIN-code: 2839-2028 Tel.: 8-928-706-43-86 E-mail: kbniish2007@yandex.ru
Повреждение гусеницами хлопковой совки обычно вызывает появление на обёртках и на початках кукурузы темного мицелия плесневых грибов, возбудителями которых являются представители родов АНегпамит и С!а^вропит; в виде
красного мицелия - возбудители родов Fusarium и Trichothecium.
Одним из условий получения высоких урожаев зерна кукурузы является интегрированная защита посевов от вредителей, болезней и сорняков с использованием химических
в
№ 3(35), 2019
Растениеводство
79
средств защиты растений [1]. Известно, что бактериальные препараты наряду с выработкой антибиотиков способны к запуску у растений индуцированной системной устойчивости, что можно с успехом использовать в биологической защите растений, позволяющей в некоторых случаях заменять химические средства защиты растений (ХСЗР) [2-4].
Закладку полевых опытов проводили по существующим методикам [5, 6]. Почва опытных участков - южный чернозем, расположенный относительно неширокой полосой между обыкновенными черноземами и тёмно-каштановыми почвами. В Кабардино-Балкарии они занимают около 500 тыс. га. Запасы гумуса в горизонте А+В достигают 256 т/га. Южные чернозёмы характеризуются незначительным содержанием гумуса в горизонте А (3,5-5,0 %) и весьма постепенным распределением по профилю почвы. В основном эти почвы интенсивно используются для возделывания колосовых культур, подсолнечника и кукурузы на зерно и силос [7].
Для уточнения гектарной нормы расхода микробиопрепаратов использовали «Список пестицидов и агрохимикатов...» [8].
Обследование и учет болезней, определение биологической хозяйственной эффективности проводили по существующим методикам [9]. В лабораторных условиях для идентификации фитопатогенов использовали определите-
ли болезней сельскохозяйственных культур [10, 11]. Содержание влаги, сырого протеина, жира, клетчатки, золы, общего сахара в процентах определяли после уборки урожая в лаборатории Института сельского хозяйства Кабардино-Балкарского научного центра Российской академии наук.
На посевах кукурузы степной засушливой зоны Кабардино-Балкарии выявлены доминирующие заболевания: пузырчатая головня, красная и фузариозная гнили, альтернариоз и бактериальный ожог листьев. Известно, что вредоносность пузырчатой головни бывает выше при стеблевых, листовых и початочных формах заражения. В годы наших исследований зафиксирована в основном початоч-ная форма болезни, которая проявлялась сразу после цветения. Маршрутное обследование в степной зоне ежегодно проводилось три раза на различных гибридах (Камилла СВ, Катерина СВ, Машук 355 МВ, Краснодарский 194 МВ, Краснодарский 291 АМВ и др.) общей площадью более 2,0 тыс. га. Средневзвешенный процент пораженности составил 3,2 %, максимальный - 42 % на гибриде Камилла СВ площадью 36 га. Cladosporium; в виде красных мицелий возбудители родов Fusarium и Trichothecium. В виде серо-зеленой грибницы в основном возбудители Pénicillium spp. и Aspergillus spp., реже Botrytis spp., Mucor spp. (табл. 1).
Таблица 1 - Видовой состав и частота встречаемости фитопатогенов на посевах различных гибридов кукурузы (степная зона КБР, 2017-2018 гг.)
№ Наименование фитопатогенов 2017 2018
1 Фузариоз всходов (возб. Fusarium moniliforme Sheldon) + +
2 Пузырчатая головня (возб. Ustilago maydis (Beckm.) Unger) ++ + +
3 Пыльная головня (возб. Sorosporium reilianum McAlp) - +
4 Склероспороз (возб. Sclerospora maydis Butler ) - -
5 Ржавчина (возб. Puccinia sorghi Schw. P. maydis Ber.) + -
6-8 Виды гельмитоспориоза: - северный гельминтоспориоз (возб.: Setosphaeria turcica (Luttrell) K.J. Leonard & E.G. Suggs (сумчатая стадия), Helminthosporium turcicum Passerini = Drechslera turcica Subramanian & E.G. Jain = Bipolaris turcicum Shoemaker (конидиальная стадия); - южный гельминтоспориоз (возб. Cochliobolus heterostrophus Drechsler (сумчатая стадия), Helminthosporium maydis Nisikado = Drechslera maydis (Nisikado) Subra-maniam & Jain = Bipolaris maydis (Nisikado & Miyake) Shoemaker (конидиальная стадия); - южная гельминтоспориозная пятнистость (возб. Cochliobolus carbonum Nels.(сум-чатая стадия), (Helminthosporium carbonum Ustr. = Drechslera carbonum = Bipolaris zeicola (Stout) Shoemaker (конидиальная стадия) + -
9-10 Виды диплодиоза: - диплодиоз (сухая гниль початков и стеблей) (возб. Stenocarpella (Diplodia) may-dis(Berkeley) Sutton); - диплодиоз (сухая гниль початков и стеблей) (возб. Stenocarpella (Diplodia) mac-rospora (Earle) Sutton) - -
11 Антракноз (возб. Colletotrichum zeae Lobir) - +
12 Почернение сосудистых пучков (возб. Cephalosporium acremonium Corda) - +
13-15 Стеблевые и корневые гнили: - Фузариозная гниль (возб. Fusarium spp.) - Угольная гниль (возб. Sclerotium bataticola Taub.) - Белая гниль (возб. Whetzelinia sclerotiorum Korf.et Dumont) + + + + + +
Продолжение
№ Наименование фитопатогенов 2017 2018
Плесневение початков и зерна:
- Серо-зеленое плесневение (возб. родов Penicillium и Aspergillius, реже Botrytis, + +
16-18 Mucor) - Темное плесневение (возб. родов Cladosporium, Alternat, Rhizopus) ++ + +
- Красно-розовое плесневение (возб. F. graminearum Schabe; возб. родов Tricho- + +
thecium, Sporotrichum, реже Cephalosporium)
Бактериальные болезни:
- Ожог листьев (возб. Pseudomonas syringae PV., Andropogoni Smith) ++ +
- Стеблевая гниль (возб. Pseudomonas holci Kendr; Erwinia carotovora Holland + +
19-22 и Erwinia dissolvens (Rosen) Burkh)
- Бактериоз початков (возб. Bacillus mesentericus-vulgatus Flugge.) + +
- Вилт, или бактериальное увядание (возб. Pantoea Stewartii subsp. Stewartii (Smith)
Mergaert et al.)
Вирусные болезни:
23-25 - Закукливание злаков (возб. Siberian oats mosaic virus.) - Полосчатость (возб. Maize streak virus) - Мозаика кукурузы (возб. Maize mosaic virus) - -
Примечание. «-» не обнаружено; «+» - не имеет хозяйственного значения; «++» - средняя пораженность; «+++» - эпифитотия болезни.
Степная зона характеризуется сухой и жаркой погодой, в связи с чем летом приходится орошать посевы кукурузы в среднем 3 раза, что в свою очередь благоприятствует повышению относительной влажности воздуха внутри посева, и как результат на поврежденных гусеницами хлопковой совки участках початка проявляются симптомы поражения плесневыми грибами.
Лаборатория защиты растений Института сельского хозяйства ведет активную научно-исследовательскую работу по изучению фенологии хлопковой совки, биологической и экономической эффективности испытываемых инсектицидов в борьбе с вредоносным на кукурузе фитофагом. В настоящее время на рынке пестицидов появились инсектициды нового поколения: Кораген, КС; Белт, КС; Проклэйм, ВРГ; Авант, КЭ и другие, но многие из них не разрешены на кукурузе, за исключением Аванта и Корагена. Указанные инсектициды обладают высокой биологической эффективностью (более 80 %) в борьбе с гусеницами хлопковой совки, но их можно использовать только на участках гибридизации кукурузы из-за высокой стоимости гектарной нормы препаратов (4-5 тыс. руб/га), тем самым повышая себестоимость получаемой продукции зерна. Остальные разрешенные на посевах кукурузы по регламенту инсектициды обладают слабой эффективностью (4056 %), так как фитофаги выработали к ним выраженную резистентность, поэтому их использование экономически неоправданно.
Известно, что поврежденные участки початков поражаются различными видами плесневых грибов при частых и продолжительных осадках в период молочно-восковой спело-
сти зерна. Развитие этих болезней продолжается и в период хранения зерна. В связи с чем считаем необходимым изучение действия биофунгицидов против возбудителей плесневых и других видов грибов, активно поражающих початки и зерно кукурузы.
С целью разработки биологизированной системы защиты посевов кукурузы от фитопа-тологического комплекса нами испытывались биофунгициды после первого полива для сдерживания процесса накопления в почве, корнях и прикорневой части концентрации возбудителей болезней - полифагов. Распространение и интенсивность развития болезней на посевах кукурузы определялись через каждые 10, 20 и 30 дней по их внешним признакам проявления, а затем идентифицировались в лабораторных условиях.
Одновременно выявляли зависимость проявления прогрессирующих заболеваний от основных предикторов погоды и проводимых защитных мероприятий. Вместе с тем определяли биологическую эффективность испытанных биофунгицидов к указанным заболеваниям (табл. 2).
Результаты исследований показали, что все испытанные биофунгициды по биологической эффективности против корневых и прикорневых гнилей (грибного и бактериального происхождения) обладали слабой эффективностью. В борьбе с представителями рода Fusarium spp. на экспериментальном посеве кукурузы выделились варианты 2 (Оргамика С,Ж), 3 (Псевдобактерин-3, Ж), 4 (Фитолавин, ВРК), 5 (Ризоплан, Ж), 6 (БисолбиСан, Ж), биологическая эффективность которых была выше 50 % и составила 54,8; 59,7; 61,3; 70,3; 50,4 % соответственно (табл. 2).
в
естник АПК ,
Растениеводство
№ 3(35), 2019
81
Таблица 2 - Биологическая эффективность микробиопрепаратов в борьбе с болезнями кукурузы
Терек Р1 в НПО № 2, 2017-2018 гг.
№ Вариант опыта Норма применения (л/га, кг/ га, таб/га) Биологическая эффективность, %
Корневые и прикорневые гнили Плесневые гнили початков Пузырчатая головня (Ustilago zeae)
Фузариозная (Fusarium moniliforme) Альтенариозная (Alternaria solani A.) Угольная (Sclerotium bataticola) Бактериальная (Pseudomonas alboprecipitans) Розовая плесень (Trichothecium roseum) Фузариоз початков (Fusarium moniliforme) Черная плесень (Alternaria tenuis) Серая плесень (Rhizopus maydis)
1 Контроль (без обработок) - - - - - - - - - -
2 Оргамика С, Ж (Bacilluc amyloliguefacien, штамм OPS-32) 54,8 42,3 33,7 28,4 48,0 23,4 24,6 28,7 13,4
3 Псевдобактерин-3, Ж (Pseudomonas aureofaciens, штамм BKM В-2391Д) 0,7 59,7 30,6 23,2 51,7 42,4 29,6 23,8 50,3 10,5
4 Фитолавин, ВРК (Фитобактерио-мицин - комплекс стрептотрициновых антибиотиков) 2,0 61,3 26,4 25,3 78,4 52,4 30,3 28,4 44,2 16,4
5 Ризоплан, Ж (Pseudomonas fluorescens, штамм АР-33) 1,0 70,3 37,2 40,1 64,3 49,6 28,5 30,1 43,1 8,3
6 БисолбиСан, Ж (Bacillus subtilis, штамм Ч-13) 2,0 50,4 53,4 18,3 69,5 48,1 41,3 37,2 42,3 9,7
7 Трихоцин,С П (Trichoderma harzianum, штамм Г 30 ВИЗР) 0,04 49,6 51,5 23,2 10,4 38,6 34,0 28,9 34,6 14,8
8 Алирин Б, Таб. (Bacillus subtilis, штамм В-10 ВИЗР) 80 37,4 52,6 45,2 31,7 30,7 28,5 31,4 55,2 10,4
9 Гамаир, Таб. (Bacillus subtilis, штамм М-22 ВИЗР) 80 48,3 31,2 29,4 40,2 38,4 31,5 30,3 43,2 6,3
Примечание. Опрыскивание проводилось на следующий день после первого полива в фенофазу 5-6 листьев кукурузы. Указанные в таблице 2 микро-биопрепараты в списке «Пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации, 2019 г.» на кукурузе не значатся.
Против бактериальных корневых и прикорневых гнилей эффективность выше 50 % отмечена в вариантах 3 (Псевдобактерин-3, Ж), 4 (Фитолавин, ВРК), 5 (Ризоплан, Ж), 6 (Бисол-биСан, Ж) и составила 51,7; 78,4; 64,3; 69,5 % соответственно. В борьбе с возбудителем аль-тернариозной прикорневой гнили выделились варианты: 6 (БисолбиСан, Ж), 7 (Трихоцин, СП), 8 (Алирин Б, Таб.), где биологическая эффективность имела значения 53,4; 51,5; 52,6 % соответственно. Вредоносность серой гнили (РЫ2ориэ тау^э ВгиЬег!) сравнительно сдерживали только 2 препарата: Псевдобактерин-3, Ж - 50,3 % (вариант 3) и Алирин-Б, Таб. - 55,2 % (вариант 8).
В борьбе с другими возбудителями болезней, в том числе и с пузырчатой головней, указанные в таблице 2 микробиопрепараты обладали сравнительно низкой биологической эффективностью, в связи с чем затраты на их приобретение для проведения опрыскивания считаем нецелесообразными.
По результатам двух лет исследований можно отметить, что в степной засушливой зоне на посевах кукурузы идентифицирован видовой состав возбудителей болезней и среди них выделены доминирующие фи-топатогены. Самым прогрессирующим заболеванием кукурузы является пузырчатая головня, как результат слабой устойчивости
высеваемых гибридов кукурузы к данному патогену.
Из инфекционных листовых пятнистостей доминируют возбудители альтернариоза и бактериального ожога. Массовое повреждение репродуктивных органов растений кукурузы гусеницами хлопковой совки второго поколения вызывали значительное заражение початков и зерна плесневыми грибами. Корневые и прикорневые гнили разной этиологии встречались в пределах от 0,5 до 6 %, максимальное
значение имел возбудитель фузариозной прикорневой гнили, который вызывает преждевременное усыхание пораженных растений кукурузы.
Сравнительная оценка эффективности испытываемых микробиопрепаратов в борьбе с комплексом вредоносных заболеваний в дальнейшем позволит разработать элементы био-логизированной защиты посевов кукурузы в степной засушливой зоне Кабардино-Балкарии.
Литература
1. Коломиец Э. И., Романовская Т. В. Развитие биотехнологии в республике Беларусь как основы биологизации сельского хозяйства // Биологическая защита растений -основа стабилизации агроэкосистем. Краснодар, 2010. Выпуск 6. С. 50-52.
2. Чумаков А. И., Захарова Т. И. Эффективность антистрессовых препаратов и биофунгицидов в системе защиты сельскохозяйственных культур от неблагоприятных абиотических и биотических факторов : моногр. Уфа : Гилем, 2008. 372 с.
3. Berg G. Plant-microbe interactions promoting plant growth and health: perspectives for controllend use of microorganisms in agriculture // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2009. Vol. 84. P. 11-18.
4. Монастырский О. А., Першакова Т. В. Современные проблемы и решения создания биопрепаратов для защиты сельскохозяйственных культур от возбудителей болезней // Агро XXI. 2009. № 7-9. С. 3-5.
5. Методика полевого опыта с основами статистической обработки результатов исследований / под общ. ред. Б. А. Доспехо-ва. М., 1985. С. 76-79.
6. Практикум по методике опытного дела в защите растений / В. Ф. Пересыпкина, С. Н. Коваленко. М. : Агропромиздат, 1989. С. 17-20.
7. Особенности адаптивно-ландшафтной системы земледелия Кабардино-Балкарской Республики: моногр. / под общ. ред. М. М. Чочаева. Нальчик, 2013. С. 53-60.
8. Список пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации. 2018 год.
9. Чумаков А. И., Захарова Т. И. Вредоносность болезней сельскохозяйственных культур. М. : Агропромиздат, 1990. С. 14-29.
10. Определитель болезней растений / М. К. Хохряков, Т. Л. Доброзракова, К. М. Степанов, М. Ф. Летова. Л., 1966. С. 41-51.
11. Определитель болезней сельскохозяйственных культур / М. К. Хохряков, В. И. Потлай-чук [и др.]. М., 1984. С. 121-134.
References
1. Kolomiets E. I., Romanovskaya T. V. Development of biotechnology in the Republic of Belarus as the basis for the biologization of agriculture // Biological protection of plants is the basis of stabilization of agroecosystems. Krasnodar. 2010. Iss. 6. P. 50-52.
2. Chumakov A. I., Zakharova T. I. Effectiveness of anti-stress drugs and biofungicides in the system of protecting crops from adverse abiotic and biotic factors : monograph. Ufa : Gilem, 2008. 372 p.
3. Berg G. Plant- microbe interactions promoting plant growth and health: perspectives for controllend use of microorganisms in agriculture // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2009. Vol. 84. P. 11-18.
4. Monastyrsky O. A., Pershakova T. V. Modern problems and solutions for the creation of biological products for the protection of crops from pathogens // Agro XXI. 2009. № 7-9. P. 3-5.
5. Methodology of field experience with the basics of statistical processing of research results / editorship B. A. Dospekhov. M., 1985. P. 76-79.
6. Practicum on the methodology of experimental work in plant protection / V. F. Peresypkina, S. N. Kovalenko. M. : Agropromizdat, 1989. P. 17-20.
7. Features of the adaptive landscape farming system of the Kabardino-Balkarian Republic : monograph / editorship of M. M. Chochaev. Nalchik, 2013. P. 53-60.
8. List of pesticides and agrochemicals approved for use in the Russian Federation. 2018.
9. Chumakov A. I., Zakharova T. I. Harmfulness of diseases of agricultural crops. M. : Agropromizdat, 1990. P. 14-29.
10. Determinant of plant diseases / M. K. Khokhryakov, T. L. Dobrozrakova, K. M. Stepanov, M. F. Letova. L., 1966. P. 41-51.
11. Determinant of diseases of agricultural crops / M. K. Khokhryakov, V. I. Potlaychuk [et al.]. M., 1984. P. 121-134.
