CC BY
29
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
8. Salugin A. N. Strukturnaya model' Vodnogo balansa Volgogradskogo regiona // Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo arhitekturno-stroitel'nogo universiteta. Seriya: Stroitel'stvo i arhitektura. 2015. №39(58). P. 203-212.
9. Skorinkin A. I. Matematicheskoe modelirovanie biologicheskih processov. Kazan': Kazan. un-t, 2015. 86 p.
10. Sologub R. V. Rost i meliorativnaya jeffektivnost' lesonasazhdenij s uchastiem hvojnyh porod v usloviyah stepnogo Kryma: avtoreferat dissertaci kandidata s-h nauk. Volgograd, 2018.
11. Chertov O. G., Nadporozhskaya M. A. Modelirovanie potokov veschestva i jenergii v nazemnyh ]kosistemah // Komp'yuternye issledovaniya i modelirovanie. 2016. T. 8. № 2. P. 391-399.
12. Grabarnik P., Myllymaki M., Stoyan D. Correct testing of mark independence for marked point patterns. Ecological Modelling. 2011. Vol. 222. P. 3888-3894. 51.
13. Frolov P. V., Zubkova E. V., Komarov A. S. A Cellular Automata Model for a Community Comprising Two Plant Species of Different Growth Forms // Biology Bulletin, 2015. Vol. 42. No. 4, P. 279-286.
14. Mathwork (2018). http ://directory. google. com/ Top/ Science/ Math/ Software/ MATLAB.
15. Shanin V. N., Komarov A. S., Bykhovets S. S. Simulation modelling for sustainable forest management: a case-study // Procedia Environmental Sciences. 2012. Vol. 13. P. 535-549.
Информация об авторе
Салугин Александр Николаевич, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник, ФГБНУ Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения РАН, г. Волгоград (РФ 400062, пр-т Университетский 97), e-mail: [email protected], телефон: (8442) 46-25-67, 46-25-73, 89375416562, ORCID ID https://orcid.org/0000-0002-8240-3385.
УДК 631.67.03:635.6:632.95 DOI: 10.32786/2071-9485-2019-04-32
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗОВАННОЙ ВОДЫ КАК ФАКТОРА СДЕРЖИВАНИЯ БОЛЕЗНЕЙ ОРОШАЕМОГО ТОМАТА
В ПЛЕНОЧНЫХ ТЕПЛИЦАХ
THE EFFICIENT USE OF ELECTROLYZED WATER AS A DETERRENT OF DISEASES OF IRRIGATED TOMATO IN PLASTIC-COVERED GREENHOUSES
С. Я. Семененко, доктор сельскохозяйственных наук М. Н. Лытов, кандидат сельскохозяйственных наук А. Н. Чушкин, кандидат технических наук Е. И. Чушкина, кандидат сельскохозяйственных наук
S. Y. Semenenko, M. N. Lytov, A. N. Chushkin, E. I. Chushkina
Федеральный научный центр агроэкологии, мелиорации и защитного лесоразведения РАН (ПНИИЭМТ - филиал ФНЦ агроэкологии РАН), г. Волгоград
Federal Scientific Center of Agroecology, Complex Reclamation and Protective Forestation of Russian Academy of Sciences (Volga Research Institute of Environmental Reclamation Technologies - the branch of Federal Scientific Center ofAgroecology, Complex Reclamation and Protective Afforestation of the Russian Academy of Sciences), Volgograd
Дата поступления в редакцию 10.09.2019 Дата принятия к печати 20.12.2019
Received 10.09.2019 Submitted 20.12.2019
Целью исследования является разработка и экспериментальная оценка эффективности способов применения электролизованной воды для подавления фитопатогенной микрофлоры овощных в культуре защищенного грунта без применения химических средств защиты растений. Способы применения электролизованной воды для решения задач комплексного фито-
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
оздоровления посадок томата в пленочных теплицах разрабатывались на основе анализа биологии генерализованных групп фитопатогенов, наиболее часто проявляющихся в таких условиях. Материалы исследования включают результаты эксперимента, реализованного авторами в посадках томата, гибрид Пинк Парадайз F1, с использованием легких пленочных теплиц без инженерной инфраструктуры для регулирования микроклимата посева. Экспериментальную апробацию прошли три способа использования электролизованной воды в монотехнологии и один вариант сочетанного применения электролизованной воды с микробиологическим препаратом на основе Bacillus subtilis. Из монотехнологий применения электролизованной воды как приема борьбы с болезнями растений в качестве наиболее эффективного метода выделен способ однократных проливок для дезинфекции тепличного грунта. По эффективности он практически не уступал технологии регулярного орошения с применением электролизованной оросительной воды и существенно выигрывает по сравнению с последней в плане экономии ресурсов на проведения электрохимической водоподготовки. Использование сильных католитов, -600 мВ, или анолитов, +800 мВ, позволило сократить распространение Alternaria solani до 15-17 шт., или 1,0-1,1 % пораженных растений, Septoria lycopersici, - до 5-6 шт., или 0,3-0,4 % пораженных растений за вегетационный период, однако оказалось неэффективным против Phytophthora infestans. Наилучшие показатели в опыте были получены при использовании слабого анолита, +400 мВ, для приготовления раствора бисолбисана (основа - Bacillus subtilis) и последующей дезинфекции грунта в теплице. Это позволило почти полностью подавить активность Septoria lycopersici и Alternaria solani и снизить распространение Phytophthora infestans до 22 шт., или 1,5 % пораженных растений за вегетационный период.
The aim of the study is to develop and experimentally evaluate the effectiveness of methods of using electrolyzed water to suppress the phytopathogenic vegetable microflora in a protected ground culture without the use of chemical plant protection products. The methods of using electrolyzed water to solve the problems of complex phyto-healing of tomato plantings in film greenhouses were developed on the basis of an analysis of the biology of generalized groups of phytopathogens, which are most often manifested in such conditions. The research materials include the results of an experiment carried out by the authors in tomato plantings, the Pink Paradise F1 hybrid, using light film greenhouses without an engineering infrastructure to control the microclimate of the crop. Three methods of using electrolyzed water in monotechnology, and one variant of the combined use of electrolyzed water with a microbiological preparation based on Bacillus subtilis, passed experimental testing. From monotechnologies for the use of electrolyzed water as a method of combating plant diseases, a single spill method for disinfection of greenhouse soil has been identified as the most effective method. In terms of efficiency, it was practically not inferior to the technology of regular irrigation using electro-lyzed irrigation water and significantly outperformed the latter in terms of saving resources for electrochemical water treatment. The use of strong catholytes, - 600 mV, or anolytes, +800 mV, reduced the distribution of Alternaria solani to 15-17 pcs. or 1,0-1,1% of affected plants, Septoria lycopersici, up to 5-6 pcs. or 0,3-0,4% of affected plants during the growing season, however, it was not effective against Phytophthora infestans. The best results in the experiment were obtained using a weak anolyte, + 400 mV, for the preparation of a solution of bisolbisan (base - Bacillus subtilis) and subsequent disinfection of the soil in the greenhouse. This made it possible to almost completely suppress the activity of Septoria lycopersici and Alternaria solani and to reduce the distribution of Phytophthora infestans to 22 pcs. or 1,5% of affected plants during the growing season.
Ключевые слова: электролизованная вода, болезни растений, способы применения электролизованной воды, биологическая защита растений.
Keywords: electrolyzed water, plant diseases, methods of application, biological protection.
Цитирование. Семененко С. Я., Лытов М. Н., Чушкин А. Н., Чушкина Е. И.Эффективность использования электролизованной воды как фактора сдерживания болезней орошаемого томата в пленочных теплицах. Известия НВАУК. 2019. J№4 (56). 271-281. DOI: 10.32786/2071-9485-2019-04-32.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Citation. Semenenko S. Ya., Lytov M. N., Chushkin A. N., Chushkina E. I. The efficient use of electrolyzed water as a deterrent of diseases of irrigated tomato in plastic-covered greenhouses. Proc. of the Lower Volga Agro-University Comp. 2019. 4(56). 271-281 (in Russian). DOI: 10.32786/20719485-2019-04-32.
Введение. Современные проблемы экологии сельскохозяйственного производства в значительной мере обусловлены широким распространением и интенсивным применением средств агрономической химии [3, 6, 7, 13, 14]. Сегодня проблема достигла того уровня, когда внедряются кардинальные методы трансформации принципов сельскохозяйственного производства, принципы которых обобщены в рамках системы органического земледелия [2, 8, 12, 15]. Значительная часть наиболее токсичной химии используется для решения актуальных задач защиты растений. Декларируемые и сегодня уже активно внедряемые подходы органического земледелия в этой сфере не всегда бесспорны и, как правило, ограничены совокупностью условий применения. Отказ от традиционных средств защиты, включая, в первую очередь, весь спектр пестицидов, сводит на нет возможность использования разработанных и активно применяемых ныне интегрированных систем защиты растений. Это требует разработки новых, эффективных средств подавления патогенной микрофлоры и борьбы с вредителями, на основе не токсичных, экологически безопасных технологий [5, 9, 10]. Сегодня проводится активная исследовательская работа в этом направлении, предложен ряд методов биологической защиты растений, основанных на использовании энтомофагов, природных антибиотиков, конкурентных групп микроорганизмов. Перспективными являются и методы биофизического воздействия на фитопатогенную микрофлору растений. Одним из таких методов является использование электролизованной воды с электрохимически инициированным сдвигом рН и редокс-потенциала.
Целью исследований является разработка и экспериментальная оценка эффективности способов применения электролизованной воды для подавления фитопатоген-ной микрофлоры овощных в культуре защищенного грунта на безпестицидной основе.
Материалы и методы. Овощи, возделываемые в условиях защищенного грунта, наиболее восприимчивы и наиболее часто поражаются различными группами фито-патогенов. Наиболее благоприятные условия для активации и распространения болезней растений создаются в легких пленочных укрытиях. Сложности с поддержанием микроклимата, чередование значительных понижений температуры с перегревом окружающей среды, высокая влажность воздуха, росообразование и другие факторы, способствующие развитию болезней, в пленочных теплицах достаточно сильно выражены [11]. Системное применение высокотоксичных ядов в этих условиях объективно признано производственной необходимостью, а потребитель вряд ли может рассчитывать на экологически чистую и безопасную продукцию. И формальное соблюдение санитарных норм здесь не является абсолютным критерием, ведь они разрабатываются с учетом возможностей современных технологий, а по ряду важных позиций просто не прописаны. Поэтому поиск новых, экологически безвредных методов борьбы с болезнями овощных культур, возделываемых в легких пленочных теплицах, является объективной проблемой современности.
Исследование эффективности применения электролизованной воды для подавления фитопатогенной микрофлоры в пленочных теплицах проводилось на примере культуры томата (гидрид Пинк Парадайз F1). Способы применения электролизованной воды для решения задач комплексного фитооздоровления посадок томата в пленочных теплицах разрабатывались на основе анализа биологии генерализованных групп фито-патогенов, наиболее часто проявляющихся в таких условиях. Экспериментально была
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
апробирована эффективность следующих способов применения электролизованной воды в посевах томата защищенного грунта (фактор А): вариант А1 - использование электролизованной воды для проливки почвогрунта в теплицах перед высадкой рассады; вариант А2 - использование раствора бисолбисана (Bacillus subtilis, штамм Ч-13 с метаболитами, полученными в процессе культивирования штамма) на электролизован-ной воде для проливки почвогрунта в теплицах перед высадкой рассады; вариант А3 -орошение томатов с использованием электролизованной воды; вариант A4 - обработка вегетативных органов растений томата электролизованной водой способом опрыскивания. По величине электрохимически инициированного сдвига электролизованной воды (фактор В) опыты были заложены со следующими вариантами: В1 - слабый католит (Eh = 0 мВ); В2 - средний католит (Eh = -200 мВ); В3 и В4 -сильные католиты с Eh = -400 мВ и Eh = -600 мВ соответственно; В5 - слабый анолит (Eh = +400 мВ); В6 - средний анолит (Eh = +600 мВ); В6 - сильный анолит (Eh = +800 мВ). За контроль принят вариант с использованием воды, не прошедшей электрохимическую обработку (Eh~+200 мВ).
Экспериментальная часть исследований выполнялась на опытных площадках КФХ «Толочко Ф. Ю.» Среднеахтубинского района Волгоградской области, организованных по описанной выше схеме. Выявление пораженных растений проводили по характерной для специфики развития болезни симптоматике на протяжении всего вегетационного периода. Пораженные растения выбраковывали и удаляли из посева тщательно и аккуратно пакетируемые на месте произрастания, включая коревую систему с почвенным комком. Почву на месте заболевшего растения проливали раствором бисолби-сана. В совокупности это позволяло сократить вероятность перекрестного распространения болезни по типу «от растения к растению» до минимума. Из удаленных растений формировали выборки, сгруппированные по совокупности видоспецифичных признаков болезней, которые отправляли в лабораторию «Россельхозцентра» с целью идентификации видового состава фитопатогенной микрофлоры.
Учитывая особую вредоносность фитопатогенной микрофлоры в условиях защищенного грунта с характерными для пленочных теплиц особенностями микроклимата, а также принимая во внимание интересы хозяйствующего субъекта, на территории которого закладывались опыты, при поражении более 2 % растений за фазу регистрировалась опасность эпифитотии. Растения томата при этом обрабатывали соответствующими химическими препаратами, позволяющими подавить распространение фитопа-тогенной микрофлоры. Соответствующему варианту опыта присваивали класс Э (эпи-фитотия), что с большой степенью вероятности соответствовало бы действительности если бы химические обработки не проводили. Распространение болезней в остальных вариантах опыта оценивалось общим числом пораженных за вегетационный период растений.
Результаты и обсуждение. Исследования подтвердили объективную необходимость системного использования химических средств защиты растений при выращивании овощей в теплицах пленочного типа. Значительной части вариантов опыта без использования ядохимикатов был присвоен статус «Э», что характеризует высокую вероятность развития эпифитотии и полной гибели посевов в теплице. Присвоение такого статуса варианту обоснованно является отрицательным результатом исследований. Наряду с этим получены объективные данные, свидетельствующие о возможности сохранения фитосанитарного состояния посевов томата в пленочных теплицах на приемлемом уровне при использовании электролизованной воды, а также приготовленных на ее основе растворов микробиологических препаратов.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Одним из основных, наиболее распространенных источников инфекции томата при выращивании в пленочных теплицах является грунт. Использование обеззараженных грунтов, непосредственная дезинфекция грунта в теплице является объективно необходимым и действенным приемом борьбы с болезнями растений. Исследованиями получены экспериментальные данные, характеризующие эффективность применения электролизованной воды в качестве дезинфиката для обработки грунта в пленочной теплице. Данные сгруппированы относительно выявленных возбудителей болезней растений и приведены в таблице 1.
Приведенные в таблице 1 данные подтверждают, что видовой состав фитопато-генной микрофлоры, являющейся возбудителями болезней растений, может существенно различаться по годам и сезонам. Например, в 2018 году были выявлены подтвержденные очаги таких болезней растений, как альтернариоз томата и септориоз, а в 2019 году было выявлено такое опаснейшее заболевание, как фитофтороз пасленовых. На контроле, где тепличный грунт проливали обычной, необработанной оросительной водой, болезни развивались с динамикой, характеризующей высокую вероятность развития эпифитотии; для сохранения томатов в теплице были проведены химические обработки, а вариант выбракован из дальнейшего исследования. При дезинфекции грунта в теплице электролизованной водой как католитами, так и анолитом (за исключением варианта с использованием анолита +400 мВ), распространение очагов септориоза и, главное, альтернариоза в 2018 году сдерживалось, что позволило проводить наблюдения в течение всего вегетационного периода.
Таблица 1 - Распространение фитопатогенной микрофлоры при выращивании томата в пленочных укрытиях с использованием электролизованной воды для дезинфекции грунта
(выборка - 1500 рассадных растений)
Table 1 - Distribution of phytopathogenic microflora when growing tomato in film shelters using _electrolyzed water for soil disinfection (sample-1500 seedling plants)_
Редокс-потенциал электролизованной воды, мВ / Redox potential of electrolyzed water, mV 2018 год 2019 год
Количество раст The number of p ений с признаками болезни, шт./ ants with signs of the disease, pcs.
Alternaria solani Septoria lycopersici Всего Phytophthora infestans Septoria lycopersici Всего
Необработанная вода (контроль, +200) / Control option >47 >7 Э >55 >4 Э
0 42 9 51 >49 >4 Э
-200 33 8 41 >49 >3 Э
-400 25 8 33 >46 >2 Э
-600 15 5 20 >42 >2 Э
+400 >53 >6 Э >49 >4 Э
+600 37 8 45 >48 >2 Э
+800 17 6 23 >37 >3 Э
НСР05, шт./ LSD05, pcs. 2,2 0,9 - 2,5 0,3 -
Анализ численного материала показал повышение эффективности применения электролизованной воды для дезинфекции тепличного грунта с увеличением электрохимически инициированного сдвига редокс-потенциала обработанной воды. Так, при обработке грунта слабым анолитом, с нулевым редокс-потенциалом общее число пораженных растений в 2018 году составило 51 шт. Обработка же сильным католитом позволила снизить число пораженных за вегетационный период растений до 20 шт. Слабые и средние анолиты в этом опыте оказались неэффективными: в варианте с обра-
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
боткой электролизованной водой +400 мВ была зарегистрирована опасность развития эпифитотии, а при обработке грунта водой с редокс-потенциалом +600 мВ за вегетационный период было удалено 45 пораженных растений. В то же время сильный анолит (+800 мВ) оказался наиболее эффективным - число заболевших растений за вегетационный период не превышало 23 шт.
В 2019 году всем вариантам опыта в рамках рассматриваемого способа применения электролизованной воды был присвоен класс «Э» в связи с высокой вероятностью развития эпифитотии. Использование электролизованной водой для проливки грунта оказалось неэффективным против фитофтороза пасленовых, очаги и динамичное распространение которого были зафиксированы в посадках томата 2019 года. При этом динамика распространения септориоза сокращалась с увеличением электрохимически инициированного сдвига электролизованной воды, как и в 2018 году. Таким образом, видовой состав патогенной микробиоты существенно влияет на эффективность применения электролизованной воды с целью фитооздоровления посевов.
Сегодня разработаны и апробированы технологии орошения сельскохозяйственных культур электролизованной водой [1]. Технологии основаны на использовании совокупного эффекта применения электролизованной воды в ростостимулирующем и фитооздорав-ливающем плане. В настоящем исследовании закладка варианта с орошением рассадных томатов электролизованной водой в пленочных теплицах была выполнена с целью сравнения эффективности подавления активности фитопатогенной микрофлоры и снижения динамики распространения болезней с другими способами применения этой технологии.
В отличие от предыдущего способа использования орошение электролизованной водой предполагает регулярное воздействие на почвенную микробиоту, включая фито-патогенных микроорганизмов. Наряду с этим применяемая технология капельного орошения предполагает постепенное, существенно растянутое во времени насыщение почвогрунта электролизованной водой; сокращается также и зона воздействия, ограниченная рекомендуемым для культуры активным слоем почвы. Исследованиями не выявлено выраженного преимущества от орошения электролизованной водой в сравнении с однократным применением электролизованной воды для дезинфекции грунта перед высадкой рассады (таблица 2).
Таблица 2 - Распространение фитопатогенной микрофлоры при выращивании томата в пленочных укрытиях с использованием электролизованной воды орошения (выборка - 1500 рассадных растений)
Table 2 - Distribution of phytopathogenic microflora when growing tomato in film shelters using electrolyzed irrigation water (sample-1500 seedling plants)
Редокс-потенциал электролизованной воды, мВ / Redox potential of electrolyzed water, mV 2018 год 2019 год
Количество раст The number of p ений с признаками болезни, шт./ ants with signs of the disease, pcs.
Alternaria solani Septoria lycopersici Всего Phytophthora infestans Septoria lycopersici Всего
Необработанная вода (контроль, +200) / Control option >47 >7 Э >55 >4 Э
0 42 8 50 >57 >4 Э
-200 28 8 36 >46 >2 Э
-400 21 6 27 >42 >1 Э
-600 12 4 16 >43 >2 Э
+400 >55 >6 Э >52 >3 Э
+600 >45 >5 Э >55 >3 Э
+800 31 2 33 >43 >5 Э
НСР05, шт./ LSD05, pcs. 2,2 0,9 - 2,5 0,3 -
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
Слабые католиты также были менее эффективны, чем сильные, и даже количественные оценки распространения болезней в этих двух способах применения электро-лизованной воды были сходны. Отличие заключалось только в снижении эффективности применения анолитов - при орошении электролизованной водой с редокс-потенциалом +400 мВ и +600 мВ была зарегистрирована опасность развития эпифито-тии. Такая тенденция, в общем случае, коррелирует с более слабым развитием растений томата при проведении регулярных поливов анолитом, неоднократно отмеченных в ранее проводимых исследованиях [4]. Анолит с редокс-потенциалом +800 мВ, используемый для орошения, позволил завершить производственный цикл без применения средств химической защиты растений, однако число заболевших, удаленных впоследствии растений, оказалось больше, чем при проведении дезинфекции грунта перед высадкой рассады. В 2019 году из-за появления и быстрого распространения фитофторы в опытных посевах томата все варианты с орошением электролизованной водой были выбракованы с признанием опасности развития эпифитотии.
Еще одним, экспериментально опробованным вариантом стало использование раствора микробиологического препарата Бисолбисан на прошедшей электрохимическую обработку воде (таблица 3). Раствор также применяли для дезинфекции грунта в теплице способом проливки перед высадкой рассады. Контрольный вариант предусматривал проведение обработок грунта раствором препарата Бисолбисан, приготовленного на основе природной, электрохимически не обработанной, воды.
Дезинфекция грунта микробиологическим препаратом Бисолбисан оказалась сильным, весьма эффективным фактором сдерживания распространения болезней растений в пленочных теплицах. В 2018 году на контроле, с проливкой тепличного грунта раствором Бисолбисана на природной воде, за вегетационный период было удалено 23 пораженных растения. Использование католита для приготовления раствора Бисолби-сана и последующей дезинфекции тепличного грунта не показало какого либо существенного эффекта.
Таблица 3 - Распространение фитопатогенной микрофлоры при выращивании томата в пленочных укрытиях с использованием раствора бисолбисана на электролизованной воде
(выборка - 1500 рассадных растений)
Table 3 - Distribution of phytopathogenic microflora when growing tomato in film shelters using a solution of bisolbisan on electrolyzed water (sample-1500 seedling plants)
Редокс-потенциал электролизованной воды, мВ / Redox potential of electrolyzed water, mV 2018 год 2019 год
Ко T личество растений с п ie number of plants wit [ризнаками болезни, шт./ i signs of the disease, pcs.
Alternaria solani Septoria lycopersi-ci Всего Phy-tophthora infestans Septoria lycopersi-ci Всего
Необработанная вода (контроль, +200) / Control option 16 7 23 34 2 36
0 12 9 21 >39 >2 Э
-200 17 8 25 >41 >3 Э
-400 21 8 29 >47 >1 Э
-600 12 6 18 >42 >1 Э
+400 5 1 6 22 0 22
+600 15 4 19 >38 >1 Э
+800 22 6 28 >45 >1 Э
НСР05, шт./ LSD05, pcs. 2,2 0,9 - 2,5 0,3 -
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА: НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
В вариантах со слабым (0мВ) и сильным (-600 мВ) католитом за вегетационный период было зарегистрировано соответственно 21 и 18 растений, а при использовании католитов с электрохимически инициированным сдвигом редокс-потенциала -200 мВ и -400 мВ число пораженных болезнями томатных растений возрастало до 25-29 шт. Существенный эффект в 2018 году был выявлен при использовании для приготовления раствора Бисолбисана слабого анолита с редокс-потенциалом +400 мВ. Проливка тепличного грунта таким раствором обеспечила сокращение динамики распространения болезней в посевах томата до 6 растений за вегетационный период. Этот же вариант оказался наиболее эффективным и в 2019 году, сдерживая распространение фитофторы и полностью предотвратив случаи поражения растений септориозом. Всего заболевших за вегетационный период растений томата на участках этого варианта зарегистрировано не более 22, что на 38,8 % меньше, чем на контроле. Все прочие варианты, где раствор Бисолбисана готовили на католитах (все варианты электрохимически инициированного сдвига) и анолитах (с редокс-потенциалом +600 мВ и +800 мВ), были выбракованы с регистрацией опасности развития эпифитотии.
Другим способом применения электролизованной воды с целью сдерживания развития и распространения болезней томата в опытах стала обработка вегетативных органов растений опрыскиванием. Принципиальным отличием этого способа является его применение по источникам инфекции, расположенным непосредственно на вегетативных органах растений. Такой подход практикуется при использовании всех контактных и большинства системных пестицидов. Исследования показали, что использование электролизованной воды для опрыскивания вегетативных органов растений в пленочных теплицах не является приемлемой заменой химическим средствам борьбы с болезнями томата (таблица 4).
Таблица 4 - Распространение фитопатогенной микрофлоры при выращивании томата в пленочных укрытиях с использованием электролизованной воды для обработки вегетативных органов растений (выборка - 1500 рассадных растений)
Table 4 - Distribution of phytopathogenic microflora when growing tomato in film shelters _using electrolyzed water for processing vegetative organs of plants_
Редокс-потенциал электролизованной воды, мВ / Redox potential of electrolyzed water, mV 2018 год 2019 год
Количество раст The number of p ений с признаками болезни, шт./ ants with signs of the disease, pcs.
Altemaria solani Septoria lycopersici Всего Phytophthora infestans Septoria lycopersici Всего
Необработанная вода (контроль, +200) / Control option >55 >32 Э >67 >14 Э
0 >45 >34 Э >69 >14 Э
-200 >39 >29 Э >59 >10 Э
-400 >33 >25 Э >48 >7 Э
-600 >27 >52 Э >42 >5 Э
+400 >58 >37 Э >52 >17 Э
+600 >47 >31 Э >45 >12 Э
+800 >42 >29 Э >42 >8 Э
НСР05, шт./ LSD05, pcs. 2,2 0,9 - 2,5 0,3 -
И по сезону 2018 года, и в 2019 году исследований всем вариантам опыта, где вегетативные органы томата обрабатывали электролизованной водой способом опрыскивания, был присвоен класс «Э», что связано с высокой вероятностью развития эпи-фитотии и полной гибели урожая в теплице. В 2018 году отмечено сочетанное прогрес-
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
сирование таких болезней, как септориоз (Septoria lycopersici) и альтернариоз томата (Alternaria solani), тогда как в 2019 году опасность тотального поражения посевов в теплице была зафиксирована из-за динамичного распространении Plytopltlora infestans (фитофтороза пасленовых).
Слабая эффективность электролизованной воды при использовании ее по вегетативным органам томата, как минимум, может быть связана с двумя факторами. Первая и основная причина заключается в создании благоприятных условий для активизации фито-патогенной микрофлоры, в том числе из-за формирования капельно-жидкостных форм на вегетативных органах растений. Электролизованная вода в таких условиях быстро релак-сирует с восстановлением свойств природной оросительной воды, которая и является фактором прорастания, а также активного развития фитопатогенной микрофлоры. Вторая причина связана с динамикой релаксации электролизованной воды при проведении обработок способом опрыскивания. Мелкокапельное распыление электролизованной воды приводит к кратному сокращению электрохимически инициированного сдвига редокс-потенциала, в результате чего воздействие на фитопатогенную микрофлору ослабляется.
Заключение. Воздействие электролизованной воды на фитопатогенную микрофлору осуществляется на средовом уровне, что предполагает создание неблагоприятных условий для активизации, развития, а в некоторых случаях определяет гибель фитопатогенных микроорганизмов. Средовое сдерживание развития фитопатогенной микрофлоры нельзя считать полноценной альтернативой химическим средствам защиты растений в борьбе с активными формами болезней растений, однако в качестве фактора системного фитооздо-ровления этот метод имеет перспективы, в том числе при использовании в пленочных теплицах. Из монотехнологий применения электролизованной воды как приема борьбы с болезнями растений наиболее перспективным оказался метод однократных проливок для дезинфекции тепличного грунта. По эффективности он практически не уступал технологии регулярного орошения с применением электролизованной оросительной воды и существенно выигрывает по сравнению с последней в плане экономии ресурсов на проведение электрохимической водоподготовки. Наиболее эффективным оказалось применение като-лита с электрохимически смещенным редокс-потенциалом -600 мВ или анолита с редокс-потенциалом +800 мВ. Следует признать, что и в этом случае эффективность монотехнологии применения электролизованной воды зависит от видового состава фитопатогенной микрофлоры. По подтвержденным очагам инфекции Alternaria solani (альтернариоз томата) и Septoria lycopersici (септориоз) применение электролизованной воды позволяло сдерживать распространение болезней на приемлемом для производства уровне. Однако против Plytopltlora infestans (фитофтороза пасленовых) использование электролизованной воды в монотехнологии оказалось неэффективным, была зарегистрирована высокая вероятность развития эпифитотии. Исследования подтвердили высокую эффективность соче-танного использования электролизованной воды с микробиологическими препаратами. Использование раствора Бисолбисана (микробиологический препарат на основе Bacillus subtilis с метаболитами) на слабом анолите (+400 мВ) для дезинфекции грунта в теплице позволило практически полностью подавить активность Septoria lycopersici и Alternaria solani и снизить распространение фитофтороза пасленовых (Plytopltlora infestans) до приемлемого на производстве уровне. Использование католитов либо более сильных анолитов снижало эффективность действия микробиологического препарата бисолбисан.
Библиографический список
1. Алгоритм расчета систем капельного орошения с модулем электрохимической активации оросительной воды / С. Я. Семененко, М. Н. Лытов, А. Н. Чушкин, Е. И. Чушкина // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2017. № 4 (28). С. 20-36.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
2. Гугучкина Т. И., Касьянов Г. И., Сабельникова Т. А. К вопросу производства биоорганических продуктов // Плодоводство и виноградарство Юга России. 2017. № 48 (6). С. 114-125.
3. Макоева Л. С., Засеева Д. Т., Тавасиева З. Р. Экономическая целесообразность и экологическая безопасность химизации растениеводства // Известия Горского государственного аграрного университета. 2015. Т. 52. № 3. С. 208-213.
4. Продуктивность томатов при капельном орошении с использованием электрохимически активированной воды / С. Я. Семененко, М. Н. Лытов, Е. И. Чушкина, А. Н. Чушкин // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. 2014. № 2 (14). С. 1-14.
5. Пушня М. В., Снесарева Е. Г. Агробиотехнологические приемы защиты картофеля от картофельной минирующей моли в центральной зоне Краснодарского края // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 3. С. 79-82.
6. Санникова Н. В., Шулепова О. В. К вопросу об утилизации тары средств химической защиты растений // Агропродовольственная политика России. 2017. № 12 (72). С. 129-132.
7. Семин А. Н., Михайлюк О. Н., Вахитова З. Т. Оценка производства экологически чистой сельскохозяйственной продукции // Научное обозрение: теория и практика. 2018. № 4. С. 174-179.
8. Трубников Ю. Н., Едимеичев Ю. Ф. Основные принципы органического земледелия и возможности их реализации для кормопроизводства в условиях малых форм хозяйствования // Вестник КрасГАУ. 2018. № 6 (141). С. 66-70.
9. Федоренко В. П., Ткаленко А. Н., Конверская В. П. Достижения и перспективы развития биологического метода защиты растений в Украине // Защита и карантин растений. 2010. № 4.С. 12-15.
10. Angelopoulou D. J., Naska E. J., Paplomatas E. J. Biological control agents (BCAs) of verticillium wilt: influence of application rates and delivery method on plant protection, triggering of host defence mechanisms and rhizosphere populations of BCAs // Plant pathology. 2014. Vol. 63. №5. P. 1062-1069.
11. Bledsoe M. Optimizing use of biopesticides for successful, cost-effective plant disease management in greenhouse vegetable production // Phytopathology. 2014. Vol. 104. №11. P. 140-144.
12. Connor D. J. Organic agriculture and food security: A decade of unreason finally implodes // Field crops research. 2018. Vol. 225. P. 128-129.
13. Itoh K. Study of the ecology of pesticide-degrading microorganisms in soil and an assessment of pesticide effects on the ecosystem // Journal of pesticide science. 2014. Vol. 39. № 3-4. P. 174-176.
14. Raine N. E., Gill R. J. Ecology Tasteless pesticides affect bees in the field // Nature. 2015. Vol. 521. №7550. P. 38-40.
15. Urra J., Alkorta I., Garbisu C. Potential Benefits and Risks for Soil Health Derived From the Use of Organic Amendments in Agriculture // Agronomy-basel. 2019. Vol. 9. № 542.
Reference
1. Algoritm rascheta sistem kapel'nogo orosheniya s modulem jelektrohimicheskoj aktivacii orositel'noj vody / S. Ya. Semenenko, M. N. Lytov, A. N. Chushkin, E. I. Chushkina // Nauchnyj zhurnal Rossijskogo NII problem melioracii. 2017. № 4 (28). P. 20-36.
2. Guguchkina T. I., Kas'yanov G. I., Sabel'nikova T. A. K voprosu proizvodstva bioorganich-eskih produktov // Plodovodstvo i vinogradarstvo Yuga Rossii. 2017. № 48 (6). P. 114-125.
3. Makoeva L. S., Zaseeva D. T., Tavasieva Z. R. Jekonomicheskaya celesoobraznost' i jekologicheskaya bezopasnost' himizacii rastenievodstva // Izvestiya Gorskogo gosu-darstvennogo agrarnogo universiteta. 2015. Vol. 52. № 3. P. 208-213.
4. Produktivnost' tomatov pri kapel'nom oroshenii s ispol'zovaniem jelektrohimicheski aktivi-rovannoj vody / S. Ya. Semenenko, M. N. Lytov, E. I. Chushkina, A. N. Chushkin // Nauchnyj zhurnal Rossijskogo NII problem melioracii. 2014. № 2 (14). P. 1-14.
5. Pushnya M. V., Snesareva E. G. Agrobiotehnologicheskie priemy zaschity kar-tofelya ot kartofel'noj miniruyuschej moli v central'noj zone Krasnodarskogo kraya // Dostizheniya nauki i tehniki APK. 2018. Vol. 32. № 3. P. 79-82.
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА НАУКА И ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
6. Sannikova N. V., Shulepova O. V. K voprosu ob utilizacii tary sredstv hi-micheskoj zaschity rastenij // Agroprodovol'stvennaya politika Rossii. 2017. № 12 (72). P. 129-132.
7. Semin A. N., Mihajlyuk O. N., Vahitova Z. T. Ocenka proizvodstva jekologicheski chistoj sel'skohozyajstvennoj produkcii // Nauchnoe obozrenie: teoriya i praktika. 2018. № 4. P. 174-179.
8. Trubnikov Yu. N., Edimeichev Yu. F. Osnovnye principy organicheskogo zem-ledeliya i vozmozhnosti ih realizacii dlya kormoproizvodstva v usloviyah malyh form hozyajstvovaniya // Vest-nik KrasGAU. 2018. № 6 (141). P. 66-70.
9. Fedorenko V. P., Tkalenko A. N., Konverskaya V. P. Dostizheniya i perspektivy razvitiya biologicheskogo metoda zaschity rastenij v Ukraine // Zaschita i karantin rastenij. 2010. № 4. P. 12-15.
10. Angelopoulou D. J., Naska E. J., Paplomatas E. J. Biological control agents (BCAs) of verticillium wilt: influence of application rates and delivery method on plant protection, triggering of host defence mechanisms and rhizosphere populations of BCAs // Plant pathology. 2014. Vol. 63. №5. P. 1062-1069.
11. Bledsoe M. Optimizing use of biopesticides for successful, cost-effective plant disease management in greenhouse vegetable production // Phytopathology. 2014. Vol. 104. №11. P. 140-144.
12. Connor D. J. Organic agriculture and food security: A decade of unreason finally implodes // Field crops research. 2018. Vol. 225. P. 128-129.
13. Itoh K. Study of the ecology of pesticide-degrading microorganisms in soil and an assessment of pesticide effects on the ecosystem // Journal of pesticide science. 2014. Vol. 39. № 3-4. P. 174-176.
14. Raine N. E., Gill R. J. Ecology Tasteless pesticides affect bees in the field // Nature. 2015. Vol. 521. №7550. P. 38-40.
15. Urra J., Alkorta I., Garbisu C. Potential Benefits and Risks for Soil Health Derived From the Use of Organic Amendments in Agriculture // Agronomy-basel. 2019. Vol. 9. № 542.
Информация об авторах: Семененко Сергей Яковлевич, директор Поволжского эколого-мелиоративного института - филиала Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук» (400012, г. Волгоград, ул. Трехгорная, 21), доктор сельскохозяйственных наук, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-6274-9565. E-mail: [email protected]
Лытов Михаил Николаевич, старший научный сотрудник лаборатории «Почвозащитных технологий орошения и информационных систем управления водным режимом» Поволжского эколого-мелиоративного института - филиала Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук» (400012, г. Волгоград, ул. Трехгорная, 21), кандидат сельскохозяйственных наук, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2743-9825. E-mail: [email protected] Чушкин Алексей Николаевич, старший научный сотрудник лаборатории «Почвозащитных технологий орошения и информационных систем управления водным режимом» Поволжского эколого-мелиоративного института - филиала Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук» (400012, г. Волгоград, ул. Трехгорная, 21), кандидат технических наук, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-4856-5049. E-mail: [email protected] Чушкина Елена Ивановна, старший научный сотрудник лаборатории «Почвозащитных технологий орошения и информационных систем управления водным режимом» Поволжского эколого-мелиоративного института - филиала Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр агроэкологии, комплексных мелиораций и защитного лесоразведения Российской академии наук» (400012, г. Волгоград, ул. Трехгорная, 21), кандидат сельскохозяйственных наук. ORCID: http://orcid.org/0000-0002-2551-5516. E-mail: [email protected]
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
