CC BY
63
УДК 632.4.01
Эпифитотиологические основы эффективного и рационального применения фунгицидов в Сибири
Е.Ю. ТОРОПОВА,
заведующая кафедрой Новосибирского государственного аграрного университета В.А. ЧУЛКИНА, профессор,
международный эксперт Г.Я. СТЕЦОВ,
заведующий лабораторией Алтайского НИИ сельского хозяйства О.И. ПАВЛОВА, директор НИЦ «Экофлора»
Фунгициды широко применяются во всем мире для снижения развития листостеблевых инфекций (ржавчинные заболевания, фито-фтороз, оидиум и милдью винограда, парша яблони и груши и др.). Возбудители этой группы заболеваний (в отличие от почвенных или корне-клубневых, семенных, трансмиссивных) принадлежат к г- и гК-стратегам со специфическими, характерными для них эво-люционно-экологическими адап-тациями, которые важно учитывать для эффективного и рационального применения фунгицидов в системе интегрированной защиты растений (табл. 1).
Несмотря на принадлежность к различным биотическим таксонам (базидиальные, сумчатые, пикниди-альные, пероноспоровые и другие грибы), возбудители имеют одинаковую эволюционно-экологическую стратегию жизненного цикла, широкие открытые экологические трофические ниши в агроэкосистемах (листовая поверхность, стебли), способны потенциально в массе размножаться в короткие промежутки времени (от 7-10 до 20 дней) благодаря реализации цепного воздушно-капельного механизма передачи
и значительной адаптации к распространению в пространстве, вызывая эпифитотии и панфитотии (Степанов, 1962; Цадокс, 1988; Торопова, 2005; Санин, 2007 и др.).
Пусковым механизмом массового размножения возбудителей листостеблевых инфекций служат гидротермические условия, особенно осадки. Покажем это на примере
яровой пшеницы в основных зонах ее возделывания в Сибири - степной и лесостепной (см. рисунок).
Первые единичные признаки бурой ржавчины и септориоза в степной и лесостепной зонах региона появляются в эпифитотийные годы, как правило, в июле, когда пшеница находится в фазе появления флаг-листа - цветения, и имеют спорадический характер до выпадения в июле, августе осадков, превышающих среднемноголетние данные в 2-3 раза (нередко 76-111 мм). До этого момента возбудители не имеют возможности горизонтального распространения воздушно-капельным путем. После наступления дождливой погоды эпифитотическая вспышка происходит уже через 2-3 дня и проявление болезней достигает крити-
Таблица 1
Эволюционно-экологическая адаптация возбудителей листостеблевых инфекций
Возбудитель (болезнь) Стратегия жизненного цикла Степень адаптации к тактикам Степень адаптации к распространению
Р В т во времени в пространстве
Типичные воздушно-капельные
Puccinia recóndita f. tritici Rob. et Desm. r +++ + ++ + +++
(бурая ржавчина пшеницы)
Puccinia graminis Pers. (syn. Blumeria r +++ + ++ + +++
graminis)
(линейная, или стеблевая, ржавчина)
Erysiphe graminis DC. r +++ ++ + ++ +++
(мучнистая роса злаков)
Erysiphe communis Grev. f. pisi Dietrich r +++ ++ ++ ++ +++
(мучнистая роса гороха)
Phytophthora infestans de Bary r +++ + + + +++
(фитофтороз картофеля)
Septoria ribis Desm. r +++ ++ + ++ ++
(септориоз смородины и крыжовника)
Fusicladium dendriticum Fckl. r +++ ++ + ++ ++
(парша яблони)
Воздушно-капельно-семенные
Septoria nodorum Berk. r +++ ++ +++ ++ ++
(септориоз злаков)
Ascochyta pisi Lib. rK +++ ++ + ++ ++
(аскохитоз гороха)
Cercospora beticola Sacc. r +++ ++ +++ ++ +++
(церкоспороз сахарной свеклы)
Peronospora destructor (Berk.) Casp. r +++ ++ + ++ ++
(пероноспороз лука)
Наземно-почвенные
Ustilago zeae Urger rK +++ ++ + ++ ++
(пузырчатая головня кукурузы)
Примечание: + — удовлетворительная, ++ — умеренная, +++ — значительная; Р — размножение, В — выживание, Т —трофические связи; все возбудители имеют широкие экологические ниши.
ческого 5 % уровня для принятия решений по применению фунгицидов на основании краткосрочного прогноза погоды, а еще через 3 дня -и порога вредоносности. За 20 дней при отсутствии фунгицидных обработок развитие бурой ржавчины возрастает почти в 60 раз, достигая уровня эпифитотии. Скорость эпи-фитотического процесса (ЭП) на начальном этапе составляет 0,05 % в сутки, а после достижения ПВ - 2,43 % и более, что свидетельствует о взрывообразной динамике ЭП.
Аналогичные данные были получены и для септориоза, который развивается нередко синхронно с бурой ржавчиной, достигая порога вредоносности на 2-3 дня позже в теплые годы при средней температуре воздуха выше 20 °С, и наоборот, раньше и активнее занимает экологические ниши в прохладные годы, когда осадки выпадают во всех трех фазах распространения пикноспор - выделение из пикнид, нахождение в воздушно-капельной среде и внедрение в новые экологические ниши. В последнем случае, по многолетним данным, скорость ЭП септориоза обгоняет скорость эпифитотического процесса бурой ржавчины в 3 раза и более, объясняя повышенную вредоносность этой болезни в Сибири, где максимальное количество осадков выпадает нередко в июле-августе.
Обобщение данных учетов и наблюдений за 23-летний период показало, что эпифитотии бурой ржавчины и септориоза в лесостепи Новосибирской области и Алтайского края происходят 1 раз в 3-4 года, в южной лесостепи Омской области несколько реже - примерно 1 раз в 5-6 лет. Однако эта многолетняя закономерность несколько изменилась в последние годы, так как участились локальные эпифитотии бурой ржавчины, обусловленные не экзогенными, как считали ранее, а местными источниками инфекций из-за возделывания восприимчивых сортов на больших площадях по пару, расширения посевов озимой пшеницы, озимой ржи, многолетних злаковых трав - первичных источников возбудителя, на которых формируются
%
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5
%
70 60 50 40 30 20 10 0
Степная зона
76 ш46,2
'у/
29,8^^
/ У* 19,5 -
15 / 17 18 -
с _
0,01 г-Г0*02 г об
23 июля 30 июля 8 августа 18 августа
Лесостепная зона
28 августа
63
* 58
' ♦45
О/Г ? 2 / ?Я
12 ^"Тз
I 9и.01 I ^к 02 +0,02 -А 4 I
мм 80
70
60
50
40
30
20
10
мм 70
60
50
40
30
20
10
0
18 июля □□ Осадки, мм
22 июля
30 июля
7 августа 18 августа
- Развитие бурой ржавчины, %
■ Развитие септориоза,
Динамика листостеблевых инфекций яровой пшеницы в степной и лесостепной зонах Западной Сибири в эпифитотийные годы
первоначальные эпифитотические очаги, и которые в практике не локализуются. Так, в Алтайском крае в результате активности местных источников инфекции участилось раннее (в середине июня) появление бурой ржавчины в Заринском, Залесов-ском, Первомайском, Косихинском, Троицком, Зональном и других районах. Это привело в 2007 г. к масштабной эпифитотии, в результате которой недобор урожая по краю составил около 30 % при значительном поражении и отмирании флаговых листьев уже в начале налива зерна. Последнее привело к получению щуплого зерна с пониженным содержанием клейковины. Локальные эпифитотические вспышки и эпифитотии отмечены в Омской. Новосибирской, Курганской областях и других регионах Сибири. Вследствие этого в хозяйствах участилось использование фунгицидов, так как их применение существенно повышает урожайность зерна и его качество. Приведем несколько примеров. Обработ-
ки фунгицидами в хозяйствах Новосибирской области в 2003-2004 гг. (АОЗТ «Лебедевское, ОПХ «Бобров-ское», учхоз «Тулинское», ООО «Степное») в условиях умеренной эпифитотии листо-стеблевых инфекций (септориоз, бурая ржавчина, частично мучнистая роса и бурая пятнистость листьев) способствовали повышению урожайности яровой пшеницы на 3,3-4,4 ц/га (8,5-14,5 %). При этом возросла масса 1000 зерен на 5,9-6,7 г (25 %), а содержание клейковины - с 22,5 до 29,1 % (уровень качества зерна сильной пшеницы).
В Алтайском крае в 2008 г. в условиях сильной эпифитотии бурой ржавчины применение фунгицидов при первых признаках появления болезни позволило в крестьянском хозяйстве В.И. Устинова получить урожайность зерна яровой пшеницы 40 ц/га (в районе без применения фунгицидов - 11 ц/га); в ООО конезавод «Глушанка» на площади 2800 га получена урожайность яровой пшеницы 32 ц/га против 23 ц/га на полях,
где фунгициды не применяли; на опытных посевах яровой пшеницы Алтайского НИИ сельского хозяйства урожайность в результате применения фунгицидов возросла на 6,3 ц/га.
Наиболее широко в Новосибирской области, Алтайском крае и других регионах Сибири использовали фунгициды фалькон, кэ (0,6 л/га); колосаль, кэ (0,5 л/га); альто супер, кэ (0,4-0,5 л/га), тилт, кэ (0,5 л/га). Расход рабочей жидкости составил 200-300 л/га.
Во всех хозяйствах затраты на применение фунгицидов колебались от 600 до 800 руб/га. Окупаемость затрат была 5-6-кратной. Учитывая положительную роль фунгицидов в сохранении потенциального урожая яровой пшеницы, в 2008 г только в Кемеровской области защитные мероприятия были проведены на площади более 30 тыс. га. Это способствовало получению рекордной для области урожайности зерна яровой пшеницы - свыше 22 ц/га.
Исследования показали, что эффективность фунгицидов, особенно хозяйственная и экономическая, значительно зависит от формы проявления эпифитотического процесса ли-стостеблевых болезней, которая фактически определяется в конце вегетации - спорадическая заболеваемость, эпифитотическая вспышка, эпифитотия умеренной или сильной интенсивности (табл. 2).
Положительное действие фунгицидов на урожайность зерна яровой пшеницы отсутствовало при спорадической заболеваемости, когда индекс развития болезней составлял в среднем 7,3 %. По международной шкале для многих болезней спорадическая заболеваемость как форма ЭП равна условно 5 %. В Сибири для листостеблевых инфекций получены близкие результаты. При спорадической заболеваемости, несмотря на высокую биологическую эффективность фунгицида (88,8 %), получено снижениеурожайности зернаяровой пшеницы на 2 ц/га (6,2 %). Специальная серия опытов в условиях искусственного заражения растений в боксах и естественного заражения в полевых условиях, проведенная со-
трудниками первой в Сибири научной школы по защите растений, показала, что опрыскивание фунгицидами здоровых растений нерационально, так как урожайность остается на уровне посевов, не обработанных фунгицидами, или снижается, особенно в засушливых условиях (Чулкина, Дымина, Ашмарина, Фадеева, Крупская, Кашуба, 1990, 1992). Кроме того, возрастает неоправданная пестицидная нагрузка на агро-экосистемы, зерно загрязняется остаточными количествами фунгицидов, если опрыскивание проводится позже фазы 71 по международной шкале (конец цветения - начало созревания). Особенно опасны профилактические обработки здоровых растений и пораженных листостебле-выми инфекциями в форме спорадической заболеваемости (до 10 %) в степной зоне и в лесостепи (в июле-августе) в засушливые годы.
Начиная с эпифитотической вспышки (индекс развития болезни 10-15,4 %), отмечена следующая закономерность: чем выше развитие листо-стеблевых болезней, тем значительнее величина сохраненной урожайности зерна. При эпифитоти-
ческой вспышке (индекс развития болезни на уровне ЭПВ) урожайность при применении фунгицидов возрастает на 1,7-2,7 ц/га (6,5-21,7 %). Причем величина прибавки была практически одинаковой при низкой (12,2 ц/га) и высокой (37,1 ц/га) урожайности, соответственно 2,7 и 2,4 ц/га. В связи с возросшими ценами на зерно (5 тыс. руб/т и выше) увеличение урожайности в пределах 2 ц/га окупает применение фунгицидов. Еще сильнее рентабельность применения фунгицидов возрастала в случае эпифитотий умеренной (36,438,3 %) и высокой(59-68 %)интенсивности. В этих случаях сохраненная величина урожайности зерна составила соответственно 4,1-4,8 ц/га и 5,8-6,7 ц/га (13,8-31,5 %). Причем, как и в случае эпифитотической вспышки, в условиях умеренной эпи-фитотии повышение урожайности зерна было практически одинаковым при низком (13 ц/га), среднем (23,9) и высоком (34,8 ц/га) ее уровнях -соответственно 4,1, 4,5 и 4,8 ц/га, различаясь только в относительных показателях (%). Полученные результаты свидетельствуют, что существенное повышение урожайности
Таблица 2
Зависимость эффективности фунгицидов от степени напряженности эпифитотического процесса листостеблевых инфекций яровой пшеницы
Год Индекс развития болезней (%) Биологическая эффективность Урожайность без обработок (ц/га) Прибавка или снижение урожайности
до обработки после обработки абс. % ц/га %
Проявление ЭП ниже ЭПВ
1989 8,2 0,9 7,3 88,8 32,5 -2 -6,2
ЭП на уровне ЭПВ
1988 11 1 10 90,6 37,1 2,4 6,5
1983 12,5 0,6 11,9 95,2 12,2 2,7 21,7
1990 16 0,6 15,4 96,4 14,9 1,7 11,4
Среднее 13,2 0,7 12,4 94,7 21,4 2,3 13,2
ЭП выше ЭПВ (умеренная эпифитотия)
1984 41,1 2,8 38,3 93,1 13 4,1 31,5
1985 43,1 6,7 36,4 84,5 34,8 4,8 13,8
Среднее 42,1 4,8 37,4 88,8 23,9 4,5 22,7
ЭП выше ЭПВ (сильная эпифитотия)
1986 70,5 11,5 59 83,7 36,9 6,7 18.2
1987 77,9 9,9 68 87,3 31,5 5,8 18,4
Среднее 74,2 10,7 63,5 85,5 34,2 6,3 18,3
зерна от применения фунгицидов в условиях как эпифитотической вспышки, так и эпифитотии возможно при широком диапазоне исходной урожайности (от 13 до 36,9 ц/га) и окупаемости затрат в 3-4 раза в случае прогноза умеренной эпифитотии листостеблевых инфекций и в 5-6 раз - в случае сильных эпифитотий.
Экспериментальные данные и опыт хозяйств свидетельствуют о том, что в Сибири с учетом прогноза ЭП достаточно одной обработки посевов фунгицидами при первых признаках проявления болезней, как правило в фазе колошения (кален-дарно чаще II и III декады июля), но не позже фазы 71 по международной шкале. Учитывая необходимость применения фунгицидов при первых признаках появления септориоза, бурой и стеблевой ржавчины, в эпи-фитотийные годы при раннем появлении болезней создаются условия, требующие двукратного применения пестицидов, так как критический период вредоносности листостеблевых инфекций (40-45 дней) превышает продолжительность защитного действия фунгицидов (20-30 дней). Проведенные исследования показали, что двукратное применение фунгицидов в фазы выхода в трубку - появление флаговых листьев и колошения (не позже фазы 71 по международной шкале)несколько (на 20 %) повышает их биологическую эффективность, обеспечивая дополнительно повышение урожайности в пределах 2 ц/га, которое в условиях рыночной экономики не всегда окупается. Более того, появляется риск формирования резистентных форм фитопатогенов, возрастает опасность других негативных экологических последствий из-за роста пестицидной нагрузки на агроэкосистемы.
Поэтомудля предупреждения раннего развития листостеблевых инфекций и отмены связанного с ним возможного повторного применения фунгицидов нами изучена возможность сокращения уязвимого периода листостеблевых инфекций, а также снижения уровня ЭП двумя способами: протравливанием семян сис-
темными препаратами и применением системы фитосанитарных технологий на базе агротехнического метода защиты растений. Установлено, что протравливание семян препаратами витавакс 200 ФФ, суми-8, дивиденд стар, максим и др. способно оказывать пролонгированное оздо-равливающее воздействие на растения пшеницы до фазы колошения. Сочетание протравливания и обработки посевов фунгицидами в период вегетации более эффективно против септориоза, который относится к эпифитотиологической подгруппе воздушно-капельно-семенных инфекций. Это связано с тем, что при передаче возбудителей через семена без их протравливания в посевах уже на фазе всходов формируются источники возбудителя инфекции и при наступлении благоприятных гидротермических условий, запускающих механизм цепной воздушно-капельной передачи возбудителей, раньше на 5-7 дней (и более) начинается массовое поражение растений. Не случайно Всероссийский НИИ фитопатологии (Санин и др., 1988) при прогнозе эпифитотий сеп-ториоза рекомендует вычленять по-раженность 3-го листа сверху, который часто поражается при передаче возбудителя через семена, то есть при эндогенном для посева источнике возбудителя инфекции. В то же время поражение только флаговых листьев обусловлено, как правило, экзогенным источником происхождения возбудителя, который находится вне посева, для септориоза на расстоянии 500 м (до 2-3 км).
Протравливание семян указанными выше системными фунгицидами способно на 5-7 дней отодвинуть начало эпифитотий листостеблевых инфекций, которые проявляются менее интенсивно в зависимости от сорта и фитосанитарных агротехно-логий (Торопова, 2005). Так, возделывание относительно устойчивых сортов яровой пшеницы Лютесценс 25, Россиянка, Иртышанка способно в лесостепи Новосибирской области практически прервать ЭП бурой ржавчины при эпифитотической вспышке (с 50 до 30-35 %) в услови-
ях сильной эпифитотии. Однако в последнем случае возникала необходимость использования фунгицидов, если при этом не применяли комплекс фитосанитарных агротехнических приемов. Эффективными пролонгированными депрессантами эпифитотического процесса бурой ржавчины являются следующие аг-роприемы: сбалансированное минеральное питание растений, особенно по N-N0^ локализация первичных эпифитотических очагов на озимых зерновых и многолетних травах из семейства мятликовых, ранние сроки посева (календарно в лесостепи Западной Сибири, например, до 15 мая), оптимальная густота продуктивного стеблестоя, почвозащитная обработка почвы. Снижение развития септориоза с 28,2 до 7,7 % обеспечивал следующий комплекс агро-приемов: фитосанитарные предшественники (соя, рапс, кукуруза, пар и др.), сбалансированное по N-N03 минеральное питание растений, вспашка, особенно после эпифито-тийных лет, пространственная изоляция от прошлогодних посевов и др.
Таким образом, в условиях отсутствия иммунных районированных сортов с комплексной устойчивостью к листостеблевым инфекциям (особенно септориозу и бурой ржавчине) сельхозтоваропроизводители ориентируются на применение современного ассортимента фунгицидов при прогнозе эпифитотий этих заболеваний. Однако применение фунгицидов в течение вегетации как высокоэффективного, но затратного и экологически небезопасного способа предотвращения эпифитотий становится рациональным только при интегрированной защите растений, включающей по принципу дополнительности выращивание относительно устойчивых сортов, протравливание семян системными фунгицидами, сбалансированное минеральное питание растений, изоляцию и локализацию первичных эпифитотических очагов, оптимально ранние сроки и способы посева, создание эффективного ложа для семян и оптимальную густоту продуктивного стеблестоя.
23
5 Защита и карантин растений № 4, 2009
