CC BY
67
УДК 631.51:632.913
фитосанитарное состояние посевов озимой пшеницы при технологии прямого посева на черноземе выщелоченном
Е.Е. ЗАЩЕПКИН, аспирант
А.П. ШУТКО, доктор сельскохозяйственных наук, зав. кафедрой
А.Н. ЕСАУЛКО, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Ставропольский государственный аграрный университет, пер. Зоотехнический, 12, Ставрополь, 355017, Россия
E-mail: schutko.an@yandex.ru
Резюме. В статье дана сравнительная оценка степени поражения озимой пшеницы фузариозной корневой гнилью и листо-стеблевыми болезнями при прямом посеве и традиционной технологии основной обработки почвы. Опыты проведены в 2013-2015 гг. на базе учебно-опытной станции ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет» в условиях стационарного опыта в зоне неустойчивого увлажнения на участке, почва которого представляет собой чернозем выщелоченный мощный мало-гумусный тяжелосуглинистый на лессовидных суглинках. Фитосанитарное состояние озимой пшеницы изучали в соответствии с методиками Всероссийского НИИ защиты растений. В условиях зоны неустойчивого увлажнения на черноземе выщелоченном на 5-6 году освоения технологии прямого посева поражаемость озимой пшеницы корневой гнилью в значительной мере колеблется и определяется погодными условиями вегетационного периода, в первую очередь, увлажнения, так как при склонности чернозема выщелоченного к повышенной слитизации избыток осадков приводит к дополнительному стрессовому воздействию на корневую систему растений в силу недостатка аэрации. Достоверных различий фитосанитарного состояния посевов озимой пшеницы в отношении корневой гнили при прямом посеве и традиционной технологии основной обработки почвы не выявлено. На этом этапе внедрения ресурсосберегающей технологии в условиях дефицита влаги (зона неустойчивого увлажнения), распространенность и развитие пиренофороза и септориоза при технологии прямого посева превышает показатели контроля (традиционная основная обработка почвы) в 1,6-2 раза.
Ключевые слова: озимая пшеница, корневая гниль, септори-оз, пиренофороз, технология прямого посева, традиционная основная обработка почвы.
Для цитирования: Защепкин Е.Е., Шутко А.П., Есаулко А.Н. Фитосанитарное состояние посевов озимой пшеницы при технологии прямого посева на черноземе выщелоченном // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 9. С. 25-28.
Российская Федерация в 2012 г. вступила во Всемирную торговую организацию. По мнению ведущих отечественных экспертов, агропромышленный комплекс - это наименее подготовленная отрасль экономики для новых взаимоотношений в рамках ВТО. В России не решены многие проблемы, ограничивающие развитие зерновой отрасли, в том числе изношенность материально-технической базы, падение естественного плодородия почвы и, как следствие, снижение устойчивости производства по годам. Анализ факторов, которые влияют на развитие зернового хозяйства, позволяет оценить использование мер защиты растений как реальную возможность стабилизации производства зерна [1].
Одно из направлений, снижающих затраты на возделывание зерновых культур - минимизация обработки почвы, которая требует наибольшего количества энергетических и финансовых ресурсов. Такие технологии
расцениваются как малозатратные и энергосберегающие. Прямой посев на сегодняшний день представляет собой реальную альтернативу, которая заслужила признание экологически безопасной и эффективной системы в ряде стран [2, 3]. Технология прямого посева отличается рядом преимуществ, к числу которых относятся сокращение водной эрозии и дефляции, накопление органического вещества, сохранение и накопление влаги в почве, улучшение физико-химической структуры почвы и др. [4]. Однако освоение технологий предусматривающих прямой посев, на фоне монокультуры, севооборотов с короткими ротациями, низкой насыщенности посевных площадей устойчивыми сортами подняли огромный пласт фитосанитарных проблем: усилилось развитие корневой и прикорневой гнилей, септориоза, пиренофороза, бурой ржавчины и мучнистой росы [5, 6].
В Российской Федерации наиболее распространенное заболевание озимой и яровой пшеницы - фу-зариозная корневая гниль. Согласно данным Всероссийского научно-исследовательского института фитопатологии, на ее долю приходится 35-40% случаев проявления болезни [7]. По данным М.Ф. Григорьева
[8], распространение и развитие корневой гнили ежегодно вызывает потери урожая зерна до 25-30%, а в годы эпифитотий - до 50-60%.
До 2008 г. в посевах озимых зерновых культур в популяции возбудителей преобладали виды рр. Fusarium и Bipolaris, однако, начиная с 2009 г., резко увеличились площади заражения фузариозными (в 4 раза) и церкоспореллезными (в 3 раза) корневыми гнилями
[9]. Результаты наших более ранних исследований
[10] показали, что в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края на черноземе выщелоченном на сегодняшний день в структуре патокомплекса доминируют грибы рр. Fusarium (F. sporotrichioides, F. oxysporum, F. solani, F. verticillioides).
К наиболее распространенным и вредоносным болезням листового аппарата в последние годы относят септориоз и пиренофороз.
Септориоз приводит к отставанию растений в росте, уменьшению ассимиляционной поверхности и преждевременному усыханию листьев, уменьшению длины и озерненности колоса, щуплости зерна. Это заболевание вызывает большее снижение урожая, чем удаление тех же листьев. Такой эффект может быть вызван совместно уменьшением ассимилирующей поверхности листьев и действием токсинов гриба. На пшенице наиболее распространены и вредоносны два вида возбудителей септориоза: Septoria tritici Rob. et Desm. и Stagonosporanodorum Berk. [6]. По данным Г.И. Кобыльского [11], возбудитель септориоза пшеницы St. nodorum способен синтезировать фитотоксичные метаболиты, условно названные ФТ-1, ФТ-2, ФТ-3, ФТ-4, ФТ-5. Наиболее сильное ингибирующее действие на рост корней и колеоптиле пшеницы оказывают ФТ-5 и ФТ-4.
В 2001-2009 гг. средневзвешенные потери урожая пшеницы от септориоза на европейской части Российской Федерации составили 3,2% [7].
Таблица 1. Технологическая схема возделывания озимой пшеницы по вариантам опыта без применения удобрений (предшественник - озимый рапс)
Традиционная технология
наименование работ
состав агрегата
Прямой посев
Лущение стерни, 6-8 см
Комбинированная обработка, 16-18 см Культивация с боронованием, 8-10 см Предпосевная культивация, 3-4 см Посев (4,5 млн всхожих зерен/га), 5-6 см Прикатывание Обработка гербицидом в конце кущения - начале трубко-вания Обработка
инсектицидом против личинок клопа вредная черепашка Уборка Отвоз зерна от комбайна
наименование работ
состав агрегата
К-744+БДК-6,4
К-744+АКМ-6,3
К-744+КТП-9,4
Т-150+КСПС-4
T-150+C3-3,6 МТЗ-80+ККЗ-6А
МТЗ-80+ ОП-2000
МТЗ-80+ ОП-2000 ACROS-530
Обработка гербицидом Торнадо, ВР (3,0 л/га)
МТЗ-80+ 0П-2000
Посев (4,5 млн всхожих
зерен/га), 5-6 см Т-150+Берегиня
КАМАЗ
Обработка гербицидом в конце кущения - начале трубкования Обработка инсектицидом против личинок клопа вредная черепашка Уборка Отвоз зерна от комбайна
МТЗ-80+ 0П-2000
МТЗ-80+ 0П-2000 ACROS-530
КАМАЗ
В условиях масштабного сокращения интенсивности обработки почвы, а также перенасыщения севооборотов восприимчивыми сортами пшеницы наблюдается нарастание пораженности посевов культуры желтой пятнистостью Pyrenophora tritici-repentis (Died). Drechs., хотя обычно она больше распространена в более теплых и влажных районах Северного Кавказа [12]. Проявляется заболевание с обеих сторон листьев и листовых влагалищ озимой пшеницы и других злаковых культур. Гриб может инфицировать колос, что приводит к обесцвечиванию чешуек и зерна. Оболочка семян становится красноватой, зерна покрыты грязновато-красными пятнами - внешне напоминает поражение фузариозом [13, 14].
Возбудитель болезни способен продуцировать сильные токсины: эмодин, катенарин, исландицин [15], которые вызывают хлоротичность листьев (похожую картину наблюдают при недостатке или избытке азотных удобрений) [16]. Токсины обусловливают специфичность взаимодействия патогена и растения-хозяина. Токсин Ptr ToxA индуцирует образование некрозов, Ptr ToxB - хлорозов вследствие ингибиро-вания фотосинтеза, Ptr ToxC - вызывает образование хлорозов, но в отличие от Ptr ToxB на других сортах пшеницы. Штамм гриба может продуцировать один, два или три токсина, на чем основывается система дифференциации рас.
Вредоносность пиренофороза выражается в преждевременном усыхании листьев, щуплости зерна, уменьшении длины и озерненности колоса. Потери урожая в эпифитотийные годы могут составлять 1530% [17].
Анализ литературных данных [2, 18-19] свидетельствует о неоднозначности фитосанитарных последствий при переходе на ресурсосберегающие технологии обработки почвы, в том числе в связи с агроклиматическими условиями, и позволяет сделать вывод об актуальности исследований в этом направлении.
Цель исследований - сравнительная оценка степени поражения озимой пшеницы фузариозной корневой гнилью и листо-стеблевыми болезнями при прямом
посеве и традиционной технологии основной обработки почвы на черноземе выщелоченном.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2013-2015 гг. на базе учебно-опытной станции ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет» в условиях стационарного опыта по изучению технологии прямого посева на фоне трех доз удобрений (контроль, рекомендованная и расчетная) кафедры растениеводства и селекции им. профессора Ф.И. Бобрышева (табл. 1).
Общая площадь делянки 2500 м2, учетная -150 м2. Повторность трехкратная. Размещение делянок - двухъярусное, вариантов - систематическое.
Объект исследований - озимая пшеница сорта Зустрич. Предмет исследования - поражаемость растений корневой гнилью и аэрогенными инфекциями при прямом посеве, в сравнении с традиционной технологией основной обработки почвы.
Опытная станция Ставропольского ГАУ расположена в зоне неустойчивого увлажнения, почва экспериментального участка представляет собой чернозем выщелоченный мощный малогумусный тяжелосуглинистый на лессовидных суглинках, содержание гумуса 5,0-5,2%; рН - 6,2; Нг - 3-4 мг-экв/100 г почвы; сумма обменных оснований - 41,8-42,6 мг-экв/100 г почвы; Р205 - 18-24 мг/кг почвы; К20 - 160-210 мг/кг почвы.
Активный период вегетации озимой пшеницы в 2013 г. характеризовался повышенными температурами, по сравнению со среднемноголетними значениями. Наибольшее увеличение отмечено в мае и составило 2,9°С. При этом условия увлажнения, наоборот, были хуже среднемноголетней нормы. Дефицит влаги достигал максимума (49%) в апреле месяце. Период развертывания флагового листа и цветения пшеницы в мае проходил в условиях повышенной температуры при практически нормальном для зоны увлажнении, что создало предпосылки для споруляции и распространения возбудителей листо-стеблевых инфекций. Налив и созревание озимой пшеницы совпали с повышенной влажностью, что усугубляло фитосанитарную обстановку в посевах культуры.
Анализ метеоусловий 2013-2014 сельскохозяйственного года показывает, что период осенней вегетации озимых зерновых протекал в условиях среднемесячных температур, отличающихся от средне-многолетних показателей. Отклонение варьировало от -0,6-1,9°С в октябре и декабре до +2°С в ноябре. Количество выпавших осадков приближалось к средне-многолетней норме, дефицит влаги в декабре составил 37%. До периода возобновления весенней вегетации в январе-феврале температуры практически не превышали среднемноголетние показатели при избыточном увлажнении января. Таким образом, в осенне-зимний
период сложились благоприятные условия для перезимовки инфекционного начала возбудителей корневой гнили, листо-стеблевых болезней злаковых культур, прочих фитопатогенов, сохраняющихся в почве на растительных остатках.
Период активной весенней вегетации сельскохозяйственных культур в 2014 г. можно охарактеризовать как теплый и влажный. Поэтому в фазе развертывания флагового листа наличие капельно-жидкой влаги способствовало интенсивной споруляции возбудителей пятнистостей озимой пшеницы, а засушливый июнь благоприятствовал стремительному распространению ржавчинных заболеваний. Теплая, влажная погода благоприятствовала развитию факультативных паразитов грибов рода Fusarium, обитающих в почве на растительных остатках, что привело к проявлению фузариозов на полевых культурах.
Условия начала вегетации 2014-2015 сельскохозяйственного года характеризовались пониженными на 2,1-4,8°С температурами при дефиците влаги от 55% в сентябре до 62% в ноябре. Период прорастания семян характеризовался среднемноголетними показателями по количеству осадков.
Условия перезимовки можно назвать теплыми и засушливыми. Таким образом, растения испытывали дополнительное стрессовое воздействие, что увеличило их чувствительность к корневой гнили.
Весеннее возобновление вегетации и развитие растений протекало при чередовании температурного режима на уровне выше (март, май) и ниже (апрель) среднемноголетних показателей при избыточном (от 19 до 55%) увлажнении, что создало благоприятные условия для развития фитопатогенов.
Фитосанитарное состояние озимой пшеницы изучали в соответствии с методиками ВИЗР, изложенными в Методических указаниях [20]. Статистическую обработку результатов исследований проводили общепринятыми методами дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [21].
Результаты и обсуждение. Распространенность корневой гнили во все годы исследований в обоих вариантах находилась на одном уровне и составляла по годам 90-100%. В 2013 г. в период колошения - начала цветения при прямом посеве развитие заболевания достоверно в 1,2 раза превышало величину этого показателя в варианте с традиционной системой основной обработки почвы (табл. 2).
Таблица 2. Развитие корневой гнили в посевах озимой пшеницы в зависимости от технологии возделывания на черноземе выщелоченном (колошение - начало цветения), %
Вариант 1 2013 г. 2014 г. 2015 г. Среднее
Традиционная 12,3 13,2 19,0 14,8
Прямой посев 14,4 13,3 21,3 16,3
НСР 05 1,7 0,1 1,2
В 2014 г. разница между вариантами нивелировалась, что может косвенно свидетельствовать об активизации на пятом году освоения технологии прямого посева микробиологических процессов в почве (в результате постепенного ее разуплотнения), направленных на утилизацию растительных остатков, в том числе несущих запас инфекции корневой гнили. Результаты наших исследований совпадают с данными Е.Б. Дрепы и А.С. Голубь [22] о физических свойствах почвы при технологии No-Till.
Избыточное увлажнение вегетационного периода 2015 г. привело к дополнительному стрессовому воздействию на корневую систему озимой пшеницы из-за недостатка аэрации. Восприимчивость растений к корневой гнили увеличилась, в силу чего распространенность заболевания достигла в обоих вариантах опыта 100%. На фоне склонности чернозема выщелоченного к повышенной слитизации развитие заболевания при прямом посеве достоверно превысило величину этого показателя при традиционной технологии на 2,3%.
Сравнительный анализ пораженности озимой пшеницы септориозом и пиренофорозом показал, что на черноземе выщелоченном в среднем за 2013-2015 гг. традиционная технология возделывания культуры обеспечивала лучшее фитосанитарное состояние посевов в отношении листо-стеблевых болезней. В фазы колошения - начала цветения распространенность септориоза в этом варианте составляла 47,2%, что в 1,6 раза меньше, чем при прямом посеве (см. рисунок). Развитие болезни в варианте с традиционной технологией было ниже практически в 2 раза. Аналогичная картина наблюдалась и в отношении желтой пятнистости озимой пшеницы.
%
100/
90- /
80- Z
70- /
60- ^
50- /
40-
30- /
20- /
10- / 0
Шг '<'<1 Vi ¡^^
септориоз пиренофороз септориоз пиренофороз
Прямой посев Традиционная обработка
Рисунок. Поражаемость озимой пшеницы листо-стеблевыми болезнями в зависимости от технологии возделывания на черноземе выщелоченном, среднее 2013-2015 гг.:
Ц - распространенность; д - развитие.
На наш взгляд, это может объясняться благоприятными условиями перезимовки зимующего запаса пикнид и перитециев возбудителей болезней. Кроме того, при дефиците влаги (зона неустойчивого увлажнения) на текущем этапе освоения технологии разложение пожнивных остатков происходит недостаточно интенсивно. При этом по данным А.Н. Землянова и соавт. [23], в условиях Ростовской области минимальные и нулевые технологии обработки почвы на фоне недостатка влаги для трансформации растительных остатков, лежащих на ее поверхности, способствуют накоплению патогенов, которые сохраняются в почве и на пораженных растительных остатках.
Выводы. В результате исследований установлено, что в условиях зоны неустойчивого увлажнения на черноземе выщелоченном на 5-6 году освоения технологии прямого посева поражаемость озимой пшеницы корневой гнилью в значительной мере колеблется и определяется погодными условиями вегетационного периода, в первую очередь, условиями увлажнения, так как при склонности чернозема выщелоченного к повышенной слитизации избыток осадков приводит к дополнительному стрессовому воздействию на корневую систему растений в силу недостатка аэрации.
На текущем этапе освоения ресурсосберегающей технологии в условиях недостатка влаги (зона неустойчивого увлажнения) разложение пожнивных остатков - одного из источников инфекции листо-стеблевых болезней - происходит недостаточно
интенсивно. В результате распространенность и развитие пиренофороза и септориоза при технологии прямого посева превышают величины этих показателей в контроле (традиционная основная обработка почвы) в 1,6-2 раза.
Литература.
1. Алабушев А.В., Раева С.А. Функционирование рынка зерна России в современных условиях // Зерновое хозяйство России. 2014. № 1. С. 3-5.
2. Дерпш Р. Опыт Южной Америки: этапы реализации технологии прямого посева // Ресурсосберегающее земледелие. 2008. №1. С. 6-9.
3. Небавский, В., Чернявская С. «No-Till» vs «Классика»//Аграрный консультант. 2011. №1. С. 16-20.
4. Дрепа Е.Б., Попова Е.Л. Совершенствование технологии возделывания сельскохозяйственных культур в полевом зер-нопропашном севообороте // Вестник АПК Ставрополья. 2011. № 2. С.12-13.
5. Павлюшин В.А. Научное обеспечение защиты растений и продовольственная безопасность России//Защита и карантин растений. 2010. № 2. С. 11-15.
6. Защита пшеницы от септориоза / С.С. Санин, А.А. Санина, Е.В. Пахалкова., А.А. Мотовилин// Защита и карантин растений. 2012. № 4. С. 62-82.
7. Эпидемиологическая ситуация по септориозу на пшенице в 2001-2009 годах/Л. Н. Назарова, Л. Г. Корнева, Т. П. Жохова, Т.М. Полякова, С.С. Санин//Защита и карантин растений. 2010. № 10. С. 18-19.
8. Григорьев М.Ф. Роль микромицетов в поражении зерновых культур корневыми гнилями в Центральном Нечерноземье России// Известия ТСХА. 2012. В. 1. С. 101-117.
9. Стамо П. Д., Кузнецова О. В. Применение фунгицидов должно быть рациональным // Защита и карантин растений. 2012. № 2. С. 5-8.
10. Shutko A., Tuturzhans L. Phytosanitary monitoring of winter wheat root rot as a factor of plant protection // Sustainable agriculture and rural development in terms of the Republic of Serbia strategic goals realization within the danube region - preservation of rural values: Thematic Proceedings. Serbia, 2012. P. 122-137.
11. Кобыльский Г.И. Фитотоксины и патогенность возбудителя септориоза пшеницы - гриба Septoria nodorum Berk. //Современная микология в России: тезисы докладов I съезда микологов России. М.: Национальная академия микологии, 2002. С. 187-188.
12. Поражаемость сортов озимой пшеницы септориозом (Septoris spp.) и желтой пятнистостью (Pyrenophora tritici-repentis) в условиях Республики Беларусь и Северо-Кавказского региона России/А.Г. Жуковский, А.Г. Ильюк, С.Ф. Буга, Н.А. Склиме-нок//Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2012. № 80. С. 252-263.
13. Левитин М.М., Тютерев С.Л. Грибные болезни зерновых культур // Защита и карантин растений. 2003. № 11. С.53-99.
14. Mavragani D., Hamel C., Vujannovic V. Species-specific PgR-dGgE markers to distinguish Pyrenophora species associated to cereal seeds // Fungal Biology, 2011. 115. p. 169-175.
15. Bouras N., Kim Y.M., Strelkov S.E. Influence of water activity and temperature on growth and mycotoxin production by isolates of Pyrenophora tritici-repentis from wheat // International Journal of Food Microbiology. 2009. 131. Р. 251-255.
16. Михайлова Л.А., Тернюк И.Г., Мироненко Н.В. Анализ структуры популяций Pyrenophora tritici-repentis по признаку вирулентности в 2005-2007 гг. // Современные проблемы иммунитета растений к вредным организмам: матер. 2-й Всерос. конф. СПб, 2008. С. 73-76.
17. Прогноз фитосанитарного состояния сельскохозяйственных культур Ставропольского края на 2011 год и системы защитных мероприятий/П.Д. Стамо, О.В. Кузнецова, В.Н. Попов, Т.И. Савченко, Т.В. Вдовенко, Т.В. Порфирьева, А.А. Дедяев, Л.А. Чебыкина. Ставрополь: АГРУС, 2011. 196 с.
18. Бальгхайм Р. Опыт Германии: решения для проблемных регионов // Ресурсосберегающее земледелие. 2009. № 1. С. 24-29.
19. Скребцова Т.И. Ресурсосберегающие технологии и защита озимых зерновых культур //Защита и карантин растений. 2008. №5. С.7-9.
20. Методические указания по регистрационным испытаниям фунгицидов в сельском хозяйстве / Под ред. В. И. Долженко. С.-Пб.: ВИЗР, 2009. 378 с.
21. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
22. Дрепа Е.Б., Голубь А.С. Физические свойства почвы при технологии No-Till // Вестник АПК Ставрополья. 2014. № 4. С. 181-185.
23. Землянов А.Н., Гурский Н.Г., Землянов В.А. Отношение к семенам должно быть изменено // Защита и карантин растений. 2011. № 8. С. 11-13.
PHYTOSANITARY CONDITION OF WINTER WHEAT CROPS WITH THE TECHNOLOGY OF DIRECT SEEDING ON LEACHED BLACK SOIL
E.E. Zaschepkin, A.P. Shutko, A.N. Esaulko
Stavropol State Agrarian University, Zootechnicheskiy per., 12, Stavropol, 355017, Russia
Summary. The article presents comparative evaluation of injury of winter wheat by fusarium root rot and leaves-stem diseases at direct seeding and traditional technology of tillage. The experiments were carried out in 2013-2015 at educational and experimental station of Stavropol State Agrarian University under conditions of the stationary experiment. The research was carried out in the zone of unstable moistening on the plot with leached thick low-humic heavy loamy black soil on loess-like loam. The phytosanitary state of winter wheat was studied in accordance with the procedures of All-Russian Research Institute of Plant Protection. Under conditions of unstable moistening on leached black soil in 5-6th year of application of the direct seeding technology winter wheat damage by root rot varies considerably. It is determined by weather conditions of growing season, first of all, by moistening conditions, since leached black soil has a tendency to increased hardsetting the excessive moistening causes additional stress for root system of plants due to lack of aeration. No significant differences in the phytosanitary condition of winter wheat in respect of root rot with direct seeding and conventional technology of tillage were revealed. At this stage of the introduction of the resource-saving technology under conditions of lack of moisture (the zone of unstable moistening) the decomposition of crop residues, which are the main source of leaves and stem disease, occurs inefficiently. Consequently, the occurrence and development of tan spot and Septoria spot at the direct seeding technology surpassed the control (traditional tillage) 1.6-2 times.
Keywords: winter wheat, root rot, Septoria spot, tan spot, direct seeding technology, traditional tillage.
Author Details: E.E. Zaschepkin, post-graduate student; A.P. Shutko, D. Sc. (Agr.), head of department (e-mail: schutko.an@yandex. ru); A.N. Esaulko, D. Sc. (Agr.), prof.
For citation: Zaschepkin E.E., Shutko A.P., Esaulko A.N. Phytosanitary condition of winter wheat crops with the technology of direct seeding on leached black soil. Dostizheniya naukii tekhnikiAPK. 2015. V. 29. No. 9. pp. 25-28 (In Russ).
