CC BY
12
в/
ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ
doi: 10.24412/0044-3913-2023-7-36-39 УДК 632.959+661.882+547.917
Исследование фунгицидных свойств композиционного материала «хитозан-диоксид титана*
со
СЧ О СЧ I-
Ф
S ^
ш
4
ш ^
5
ш со
В. М. АНДРЕЕВСКАЯ1, младший научный сотрудник А. С. БАИКИН2, кандидат технических наук, научный сотрудник
(e-mail: [email protected])
А. А. МЕЛЬНИКОВА12, старший
лаборант
А. М. ЛИСОВОЙ13, лаборант А. Д. ИЛЬИНА13, лаборант Д. Е. ФЕДОРЕНКО13, лаборант М. А. КАПЛАН2, кандидат технических наук, младший научный сотрудник М. А. СЕВОСТЬЯНОВ12' кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии, ул. Институт, вл. 5, р.п. Большие Вяземы, Одинцовский р-н, Московская обл.,143050, Российская Федерация 2Институт металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова РАН, Ленинский просп., 49, г Москва, 119334, Российская Федерация 3Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К. А. Тимирязева, ул. Тимирязевская, 49, Москва, 127550, Российская Федерация
В последние годы активное развитие получила биологизация сельского хозяйства, что связано с ухудшением экологической ситуации на планете и желанием людей использовать в своем рационе безопасные продукты питания. Благодаря этому становится перспективным использование в сельхозпроизводстве новых органических препаратов. Композиционный материал, получаемый при добавлении к хитозановой основе частиц оксида титана для повышения биодоступности, способен подавлять развитие фитопатогенов растений. Исследования проводили с целью изучения влияния гранул композиционного материала «хито-зан - диоксид титана» на рост и развитие двух наиболее опасных фитопатогенов -
Alternaría alternata и Fusarium oxysporum. Изучали два варианта сушки гранул (естественную и лиофильную) и различное массовое соотношение компонентов «хитозан-диоксид титана» - 1:1; 3:2 и 3:1. В результате естественной сушки образовывались уплотненные гранулы, разложение хитозана и высвобождение диоксида титана у которых шло медленно. При ли-офильной у гранул с пористой структурой процесс разложения происходил в 2 раза быстрее. Использование композиционного материала «хитозан - диоксид титана», полученного при лиофильной сушке и с массовым соотношением веществ 3 к 1, способствовало максимальному в опыте уменьшению диаметра колонии Alternaría alternata (Fr.) Keissl, по сравнению с контролем, на 30...40 %, титра спор - на 94.98 %; Fusarium oxysporum -на 25.35 % и 96.99 % соответственно. Фунгицидное действие гранул «хитозан-диоксид титана» начиналось с 35 дня, что обусловлено разложением материала и выделением веществ, подавляющих развитие грибов.
Ключевые слова: хитозан, диоксид титана, композиционный материал, сельское хозяйство, биопротектор.
Для цитирования: Исследование фунгицидных свойств композиционного материала «хитозан-диоксид титана»/В. М. Андреевская, А. С. Баикин, А. А. Мельникова и др. // Земледелие. 2023. № 7. С. 36-39. doi: 10.24412/0044-3913-2023-7-36-39.
Диоксид титана (TiO2) обладает фотокаталитическими свойствами, благодаря которым он способен дезинфицировать поверхности, уничтожая микроорганизмы при воздействии света, что позволяет уменьшить возможность развития грибных инфекций на растениях и повысить их устойчивость к болезням [1, 2, 3]. Кроме того, диоксид титана способен помимо биопротекторных свойств влиять на усвояемость и эффективность удобрений, сокращая их требуемое количество. Это особо актуально в современных условиях на фоне активного, местами неограниченного, использования различныхудобрений,
приводящих к ряду экологических проблем [4, 5, 6].
Хитозан - природный полимер, получаемый из хитина скелетов ракообразных [7]. Он обладает антимикробными свойствами и способен подавлять рост и размножение грибов [8]. Ингибирование роста патогенов происходит благодаря повреждению их клеточных стенок и нарушению метаболических процессов. Помимо этого, хитозан стимулирует иммунную систему растений, повышая их сопротивляемость к грибным инфекциям [9, 10, 11].
Диоксид титана и хитозан могут использоваться в комбинации с другими фунгицидами для повышения их эффективности и снижения риска развития резистентности у фитопа-тогенных грибов. Комплексные препараты, содержащие эти вещества, обеспечивают широкий спектр защиты от грибных инфекций и способны увеличить продуктивность сельскохозяйственных культур [12, 13, 14].
Цель исследований - изучение фунгицидных свойств композиционного материала «хитозан-диоксид титана» и выявление наиболее эффективного соотношения компонентов для оптимизации его применения в сельхозпроизводстве.
Работу проводили в ФГБНУ Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии в Центре инновационных нанокомпозитных биологически активных препаратов в инновационной лаборатории микробиологии и лаборатории искусственного климата (ЛИК) совместно с ИМЕТ РАН.
Влияние фунгицидных свойств композиционного материала изучали на фитопатогенах: Alternaria alternate КРТ-10Л-2 и Fusarium oxysporum Ряд-03-18в, полученных из государственной коллекции ФГБНУ ВНИИФ. Они относятся к одним из самых вредоносных, поражающих большое количество видов культурных растений.
Опыт закладывали в трёхкратной повторности. Изучали следующие варианты: контроль - без добавления хитозана и диоксида титана; ЛА - хитозан, полученный с использованием лиофильной сушки; ЛВ - композиционный материал «хитозан - диоксид титана» с массовым отношением хитозана к TiO2 1:1 (лиофильная сушка); ЛС - композиционный материал «хитозан - диоксид титана» с отношением 3:2 (лиофильная сушка); ЛD - «хитозан - диоксид титана» с отношением 3:1 (лиофильная сушка); EA - хитозан, полученный с использованием естественной сушки;
*исследование выполнено на средства гранта Российского научного фонда № 22-23-00968, https://rscf.ru/project/22-23-00968/.
1. Титр спор фитопатогена Fusarium oxysporum Ряд-03-18 в зависимости от времени разложения хитозана в чашках Петри, шт.
Вариант 35-е сутки 42-е сутки 49-е сутки
Контроль 2,00х108 2,10х108 2,00х108
ЛА(хитозан) 2,96х108 1,04х108 0,80х108
ЛВ (композиционный 1:1) 1,60х108 0,48х108 0,10х108
ЛС (композиционный 3:2) 0,72х108 0,16х108 0,18х108
ЛD (композиционный 3:1) 0,48х108 0,48х108 0,01х108
ЕА (хитозан) 0,15х108 0,15х108 0,12х108
ЕВ (композиционный 1:1) 0,17х108 0,07х108 1,44х 108
ЕС (композиционный 3:2) 2,70х108 0,10х108 0,70х108
НСР 05 1,12х108 0,59х108 1,38х 108
EB - композиционный материал «хи-тозан - диоксид титана», с массовым отношением 1:1 (естественная сушка); EC - композиционный материал «хитозан - диоксид титана» с соотношением 3:2 (естественная сушка).
Для получения композиционного материала«хитозан-диоксидтитана» готовили раствор, состоящий из 0,9 мл ортофосфорной кислоты (Компонент-реактив, Россия, 87 масс %) и 18 мл дистиллированной воды. Далее, при комнатной температуре в нём растворяли навеску высокомолекулярного хитозана (Sigma-Aldrich, США) массой 0,375 г при постоянном помешивании до гомогенного состояния (среднее время растворения составляло 1 час). В полученный раствор добавляли порошок диоксида титана (нано порошок пищевой, производства Китай) массой 0,25; 0,5 и 0,75 г и перемешивали для равномерного распределения по объему. Раствор чистого хитозана использовали для сравнения с вариантами, содержащими диоксид титана. Гранулы композиционного материала «хито-зан - диоксид титана», а также гранулы хитозана, получали капельным методом. Для этого приготовленный раствор капали в избыток аммиака водного (Компонент-реактив, Россия, 87 масс %) и оставляли минимум на 6 часов. После этого гранулы промывали дистиллированной водой и высушивали. Сушку осуществляли двумя методами: естественный - при комнатной температуре в течение 24 ч на воздухе; лиофильный - гранулы композиционного материала замораживали в течение 5 ч при температуре -19 °С, затем помещали в лиофильную сушилку.
Авторами разработана методика по изучению фунгицидного воздействия композиционного материала на фитопатогены Аlternaria alternate КРТ-10Л-2 и Fusarium oxysporum Ряд-03-18в. Особенность композиционного материала заключена в том, что он проявляет свои свойства при разложении гранул и предварительное растворение его для исследований недопустимо. В эксперименте применяли искусственную питательную среду - картофельно-глюкозный агар (КГА), приготовленный по ГОСТ 12044-93. Гранулы композиционного материала,полученные с применением лиофильной или
с соотношением 3:1 ^D) - с 76 до 100 %. В варианте естественной сушки гранул без диоксида титана (Еа) в указанный период наблюдали также достоверное снижение титра относительно контроля на 93...94 %, а при добавлении TiO2 в соотношении 1:1 (ЕВ) на 92 % - на 35-е сутки и на 28 % - на 49-е.
Диаметр колонии к 35-м суткам разложения хитозана в вариантах с чистым веществом (ЛА и ЕА) был выше, чем в контроле, независимо от способа сушки на 5 мм. Однако в период с 42-х по 49-е сутки разложения наблюдали проявление его стойкого фунгицидного действия: при лиофильной сушке рост колонии относительно контроля сократился на 25.29 мм, а при естественной на 30.57 мм (табл. 2).
Наибольшее подавляющее действие 2. Влияние композиционного материала «хитозан - диоксид титана» на изменение диаметра колони фитопатогена Fusarium oxysporum Ряд-03-18 в зависимости от времени разложения хитозана в чашках Петри, мм
естественной сушки, обеззараживали в спирте и закладывали стерильным пинцетном в чашки Петри. После этого они находились в холодильнике при 5оС в течение 3.5 недель, так как выращивание культуры на свету при комнатной температуре и в термостате приводило к засору бактериями. После 3.5 недель разложения композиционного материала
Вариант Продолжительность разложения
35-е сутки 42-е сутки 49-е сутки
Контроль 90 89 87
ЛА (хитозан) 95 60 62
ЛВ (композиционный 1:1) 88 67 67
ЛС (композиционный 3:2) 82 51 58
ЛD (композиционный 3:1) 87 57 70
ЕА (хитозан) 95 32 57
ЕВ (композиционный 1:1) 77 64 60
ЕС (композиционный 3:2) 95 57 64
НСР05 1 1 2
в чашку Петри сеяли культуры грибов Alternaría alternate КРТ-10Л-2 и Fusarium oxysporum Ряд-03-18в. Диаметр колонии фитопатогенов измеряли на 14-е сутки их посева.
Обработку статистических данных опыта проводили по Доспехову (Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.).
В ходе эксперимента выявлена тенденция уменьшения количества спор фитопатогена Fusarium oxysporum в вариантах лиофильной сушки в зависимости от количества диоксида титана: чем меньше его в составе композиционного материала, тем меньше титр (табл. 1). Причем на 35-е сутки разложения хитозана отмечено достоверное снижение титра патогена в варианте с соотношением веществ 3:1 ^D) относительно ЛВ (1:1) - на 1,12х 108 шт. Хитозан в чистом виде, полученный при лиофильной сушке (вариант ЛА), снижал титр спор, в сравнении с контролем, на 1,2х108 шт. (60 %) к 49 суткам.
Композиционный материал «хитозан - диоксид титана» в период с 35-х по 49-е сутки разложения способствовал значимому уменьшению титра, по сравнению с контролем, при лиофильной сушке: в варианте с соотношением 1:1 (ЛВ) с 20 до 95 %;
композиционного материала на развитие патогена на 35.49-е сутки отмечали при соотношении веществ 3:2 (ЛС) и 3:1 ^D): на 8.38 мм и 3.32 мм соответственно меньше контроля. С высокой долей вероятности это объясняется тем, что хитозан в ходе деградации значительно легче расходится по объему колонии фитопатогена, в отличии от диоксида титана, оседающего в ходе деградации гранул локально.
При анализе количества спор Alternaria alternata в зависимости от содержания диоксида титана наблюдали падение титра фитопа-тогена при уменьшении его доли в составе композиционного материала лиофильной сушки (табл. 3). Оно отмечено достоверным при соотношении 3:1 ^D) относительно других концентраций на 35-е сутки разложения (на 1,09.1,41 х108 шт.), при соотношении 3:2, в сравнении с ЛВ 1:1,- на 42-е сутки (на 1,28х108 шт.) и на 49-е сутки в обоих вариантах снижения количества диоксида титана (на 0,6. ,.1,25х108 шт.), в сравнении с 1:1 (ЛВ).
В варианте ЛD в период с 35 по 49-е сутки наблюдали уменьшение титра, по сравнению с контролем, в пределах 87.91 %. Это лучшие результаты среди изучаемых концентраций композиционного материала.
Наблюдали уменьшение диаметра колонии Alternaria alternata при лиофильной сушке с увеличением степени
Ы (D 3 ü
(D
д
(D
5
(D
2 О
м Ы
3. Титр фитопатогена Аlternaria alternata КРТ-10Л-2 в зависимости от времени разложения хитозана в чашках Петри, шт.
Вариант 35-е сутки 42-е сутки 49-е сутки
Контроль 1,17х108 1,16х108 1,18х108
ЛА (хитозан) 1,04х108 0,19х108 1,12х108
ЛВ (композиционный 1:1) 1,20х108 1,52х 108 1,40х108
ЛС (композиционный 3:2) 1,52х108 0,24х108 0,80х108
ЛD (композиционный 3:1) 0,11 х108 0,13х108 0,15х108
ЕА (хитозан) 0,08х108 0,10х108 0,8х108
ЕВ (композиционный 1:1) 0,72х108 0,18х108 1,04х108
ЕС (композиционный 3:2) 1,36х108 0,18х108 0,88х108
НСР05 0,99х108 1,20х 108 0,07х108
разложения хитозана и в зависимости от роста концентрации диоксида титана (см. рисунок, табл. 4). Лучшие фунгицидные свойства относительно контроля отметили: на 35-е сутки в варианте ЛD с соотношением 3:1 (диа-
основой для разработки и производства различных видов новых биопротекторных добавок на основе сочетания безопасного природного полимера хитозана и соединений металлов.
4. Влияние композиционного материала «хитозан - диоксид титана» на изменение диаметра колони фитопатогена Аlternaria alternata КРТ-10Л-2 в зависимости от времени разложения хитозана в чашках Петри, мм
Продолжительность разложения
Вариант 35-е сутки разложения 42-е сутки разложения 49-е сутки разложения
Контроль 86 86 86
ЛА (хитозан) 59 57 65
ЛВ (композиционный 1:1) 95 51 50
ЛС (композиционный 3:2) 82 49 83
ЛD (композиционный 3:1) 64 57 88
ЕА (хитозан) 64 63 73
ЕВ (композиционный 1:1) 95 62 69
ЕС (композиционный 3:2) 72 59 64
НСР05 1 1 1
фф © ^jP"
Контроль ЛА ЛВ ЛС ЛЛ
Рост колоний фитопатогена Alternaría alternata (Fr.) Keissl. на 35-е сутки разложения композитного материала «хитозан — диоксид титана».
СО сч о
СЧ I-
Ф
S ^
Ф
4
ф
^
5
Ф
СО
метр колонии на 26 % меньше); на 42-е сутки в ЛС с отношением 3:2 (на 34 %); на 49-е сутки в ЛВ (1:1) - на 42 %. При естественной сушке минимальный в опыте диаметр колонии гриба наблюдали в варианте ЕС (соотношение 3:2) - на 16...31 % меньше контроля.
Таким образом, начиная с 35 суток разложения композиционного материала, обусловленного процессом его деградации, в питательную среду выделяются вещества, останавливающие рост фитопато-генов Alternarla alternata (Fr.) Keissl и Fusarium oxysporum.
Наиболее эффективно подавляли развитие фитопатогенов гранулы композиционного материала «хитозан диоксид титана» лиофильной сушки с массовым соотношением веществ 3:1. В этом варианте отмечали снижение диаметра колонии гриба Alternaría alternata (Fr.) Keissl, по сравнению с контролем, на 30.40 %, титра спор -на 94.98 %, фитопатогена Fusarium oxysporum - на 25.35 % и 96.99 % соответственно.
Достигнутые результаты могут стать
Литература
1. Chavan S., Sarangdhar V., Nadanathan-gam V. Toxicological effects of TiO2 nanoparticles on plant growth promoting soil bacteria // Emerging Contaminants.2020. Vol. 6. P. 87-92. doi: 10.1016/j.emcon. 2020.01.003.
2. AL-Jawad S. M. H., Taha A. A., Salim M. M. Synthesis and characterization of pure and Fe doped TiO2 thin films for antimicrobial activity // Optik. 2017. Vol. 142. P. 42-53. doi: 10.1016/j.ijleo.2017.05.048.
3. Sreeja S., Shetty K. V. Photocatalytic water disinfection under solar irradiation by Ag@TiO2 core-shell structured nanoparticles // Solar Energy. 2017. Vol. 157. P. 236-243. doi: 10.1016/j.solener. 2017.07.057.
4. Mechanically stable and photocata-wlytically active TiO2/SiO2 hybrid films on flexible organic substrates. / D. Gregori, I. Benchenaa, F. Chaput, et al. // Journal of Materials Chemistry A. 2014. Vol. 2. P. 2009620104. doi: 10.1039/C4TA03826F.
5. Magnetron co-sputtered TiO2/SiO2/ Ag nanocomposite thin coatings inhibiting bacterial adhesion and biofilm formation / T. Vladkova, O. Angelov, D. Stoyanova, et
al. // Surface and Coatings Technology. 2020. Vol. 384. URL: https://www. sciencedirect.com/science/article/abs/pii/ S025789721931312X?via%3Dihub (дата обращения: 12.08.2023).
6. Stanley N., Mahanty B. Preparation and characterization of biogenic CaCO3-reinforced polyvinyl alcohol-alginate hydrogel as controlled-release urea formulation // Polymer Bulletin. 2019. Vol. 77. P. 529-540.
7. Potential Applications and Avenues of Nanotechnology in Sustainable Agriculture / K. Vishwakarma, N. Upadhyay, N. Kumar, et al. // Nanomaterials in Plants, Algae, and Microorganisms. 2018. Vol. 1. P. 473-500.
8. New coating formulation for the slow release of urea using a mixture of gypsum and dolomitic limestone / F. E. Babadi, R. Yunus, S. A. Rashid, et al. // Particuology. 2015. No. 23. P. 62-67.
9. Encapsulated biochar-based sustained release fertilizer for precision agriculture: A review / D.H.H. Sim, I.A.W. Tan, L.L.P. Lim, et al. // Journal of Cleaner Production. 2021. Vol. 303. URL: https://www.sciencedirect.com/ science/article/abs/pii/S09596526210123 73?via%3Dihub (дата обращения: 12.08.2023).
10. Dimkpa C. O., Bindraban P. S. Nanofertil izers: new products for the industry? // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2018. Vol. 66. No. 26. P. 6462-6473. doi: 10.1021/acs. jafc.7b02150.
11. A critical evaluation of nanopesticides and nanofertilizers against their conventional analogues / M. Kah, R. S. Kookana A. Gogos, et al. // Nature Nanotechnology. 2018. Vol. 13. P. 677-684. doi: 10.1038/s41565-018-0131-1.
12. Nanofertilizer for precision and sustainable agriculture: current state and future perspectives / R. Raliya, V. Saharan, C. Dimkpa, et al. // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2017. URL: https://pubs.acs. org/doi/10.1021 /acs.jafc.7b02178 (дата обращения: 12.08.2023).
13. Effect of chitosan/Nano-TiO2 composite coatings on the postharvest quality and physicochemical characteristics of mango fruits/ Ya. Xing, H.Yang, X. Guo, et al. //Scientia Horticulturae.2020.Vol.263. P URL: https://www. sciencedirect.com/science/article/abs/pii/ S0304423819310210?via%3Dihub (дата обращения: 12.08.2023).
14. Extension of the postharvest quality of bell pepper by applying nanostructured coatings of chitosan with Byrsonimacrassifolia extract (L.) Kunth / A. Gonzalez-Saucedo, L. L. Barrera-Necha, R. I. Ventura-Aguilar, et al. // Postharvest Biology and Technology. 2019. Vol. 149.P. 74-82. doi: 10.1016/j. postharvbio.2018.11.019.
Study of the fungicide properties of the composite material «chitosan - titanium dioxide»
V. M. Andreevskaja1, A. S. Baikin2, A. A. Mel'nikova12, A. M. Lisovoj13, A. D. Il'ina13, D. E. Fedorenko13,
M. A. Kaplan2, M. A. Sevost'janov12
1All-Russian Research Institute of Phytopathology, ul. Institut, vl. 5, r.p. Bol'shieVyazemy, Odintsovskii r-n, Moskovskaya obl.,143050, Russian Federation
2Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences, Leninskiiprosp., 49, g. Moskva, 119334, Russian Federation 3Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy, ul. Timiryazevskaya, 49, Moskva, 127550, Russian Federation
Abstract. In recent years, the biologi-sation of agriculture has received active development, which is associated with the deterioration of the environmental situation on the planet and the desire of people to use safe food products in their diet. Owing to this fact, the use of new organic preparations in agricultural production becomes promising. The composite material obtained by adding titanium oxide particles to the chitosan base to increase bioavailability can suppress the development of plant pathogens. The studies aimed to study the effect of granules of the composite material «chitosan - titanium dioxide» on the growth and development of the two most dangerous phytopathogens -Alternaria alternata and Fusarium oxysporum. We studied two options for drying granules (natural and lyophilic) and different mass ratios of the components «chitosan - titanium dioxide» - 1:1; 3:2 and 3:1. As a result of natural drying, compacted granules were formed, the decomposition of chitosan and the release of titanium dioxide were slow. With lyophilic granules with a porous structure, the decomposition process occurred 2 times faster. The use of the composite material «chitosan - titanium dioxide», obtained by freeze drying and with a mass ratio of substances 3:1, contributed to the maximum reduction in the diameter of the Alternaria alternata (Fr.) Keissl colony in the experiment, compared with the control, by 30-40 %, spore titre - by 94-98 %; Fusarium oxysporum - by 25-35 % and 96-99 %, respectively. The fungicidal effect of chitosan-titanium dioxide granules began on the 35th day, which was due to the decomposition of the material and the release of substances that inhibit the development of fungi.
Key words: chitosan; titanium dioxide; composite material; agriculture; bioprotector.
Author Details: V. M. Andreevskaja, junior research fellow; A. S. Baikin, Cand. Sc. (Tech.), research fellow (e-mail: baikinas@ mail.ru); A. A. Mel'nikova, senior lab. assist.; A. M. Lisovoj, lab. assist.; A. D. Il'ina, lab. assist.; D. E. Fedorenko, lab. assist.; M. A. Kaplan, Cand. Sc. (Tech.), junior research fellow; M. A. Sevost'janov, Cand. Sc. (Tech.), leading research fellow.
For citation: Andreevskaja VM, Baikin AS, Mel'nikova AA, et al. [Study of the fungicide properties of the composite material «chito-san - titanium dioxide»]. Zemledelie. 2023; (7): 36-39. Russian. doi: 10.24412/00443913-2023-7-36-39.
doi: 10.24412/0044-3913-2023-7-39-43 УДК: 631.58/.8:632.51
Влияние технологии No-till и удобрений на засоренность почвы семенами сорняков
В. к. ДРИДИГЕР, доктор сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник (e-mail: dridiger.victor@gmail. com)
Н. А. ПЕРЕГУДОВА, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
Северо-Кавказский федеральный научный аграрный центр, ул. Никонова, 49, Михайловск, Шпаковский р-н, Ставропольский край, 356241, Российская Федерация
Исследование проводили с целью определения влияния технологии No-till и фонов минерального питания на потенциальную засоренность почвы семенами сорных растений. Полевой опыт был заложен на черноземе обыкновенном Ставропольского края в севообороте горох - озимая пшеница - подсолнечник -кукуруза в 2012 г. Культуры возделывали по рекомендованной технологии с обработкой почвы и без ее применения (No-till) на двух фонах питания: без минеральных удобрений и с их внесением. После двух ротаций севооборота в слое почвы 0...20 см при рекомендованной технологии число семян сорных растений было достоверно больше, чем в варианте No-till, на 15672.18051 шт./м2 (на 32,9.37,4 %). Внесение минеральных удобрений приводило к существенному росту величины этого показателя, в сравнении с вариантами без удобрений, на 30,9.40,3 %. При выращивании культур по рекомендованной технологии доля семян сорняков снижалась с 26,9.27,0 % в слое 0.5 см до 21,3.22,0 % в слое 15.20 см с не существенными различиями по фонам минерального питания. В варианте с технологией No-till основная часть семян сорных растений (57,5. 60,3 %) находилась в верхнем слое 0.5 см, в нижележащих их доля резко уменьшалась до 6,9.8,0 % в слое почвы 15.20 см. Независимо от технологии возделывания в почве присутствовали семена сорняков 10 биологических семейств: при рекомендованной технологии - 13 видов, при No-till - 14 видов. Во всех вариантах опыта преобладали семена яровых ранних и поздних видов: портулака огородного, щирицы жминдо-видной, щирицы запрокинутой, амброзии полыннолистной и гречишки вьюнковой.
Ключевые слова: рекомендованная технология, сорняки, семена сорняков, почвенный банк семян, засоренность, видовой состав, технология No-till.
Для цитирования: Дридигер В. К., Перегудова Н. А. Влияние технологии No-till и удобрений на засоренность почвы семенами сорняков // Земледелие. 2023. № 7. С. 39-43. doi: 10.24412/0044-3913-2023-7-39-43.
Сорные растения, конкурируя с культурными за основные факторы жизни, поглощают из почвы значительное количество питательных веществ и влаги, затеняют посевы и задерживают их вегетацию [1]. Видовой состав сорных растений, постоянство которого поддерживается благодаря банку семян почвы, формируется под воздействием природных и антропогенных факторов [2]. Наиболее важная роль в управлении видовым составом и запасами семян сорняков принадлежит способам обработки почвы, от которых зависит распределение семян по глубине пахотного слоя, их провоцирование к прорастанию и гибель при попадании в неблагоприятные условия [3, 4].
Однако на сегодняшний день все большее распространение получает возделывание сельскохозяйственных культур по технологии No-till, в которой почва не обрабатывается и осыпающиеся семена сорняков сохраняются на её поверхности [5]. По мнению ряда авторов, нахождение семян сорняков на поверхности способствует их активному прорастанию и увеличению засоренности посевов [6]. Другие считают, что накопления семян сорняков и увеличения засоренности посевов не происходит, так как многие из них падают на растительные остатки, поедаются птицами и под воздействием экстремальных условий окружающей среды теряют способность к прорастанию [7]. К тому же улучшение водного режима, изменение агрофизических и химических свойств почвы в технологии No-till [8, 9, 10], как и применение гербицидов сплошного действия может приво- 3 дить к изменению видового состава | сорных растений и банка их семян л в почве [11, 12]. g
Цель исследования - изучение вли- Л
яния технологии No-till и фонов ми- и
о
нерального питания на засоренность z
чернозема обыкновенного семенами ю
сорных растений для определения 2
целесообразности выращивания о
культур без обработки почвы в ус- 3
