CC BY
47УДК 633.63:664.12:632.952 doi.org/10.24411/2413-5518-2020-10503
Изменение технологического качества сахарной свёклы в зависимости от обработки вегетирующих растений различными фунгицидами
Л.Н. ПУТИЛИНА, канд. с/х. наук(е-mail: [email protected]); И.И. БАРТЕНЕВ, канд. техн. наук; Н.А. ЛАЗУТИНА ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара имени А.Л. Мазлумова»
Введение
Технологическое качество корнеплодов сахарной свёклы формируется в поле, в период её роста и развития, и зависит от многих факторов, одним из которых являются болезни [1]. По экономическому значению в зависимости от региона выращивания самые вредоносные болезни в период вегетации данной сельскохозяйственной культуры — корнеед, церкоспороз, мучнистая роса, ржавчина, фомоз, желтуха и т. д. Степень поражения листового аппарата зависит от использования неустойчивых к заболеваниям гибридов, густоты насаждений, засорённости посевов, уплотнения почвы и множества других факторов. Болезни вегети-рующих растений сахарной свёклы приводят к усилению транспира-ции, нарушению процесса синтеза сахаров и других органических соединений, ухудшению оттока пластических веществ в корень [2]. Вследствие этого больные растения накапливают значительно меньше питательных веществ, чем здоровые. Листья таких растений желтеют, а позже и вовсе отмирают, что в конечном итоге приводит к ухудшению технологического качества свекловичного сырья [3]. Так, потери урожая корнеплодов от поражения церкоспорозом могут достигать 50 %. Поражённость 10 % листьев растений вызывает снижение сбора очищенного сахара более чем на 5 ц/га [4]. Негативные физиологические изменения в рас-
тениях, которые происходят под влиянием паразитирования гриба Е^рке betae (возбудитель мучнистой росы), приводят к значительным потерям урожая корнеплодов (35—60 %), снижению сахаристости на 0,5—1,5 % и сбора сахара на 19—24 % [5, 6]. Поэтому борьба с возбудителями болезней сахарной свёклы представляется первоочередной задачей в плане сохранения биологического потенциала гибридов и должна начинаться в период вегетации растений. Проведение химических обработок — одно из важных мероприятий, снижающее вредоносность болезней. В связи с этим целью исследований являлось определение технологического качества и продуктивности сахарной свёклы в зависимости от обработки растений по вегетации фунгицидами с разными действующими веществами и выявление наиболее эффективных препаратов.
Материалы и методы исследований
Исследования проводились в 2018-2019 гг. в ФГБНУ «ВНИИСС имени А.Л. Мазлумова» (Воронежская область, Рамонский район, п. ВНИИСС).
Почва опытного участка — чернозём выщелоченный средне-мощный с содержанием гумуса в пахотном слое 5,2—5,6 %, рН —
' ' ' Г вод.
5,4—5,6.
Расчёт гидротермического коэффициента (ГТК) показал, что в годы исследований апрель был слабозасушливым месяцем
(ГТК = 1,0—1,2); май, июнь — очень засушливыми (ГТК = 0,7 и 0,3 соответственно); июль — засушливым (2018 г., ГТК = 0,9) и слабозасушливым (2019 г., ГТК = 1,1); август — сухим (ГТК = 0,2), сентябрь — засушливым (2018 г., ГТК= = 0,9) и очень засушливым (2019 г., ГТК = 0,6).
Схема исследований включала в себя варианты, представленные в табл. 1.
Сроки применения фунгицидов:
1-я обработка была осуществлена 27.07 (2018 г.) и 11.07 (2019 г.);
2-я - 07.08 (2018 г.) и 30.07 (2019 г.). Фунгициды вносили в норме, рекомендованной производителями. Обработка проводилась в вечернее время ручным штанговым опрыскивателем «SOLO 417» (рис. 1).
В процессе исследований были проведены учёты и анализы по ряду показателей:
1) учёты распространённости (Р) и развития (R) болезней листового аппарата сахарной свёклы проводили согласно рекомендациям [7];
2) урожайность корнеплодов определяли количественно-весовым методом [8];
3) содержание хлорофилла в листьях определяли с помощью N-тестера. Коэффициент продуктивности фотосинтеза рассчитывали как отношение произведения площади активно фотосинтезиру-ющих листьев и содержания хлорофилла в них к средней площади листовой поверхности по опыту в целом [9];
Таблица 1. Схема опыта
Вариант Действующее вещество, концентрация Норма применения препарата, л/га*
Контроль (без обработки) - —
Схема защиты № 1 — азоксистробин (200 г/л); — ципроконазол (80 г/л) 0,8 0,8
Схема защиты № 2 — пираклостробин (62,5 г/л); — эпоксиконазол (62,5 г/л) 1,25 1,50
Схема защиты № 3 — трифлоксистро-бин (375 г/л); — ципроконазол (160 г/л) 0,3 0,3
Схема защиты № 4 — дифеноконазол (250 г/л) 0,4 0,4
'Примечание: числитель — 1-я обработка; знаменатель — 2-я обработка
4) оценка технологического качества корнеплодов включала в себя определение содержания в свёкле: сахарозы — методом хо-
лодного водного диге-рирования [10]; калия и натрия — потенциоме-трическим методом [11]; а-аминного азота — методом «голубого числа» [11]. На основании результатов анализа проб свёклы рассчитывали прогнозируемые потери сахара в мелассе, прогнозируемый выход сахара и коэффициент его извлечения.
Результаты исследований и обсуждения
Фитопатологическое обследование свекловичных посевов не выявило признаков поражения листового аппарата на момент первой обработки фунгицидами. Поэтому мероприятия по защите сахарной свёклы от ряда болезней грибного происхождения в виде обработ-
ки вегетирующих растений фун-гицидными препаратами носили чисто профилактический характер. Первые признаки мучнистой росы в виде белого налёта на листовой пластинке были отмечены в I декаде августа (после 2-й обработки), когда вслед за медленным снижением дневных температур сложились оптимальные условия для развития возбудителя данной болезни. В контрольном варианте ещё наблюдались единичные случаи проявления церкоспороза.
По результатам предуборочного обследования было установлено, что распространённость возбудителя мучнистой росы на растениях сахарной свёклы в варианте без фунгицидной обработки составила в среднем 93,9 % при интенсивности развития 46,6 % (рис. 2).
Следует отметить, что степень поражения листового аппарата мучнистой росой в результате обработок фунгицидами с разными действующими веществами дос-
Рис. 1. Проведение фунгицидной обработки
товерно снизилась в сравнении с контрольным вариантом. Самое слабое развитие болезни было отмечено в вариантах с системой защиты № 2 и 3 (10,3 и 5,3 % соответственно) при распространённости 51,6 и 38,4 % соответственно. Наибольшую эффективность показали препараты, действующими веществами которых являются три-флоксистробин + ципроконазол (схема защиты № 3) и пиракло-стробин + эпоксиконазол (схема защиты № 2) - 88,6 и 77,9 % соответственно.
Рост растения и его биологическая продуктивность - результат прежде всего фотосинтетической деятельности, в ходе которой аккумулируется энергия и образуется до 90-95 % органических соединений, необходимых организму как для текущей жизнедеятельности, так и для тех периодов, когда фотосинтез невозможен [12]. На формирование и продуктивность работы листового или фотосинтетического аппарата растений большое влияние оказывают условия внешней среды, а именно: температура, водообеспеченность, солнечная радиация, минеральное питание и др. [13]. Исходя из этого в наших исследованиях была поставлена задача - провести оценку
активности фотосинтетических процессов в листьях сахарной свёклы по содержанию хлорофилла и коэффициенту продуктивности фотосинтеза (Кпф) в зависимости от действия фунгицидов.
Наибольший эффект был получен в варианте со схемой защиты № 2, применение которой способствовало увеличению содержания хлорофилла в листьях на 13,9 % и коэффициента продуктивности фотосинтеза — на 67,9 % относительно контроля, тогда как в остальных вариантах превышение данных показателей составило соответственно 9,3 и 34,5 % (схема защиты № 1); 12,1 и 41,5 % (схема защиты № 3); 3,4 и 27,6 % (схема защиты № 4) (табл. 2).
Учёты показали, что средняя масса корнеплода на момент уборки в контрольном варианте составила 397 г, что ниже значений в вариантах с фунгицидными обработками на 58—108 г. Лучшим следует отметить вариант с применением схемы защиты № 2, в котором данный показатель составил 505 г, что на 27,2 % выше значения контроля (табл. 3).
Установлено, что применение фунгицидов обеспечило значительное ограничение развития мучнистой росы, а это, в свою
очередь, способствовало интенсивному росту вегетативной массы. В связи с этим коэффициент отношения массы ботвы к массе корнеплодов в опытных вариантах к уборке был на уровне 0,27—0,30, что выше значения контроля на 12,5—25,0 %. Максимальный показатель отмечен в варианте схемы № 2 (0,30), что соответствует большей ассимиляционной поверхности листьев на единицу массы корнеплодов.
Биологическая урожайность сахарной свёклы на момент уборки в вариантах опыта колебалась в пределах 51,2—63,4 т/га. Наибольшая прибавка урожая относительно контрольного варианта была получена при применении препарата схемы защиты № 2 — 12,2 т/га (23,8 %) за счёт физиологического эффекта, оказываемого на растения.
Обработка сахарной свёклы фунгицидами в период вегетации положительно повлияла и на технологические показатели корне -плодов (сахаристость, количество натрия, калия и а-аминного азота) (табл. 4).
Наименьшей сахаристостью обладали корнеплоды контрольного варианта — 17,10 %, что, возможно, вызвано более сильным поражением растений мучнистой росой. В вариантах с применением фунгицидов данный показатель варьировал от 17,36 до 17,75 %, что на 0,26—0,65 абс. % выше контроля. Наибольшие значения сахаристости отмечены в вариантах с применением препаратов схем защиты № 1, 2, 3 — 17,63; 17,61; 17,75 % соответственно.
В опытных вариантах с фунгицидами наблюдалось снижение количества несахаров-мелассо-образователей: натрия — на 11,0— 20,7 %; калия — на 2,0—7,1 %; а-аминного азота — на 8,3—24,8 % относительно контрольного варианта, в котором исследуемые показатели были на уровне 0,82; 4,08 и 1,21 ммоль/100 г свёклы соответственно. Наименьшее количество
ВАРИАНТ
Распространённость болезни (мучнистойросы), % Степень развития болезни (мучнистой росы), % Биологическая эффективность препарата, %
Рис. 2. Фитопатологическое состояние свекловичных посевов в зависимости от фунгицидных обработок (среднее за 2018—2019 гг.)
Таблица 2. Влияние фунгицидов разных производителей на фотосинтетическую активность сахарной свёклы (среднее за 2018—2019 гг.)
Таблица 3. Влияние фунгицидной обработки на формирование урожайности сахарной свёклы (среднее за 2018—2019 гг.)
Вариант Содержание хлорофилла, усл. ед. % к контролю Кф пф % к контролю
Контроль (без обработки) 613 — 4,96 —
Схема защиты № 1 670 9,3 6,67 34,5
Схема защиты № 2 698 13,9 8,33 67,9
Схема защиты № 3 687 12,1 7,02 41,5
Схема защиты № 4 634 3,4 6,33 27,6
Вариант Средний вес корнеплода, г Коэффициент отношения массы ботвы к массе корнеплодов Биологическая урожайность, т/га
Контроль (без обработки) 397 0,24 51,2
Схема защиты № 1 472 0,28 58,6
Схема защиты № 2 505 0,30 63,4
Схема защиты № 3 467 0,28 60,3
Схема защиты № 4 455 0,27 57,2
НСР0,5 3,9
мелассообразующих несахаров, а следовательно, и более низкие потери сахара в мелассе отмечены в варианте с препаратом, содержащим пираклостробин и эпоксико-назол (схема защиты № 2).
В результате расчёта прогнозируемых технологических показателей получено, что варианты с фунгицидными обработками превзошли контроль по выходу сахара на 0,34—0,73 абс. %. Наибольшее значение исследуемого показателя наблюдалось в вариантах с применением препаратов схем защиты № 2 (15,37 %) и № 3 (15,47 %). Здесь отмечены и самые высокие коэффициенты извлечения сахарозы — 87,28 и 87,15 % соответственно, тогда как в варианте без обработки данный показатель был на уровне 86,20 %.
Основным интегральным показателем, характеризующим эффективность свеклосахарного производства, является прогнозируемый сбор очищенного сахара с 1 га, который напрямую зависит от урожайности и выхода сахара. Имеющиеся данные позволяют судить о том, что варианты с фунгицидны-ми обработками достоверно превзошли контроль на 1,08—2,19 т/га (14,3-29,0 %) (рис. 3).
Наибольшие значения исследуемого показателя получены в вариантах с применением схем защиты № 2 и 3 — 9,74 и 9,33 т/га соответ-
ственно, что объясняется большей урожайностью (63,4 и 60,3 т/га) и высоким прогнозируемым выходом сахара (15,37 и 15,47 %).
Заключение
В результате комплексной оценки влияния обработки посевов сахарной свёклы фунгицидами с разными действующими веществами на развитие болезней листового аппарата, его фотосинтетическую активность и, как следствие, продуктивность и технологическое качество корнеплодов, установлено, что наиболее эффективное действие оказал препарат, содер-
жащий пираклостробин (62,5 г/л) и эпоксиконазол (62,5 г/л).
Как известно, пираклостробин, относящийся к классу стробилу-ринов, обладает трансламинарным действием на растения. У грибковых организмов при его применении нарушается проводимость митохондрий, из-за чего клетки перестают снабжаться энергией. Гибнут как споры, так и мицелий гриба. Его основная функция — препятствовать проникновению возбудителей болезней в листовой аппарат. Эпоксиконазол из класса триазолов обладает системным действием. Он нарушает синтез
Таблица 4. Влияние фунгицидной обработки на технологическое качество сахарной свёклы (среднее за 2018—2019 гг.)
Показатель Вариант
Контроль Схема защиты № 1 Схема защиты № 2 Схема защиты № 3 Схема защиты № 4
Сахаристость, % 17,10 17,63 17,61 17,75 17,36
Натрий, ммоль/100 г свёклы 0,82 0,73 0,65 0,70 0,72
Калий, ммоль/100 г свёклы 4,08 4,00 3,87 3,88 3,79
а^Н2, ммоль/100 г свёклы 1,21 1,11 0,91 1,04 1,06
Потери сахара в мелассе, % 1,36 1,31 1,24 1,28 1,28
Выход сахара, % 14,74 15,32 15,37 15,47 15,08
Коэффициент извлечения сахара, % 86,20 86,90 87,28 87,15 86,87
Контроль Схема Схема Схема Схема
защиты № 1 защиты № 2 защиты № 3 защиты № 4
ВАРИАНТ
Рис. 3. Сбор очищенного сахара в зависимости от фунгицидных обработок (среднее за 2018-2019 гг.)
эргостерина у грибковых микроорганизмов, быстро впитывается растениями и, распространяясь по сосудам, обеспечивает их внутреннюю защиту. Благодаря совокупному действию этих двух компонентов схема защиты № 2 проявила высокую профилактическую, терапевтическую и физиологическую активность. Как показали исследования, препарат с вышеуказанными действующими веществами, обладающий широким спектром фунгицидной активности и пролонгированным действием, эффективно защищает сахарную свёклу от болезней, вызываемых грибковыми возбудителями (в частности, мучнистой росы), оптимизирует жизненное состояние растений, усиливает активность фотосинтетических процессов, что способствовало получению прибавки урожайности 12,2 т/га (или 23,8 %), увеличению выхода сахара на 0,63 абс. % при лучшей его извлекаемости, повышению сбора очищенного сахара на 2,19 т/га (29,0 %).
Список литературы
1. Сапронов, Н.М. Церкоспороз в посевах сахарной свёклы / Н.М. Сапронов [и др.] // Сахарная свёкла. — 2008. — № 5. - С. 36-38.
2. Пересыпкин, В.Ф. Болезни сельскохозяйственных культур / Под ред. В.Ф. Пересыпкина. — Киев : Урожай, 1989. — 245 с.
3. Николенко, А.В. Изменение продуктивности сахарной свёклы при поражении мучнистой росой / А.В. Николенко // Сахарная свёкла. — № 5. — 2013. — С. 34—35.
4. Татур, И.Н. Церкоспороз в посевах сахарной свёклы / И.Н. Татур, Н.А. Лукъянюк, О.П. Бендузан // Сейбгг. — 2003. — № 2. — С. 20—22.
5. Билай, В.И. Микроорганизмы — возбудители болезней растений / В.И. Билай [и др.] / Под ред. В.И. Би-лай. — Киев : Наукова думка, 1988. — 552 с.
6. Шпаар, Д. Сахарная свёкла (выращивание, уборка, хранение) / Д. Шпаар [и др.] ; под общ. ред. Д. Шпаар. — Минск : Орех, 2004. — 326 с.
7. Рекомендации по учёту и выявлению вредителей и болезней сельско-
хозяйственных растений / В.Т. Алехин [и др.] // Воронеж : ВНИИЗР, 1984. — 274 с.
8. Методика исследований сахарной свёклы / Киев : ВНИС, 1988. — 292 с.
9. Дронина, О.С. Формирование ассимиляционного аппарата и продуктивность фотосинтеза сахарной свёклы в зависимости от предпосевной обработки семян биопрепаратами и диато-митовым порошком / О.С. Дронина, А.В. Кудряшов, А.С. Дронина // Агрономия. — 2008. — № 3 (8). — С. 12—14.
10. ГОСТ Р 53036-2008. Свёкла сахарная. Методы испытаний. — Введ. 2010-01-01. — М. : Стандартинформ, 2009. — 12 с.
11. Чернявская, Л.И. Технохимический контроль сахара-песка и сахара-рафинада / Л.И. Чернявская, А.П. Пустоход, Н.С. Иволга. - М. : Колос, 1995. - 382 с.
12. Гуляев, Б.И. Фотосинтез, продукционный процесс и продуктивность сахарной свёклы / Б.И. Гуляев, Б.А. Митрофанов, В.А. Борисюк. — В кн. : Фотосинтез, продукционный процесс и продуктивность растений. - Киев : Наукова Думка, 1989. — С. 113—119.
13. Костюкович, Т.К. Влияние агрометеорологических условий на фотосинтетическую продуктивность сахарной свёклы / Т.К. Костюкович // Украинский гидрометеорологический журнал. — 2009. — № 5. — С. 163—167.
Аннотация. Одной из основных причин снижения продуктивности и качества сахарной свёклы являются болезни растений в период вегетации. Представлены результаты комплексной оценки эффективности современных препаратов фунгицидного действия. Наибольший эффект установлен при обработке вегетирующих растений фунгицидом, содержащим пираклостробин (62,5 г/л) и эпоксиконазол (62,5 г/л). В данном варианте отмечено наименьшее поражение листового аппарата мучнистой росой, длительное сохранение в активном состоянии фотосинтетического потенциала, что в итоге обеспечило достоверное увеличение урожайности корнеплодов с лучшими технологическими показателями и наибольший сбор очищенного сахара с 1 га.
Ключевые слова: болезни листового аппарата, фунгициды, фотосинтетическая активность, технологические показатели, сбор очищенного сахара. Summary. One of the main reason of decreasing productivity and quality of sugar beet is deceases in the period of vegetation. The results of complex evaluation of efficacy of modern fungicides are presented. Highest effect was found by application of vegetation plants by fungicide that include pyraclostrobin (62.5 g/l) and epoxiconazole (62.5 g/l). In that variant lowest damage of leaves by powdery mildew, long-lasting preservation in active condition of photosynthesis potential was observed that as a result provided significant increase yield of roots of sugar beet with best technological parameters and highest output of pure sugar from 1 hectare.
Keywords: foliar disease, fungicides, photosynthesis activity, technological parameters, output of pure sugar.
