CC BY
63
УДК 632.4(470.58) Евсеев В.В.
Курганский государственный университет Порсев И.Н., Малинников А.А., Субботин И.А., Исаенко В.А.
Курганская государственная сельскохозяйственная академия им. Т.С. Мальцева, Курган
корневые гнили ЯРОВОЙ пшеницы в условиях региональных агротехнологий
Аннотация. Исследована сезонная динамика, проведен комплексный мониторинг, уточнена этиология корневых гнилей яровой пшеницы в условиях перехода на ресурсосберегающие технологии обработки почвы в Курганской области. Отмечено изменение соотношения в видовой структуре комплекса возбудителей корневых гнилей зерновых культур с превалированием микромицетов рода Fusarium. Показано, что значительное развитие корневых инфекций в почвах Курганской области связано с высокой насыщенностью севооборотов восприимчивыми к ним культурами, недостаточно высоким антагонистическим потенциалом полезной сапротрофной микрофлоры. Вместе с тем региональные технологии возделывания яровой пшеницы способны оказывать существенное влияние на фитосанитарное состояние почвы и растений. Высокой эффективностью в борьбе с корневыми гнилями отличается протравливание семян.
Ключевые слова: яровая пшеница, фунгициды, корневые гнили, урожайность, качество зерна.
Yevsejev V.V.
Kurgan State University,
Porsev I.N., Malinnikov A.A., Subbotin I.A.,
Isaenko V.A.
T.S. Maltsev Kurgan State Agricultural Academy
THE ROOT ROT OF SPRING WHEAT IN CONDITIONS OF REGIONAL AGRARIAN TECHNOLOGIES
Abstract. Seasonal dynamics is investigated, a complex monitoring is carried out, the etiology of root rot of spring wheat is clarified in conditions of transition to resource-saving technologies of soil treatment in the Kurgan region. Modification in propotion in species composition of the complex of root rot pathogens of cereal crops is marked with the prevalence of micromycetes of the genus Fusarium. It is shown that a significant development of root infections in the soils of the Kurgan region is connected with high satiation of crop rotation with susceptible crops, insufficiently high antagonistic potential useful saprotrophic microflora. At the same time, regional technology of spring wheat cultivation can have a
СЕРИЯ «ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ», ВЫПУСК 10
significant impact on phytosanitary condition of the soil and plants. High efficiency in protection from root rots of wheat is different from seed treatment.
Keywords: spring wheat, efficiency, fungicides, root rot, yield, quality of crops.
Введение. Современный этап развития земледелия в регионах неустойчивого увлажнения характеризуется двумя особенностями, значимыми для защиты растений: специализацией в возделывании одной культуры и минимизацией обработки почвы. Среди фитосанитарных проблем в технологиях возделывания яровой пшеницы особую значимость имеют корневые гнили, которые ежегодно снижают урожайность яровой пшеницы на 25% и более, вызывая изреживание посевов, угнетение роста, нарушение динамики органогенеза растений, ухудшение формирования элементов структуры урожайности, значительное снижение качества продукции. Развитие этой группы болезней в Зауралье давно уже носит характер медленной эпифитотии: до 80% площадей, занятых зерновыми культурами, заселены возбудителями корневых гнилей выше пороговых значений и имеют значительный многолетний запас (банк) семян сорняков в почве [1; 5]. В связи с этим работы по выявлению видового состава патогенного комплекса микромицетов, паразитирующих на корневой системе и прикорневой части стебля культурных злаков, изучению специфики биодинамики популяций возбудителей корневых гнилей и сапротрофной почвенной микрофлоры в условиях региональных агротехнологий, отличаются высокой актуальностью.
Методика исследований. Видовой состав патогенного комплекса возбудителей корневых гнилей пшеницы устанавливали стандартными методами. Органотропную специализацию и идентификацию грибов проводили в чашках Петри на 5-7 сутки культивирования [9]. Определение уровня заселенности почвы основным возбудителем корневой гнили - Bipolaris sorokiniana - вели методом флотации по R.J. Ledinham, S.H.F. Chinn [10].
Микробиологический анализ почв проводили с использованием общепринятой методики серийных разведений [4].
Бактерии, ассимилирующие органические формы азота, учитывают на мясо-пептонном агаре (МПА), актиномицеты и бактерии, использующие минеральные формы азота, - на крахмало-аммиачном агаре (КАА), олигонитрофилы - на безазотной среде Эшби, олиготрофы - на голодном или почвенном агаре (ПА), грибы - на подкисленной среде Чапека.
Испытания современных фунгицидных протравителей семян проведены в 2013-2015 годах на Далматовском ГСУ Курганской области, производственные опыты в ООО «Рассвет» Шадринского района Курганской области. Фитоэкспертизу семян яровой пшеницы проводили методом рулонов, учет корневых гнилей - дифференцировано
33
по органам по методике В.А. Чулкиной, учет элементов структуры урожая - общепринятым методом. Полевые опыты закладывали по методикам государственного сортоиспытания. Размер делянки 50м2, повторность 4-кратная, размещение рен-домизированное, предшественник - пар, в производственном испытании - предшественник яровая пшеница после пара. Посев сортов яровой пшеницы производили в третьей декаде мая с нормой высева 5 млн всхожих зёрен/га. Посев рядовой сеялкой СН-16 в производственных опытах посевным комплексом Джон Дир 1890. Объектом исследования в опыте с протравителями выступал сорт яровой пшеницы Тулеевская [3, 6-8]. Оценивалась эффективность применения протравителей: Скарлет, МЭ (микроэмульсия) - 0,4 л/т; Поларис, МЭ - 1,5 л/т; Бенефис, МЭ - 0,8 л/т (АО «Щёлково Агрохим», Россия); Кинто Дуо, КС (концентрат суспензия) - 2,5 л/т и Иншур Перформ, КС - 0,6 л/т (БАСФ, Германия). Особенность проведения производственных опытов в 2015 году состояла в том, что в схему был включён новый инсекто-фун-гицидный протравитель Туарег, СМЭ - 1,4 л/т производства АО «Щёлково Агрохим» [6-8].
Все учеты и наблюдения были проведены по методическим указаниям по государственным испытаниям фунгицидов, антибиотиков и протравителей семян сельскохозяйственных культур (1985) и ВИЗРа. Уборка проводилась комбайном САМПО. При статистической обработке данных использовали пакет SNEDECOR.
Результаты исследований. Нами исследована сезонная динамика, проведен комплексный мониторинг корневых гнилей и уточнена этиология корневых гнилей яровой пшеницы с переходом на ресурсосберегающие обработки почвы в Курганской области. Отмечено изменение соотношения темноцветных и светлоокрашенных гифо-мицетов в пользу грибов рода Fusarium, особенно на первичных корнях. Грибы рода Fusarium существуют в почве постоянно. Поражение растений возникает в условиях, способствующих угнетению растений (глубокая заделка семян, тяжелые почвы, холодные температуры, избыточное или недостаточное обеспеченность влагой и питательными веществами и пр). Фузариозы проявляются в нескольких формах: гниль корней и загнивание всходов, трахеомикоз или фузариозное сосудистое увядание и пр. Трахеомикозное увядание растений проявляется в период всходов, но чаще болезнь поражает растения на более поздних фазах их развития. Для болезни характерны потеря тургора листьев, их пожелтение, увядание и полное усыхание. Увядание часто проявляется очагами. Гибель растений, пораженных трахеомикоз-ным увяданием, происходит преимущественно за счет токсинов, а также вследствие закупорки проводящих сосудов гифами гриба. Гриб способен распространяться по сосудам вверх.
В исследуемых нами образцах в наибольшем количестве обнаружены грибы Fusarium avena-34
ceum (и/или Fusarium tricinctum, Fusarium acuminatum, Fusarium torulosum), продуцирующие токсины монилиформин, фузарин С, зеараленон. Несколько реже выделялся из растительных тканей и образцов почв Fusarium culmorum, продуцирующий токсины DON, ниваленол, фузаренон Х, фузарин С, зеараленон и Fusarium sporotrichioides (и/или Fusarium langsethiae), вырабатывающий Т-2, НТ-2, DAS, зеараленон и фузарин С.
Штаммы Fusarium culmorum формировали на питательных средах развитый хлопьевидный, рыхлопушистый воздушный мицелий белой или охряной окраски (рисунок 1). Макроконидии вере-теновидно-серповидные, слабо изогнуты, широкие с 3-5 перегородками, ножка в виде сосочка, апикальная клетка суженная. Хламидоспоры в цепочках или клубочках.
Для F. sporotrichioides был характерен пушистый воздушный мицелий, бело-розовый, позднее розоватый, карминовый. Этот гриб формирует два типа микроконидий - грушевидные (лимоновидные) и веретеновидные. Макроконидии эллиптически изогнутые, с 3-5 перегородками. Хламидоспоры интеркалярные, охряные или светло-коричневые (рисунок 2).
Рисунок 1 - Колония F. culmorum («Олимпус Е 400», оригинал; фото проф. В.В. Евсеева)
Рисунок 2 - F. sporotfichioides: грушевидные микроконидии и макроконидии с короткой, сильно изогнутой апикальной клеткой (Об. 20х, ок. 15х. оригинал; фото проф. В.В. Евсеева)
Вестник КГУ, 2017. № 4
Другие виды фузариумов, в частности Fusarium poae, встречались редко.
Выявлена высокая заселенность зональных почв конидиями B. sorokiniana. Во все годы исследований (рисунок 3) заселенность почв грибом Bipolaris sorokiniana в полевых севооборотах превышала верхний предел порога вредоносности для выщелоченного чернозема (20-40 конидий/г почвы) в 2,2-14,5 раз.
Годы
| -*— Bipolaris sorokiniana |
Рисунок 3 - Многолетняя динамика заселенности почв возбудителем обыкновенной корневой гнили - Bipolaris sorokiniana в агроэкосистемах полевых севооборотов северо-западной зоны Курганской области
Современные региональные технологии возделывания яровой пшеницы характеризуются значительным разнообразием, включают широкий набор предшественников, приемов обработки почвы, систем органоминерального питания, а также сортовой агротехники, оказывающих существенное влияние на фитосанитарное состояние почвы и растений [5].
Механизм действия агротехнических приемов связан с ограничением длительности выживания фитопатогенов в почве, повышением численности и активности антагонистов, а также повышением устойчивости и выносливости растений к фито-патогенам. При внесении соломы и растительных остатков для повышения супрессивности почв важно учитывать соотношение C:N. При внесении соломы с высоким (C:N= 80) соотношением углерода к азоту (ячменной, пшеничной) происходит подавление грибов типа Fusarium solani, Ophiobolus graminis, а с низким (C:N= 18) соотношением (сои, люцерны) подавляется B. sorokiniana. Поэтому горох, вика, соя являются одними из лучших фитосанитарных предшественников яровой пшеницы [5].
Наблюдения за фитосанитарным состоянием почвы показывают, что значительно возрастает заселенность почвы конидиями в посевах бессменной пшеницы, а также при поверхностной обработке по сравнению с отвальной обработкой. Численность конидий варьирует в зависимости от уровня влажности почвы и гидротермических условий года наблюдения и агротехнологий выращивания пшеницы (таблица 1).
Там, где пшеница размещалась по пару и по гороху, в почве к моменту уборки еще сохранялись значительные запасы влаги, что приводило к длительному и эффективному функционированию СЕРИЯ «ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ», ВЫПУСК 10
антагонистической микрофлоры и существенному освобождению почвы от пропагул возбудителя обыкновенной корневой гнили.
Таблица 1 - Фитосанитарное состояние чернозема выщелоченного (опытное поле КГСХА, 2000-2004 гг.; перед уборкой)
Варианты Количество спор Bipolaris sorokiniana в 1 г возд.-сухой почвы, шт. Влажность почвы, %
0-10 см 110-20 см 0-20 см
Поверхностная обработка почвы
Бессменная пшеница 80 100 11,9
Пшеница в севообороте 60 80 13,7
Отвальная обработка почвы
Бессменная пшеница 60 60 16,1
Пшеница по пару 20 29 25,3
Пшеница по пшенице 40 70 18,0
Пшеница по гороху 8 20 21,3
Среди антагонистов возбудителей корневых гнилей следует отметить группу аммонификато-ров, хемоорганотрофных микроорганизмов, участвующих в минерализации белоксодержащих субстратов (органических остатков растительного, животного и микробного происхождения), а также карбамида, хитина. Основная роль аммонифи-каторов заключается в формировании благоприятного пищевого режима растений, однако они заслуживают особого внимания специалистов по защите растений как группировка прокариот, обладающая выраженными антагонистическими свойствами в отношении фитопатогенных грибов.
Важную роль в почве выполняет группировка азотфиксаторов и олигонитрофилов, так как биологическая азотфиксация - самый экологичный способ обеспечения растений азотом. Многие из этих бактерий также являются антагонистами возбудителя корневой гнили, но весьма чувствительны к недостатку влаги в почве.
Мощными антагонистами в отношении возбудителя обыкновенной корневой гнили выступают актиномицеты. Они прекрасно переносят высыхание почвы и не теряют своей активности в условиях низкой влажности почвы. Динамика их численности зависит от количества и химического состава органических остатков и гумуса.
Многочисленной и полифункциональной группой почвенного микронаселения являются бактерии-олиготрофы. Бактерии данной группы характеризуются способностью к использованию источников энергии содержащихся в среде в ничтожной концентрации. Подобно актиномицетам они могут проявлять антагонистические свойства в отношении возбудителя корневой гнили.
Корреляционный анализ связи численности основных эколого-трофических групп бактерий с показателем влажности верхнего слоя почвы (0-20 см) выявил довольно тесную зависимость (таблица 2).
Наблюдения за влиянием влажности почвы на жизнедеятельность популяции возбудителя обыкновенной корневой гнили и ассоциаций почвенных бактерий показали, что фитопатоген прекрасно адаптирован к условиям почвенной засухи. При влажности почвы, близкой к влажности устойчивого завядания растений (5,5-13,5%) он практически не имеет конкурентов среди почвенных бактерий-антагонистов (за исключением ак-тиномицетов). Но это вовсе не означает, что численность популяции возбудителя корневой гнили нельзя успешно контролировать в жестких климатических условиях Зауралья с помощью сапро-трофной микрофлоры. Любой агротехнический прием, направленный на поддержание влажности верхнего слоя почвы в пределах 20,0-25,0%, будет способствовать активации антагонистов и существенному очищению почвы от пропагул возбудителя корневой гнили [2].
Однако в условиях недостаточного увлажнения и периодического пересыхания верхнего слоя почвы ни в коем случае не стоит сбрасывать со счетов такой прием защиты растений от корневых гнилей как протравливание семян. Поэтому в задачу наших исследований входило определение эффективности протравителей семян и влияние их на качество зерна яровой пшеницы [3].
Применение современных протравителей позволило достоверно повысить урожайность по
всем вариантам (таблица 3). Так по препарату Скарлет, МЭ получена урожайность 25,6 ц/га, по препаратам Бенефис,МЭ и Поларис,МЭ - 25,2 ц/га, по препарату Кинто Дуо, КС - 24,6 ц/га, Иншур Перформ, КС - 24,8 ц/га.
Наибольшая хозяйственная эффективность получена по препаратам АО «Щёлково Агрохим» от 111,5% по препаратам Поларис, МЭ и Бенефис, МЭ до 113% по препарату Скарлет, МЭ. Все препараты показали очень высокую хозяйственную эффективность.
Как известно, при относительно высокой урожайности зерно яровой пшеницы может иметь низкое содержание белка, что существенно снижает его качество. Применение протравителей семян позволило значительно улучшить потребительскую ценность зерна пшеницы, которая зависит, главным образом, от технологических свойств. Возросли содержание клейковины, белка, сила муки (таблица 4).
Негативное воздействие корневых гнилей на качество зерна яровой пшеницы проявилось лишь в контроле. Это выразилось в снижении содержания клейковины в зерне контрольного варианта и снижении натуры за счёт преобладания щуплых зёрен.
Заключение
Многолетний мониторинг за видовым составом и развитием возбудителей корневых гнилей
Таблица 2 - Коэффициенты корреляции между численностью основных групп почвенных бактерий и влажностью почвы
Экологический фактор Основные эколого-трофические группы бактерий
аммонификаторы олиготрофы актиномицеты олигонитрофилы
Влажность почвы г = 0,66 ± 0,16; = 4,12 гф ' г = 0,79 ± 0,13; и = 6,11 г = 0,39 ± 0,20; и = 1,96 гф ' г = 0,70 ± 0,15; и = 4,61 гф '
Таблица 3 - Влияние протравителей на урожайность яровой пшеницы сорта Тулеевская (Далматовский ГСУ)
Вариант Урожайность
2013 г. 2014 г. 2015 г Среднее
ц/га ц/га ц/га ц/га + к конт-ролю, ц/га + к конт-ролю, %
Контроль 13,8 23,5 30,5 22,6 - -
Скарлет, МЭ 15,8 26,6 34,3 25,6 3,0 13,3
Иншур Перформ, КС 15,7 25,2 33,4 24,8 2,2 9,7
Бенефис, МЭ 16,3 25,7 33,6 25,2 2,6 10,3
Кинто Дуо, КС 15,5 25,3 32,9 24,6 2,0 8,8
Поларис, МЭ 15,8 25,3 34,4 25,2 2,6 10,3
НСР 05 1,10 1,17 1,05 1,1
Вариант Содержание сырой клейковины, % Качество клейковины на приборе, ИДК-1, е.п. Группа качества клейковины Натура, г/л
Контроль 21,9 80 2 735
Скарлет, МЭ, 0,4 л/т 24,8 85 2 780
Иншур Перформ, КС, 0,6 л/т 24,0 80 2 772
Бенефис, МЭ, 0,8 л/т 24,8 80 2 785
Кинто Дуо, КС, 2,5 л/т 23,2 75 1 780
Поларис, МЭ, 1,2 л/т 23,6 70 1 785
Туарег, СМЭ, 1,4 л/т 25,6 90 2 790
НСР05 0,6
Таблица 4 - Определение содержания и качества сырой клейковины в зерне пшеницы Тулеевская в зависимости от протравителя
36
Вестник КГУ, 2017. № 4
яровой пшеницы показал доминирование среди грибных патогенов, приуроченных к корневой системе пшеницы и растительным остаткам, представителей рода Fusarium, среди которых высокой частотой встречаемости отличаются F avenace-um, F. tricinctum, F.acuminatum и F torulosum. Все обнаруженные грибы являются продуцентами токсинов, которые не только провоцируют гибель посевов, но и представляют опасность для жизни и здоровья сельскохозяйственных животных и человека. Выявлена высокая заселенность зональных почв конидиями B. sorokiniana, что связано с пониженной антагонистической активностью основных эколого-трофических групп почвенных микроорганизмов в условиях недостаточного увлажнения корнеобитаемого слоя почвы.
Для сдерживания развития корневых гнилей зерновых культур необходимо соблюдение севооборота и других рекомендуемых агротехнических приемов, оптимальные сроки сева, своевременная уборка и сушка зерна; протравливание семян, использование устойчивых сортов, подбор эффективных биопрепаратов для оздоровления биоценоза в целом. Любой агротехнический прием, направленный на поддержание влажности верхнего слоя почвы в пределах 20,0-25,0%, будет способствовать активации антагонистов и существенному очищению почвы от пропагул возбудителей корневой гнили.
В рамках региональных агротехнологий по-прежнему высоко эффективным приемом в борьбе с корневыми гнилями остается протравливание семян перед посевом. Отмечено положительное влияние всех фунгицидных протравителей, особенно препаратов Скарлет, МЭ, Бенефис, МЭ и Поларис, МЭ, на урожайность и качество зерна пшеницы.
Список литературы
1 Евсеев В. В. Фитосанитарный мониторинг почв агроландшафтов Курганской области // Вестник защиты растений. - 2014. - № 2. - С. 58-63.
2 Евсеев В. В. Экологически безопасная защита зерновых культур от болезней. - Saarbrücken, Deutschland: Verlag Palmarium Academic Publishing, 2015. - 272 с.
3 Малинников А. А., Порсев И. Н, Евсеев В. В. Эффективность современных протравителей семян яровой пшеницы // Вестник Курганского государственного университета. Серия «Естественные науки». - 2013. -№ 3 (30). - Вып. 6. - С. 114-116.
4 Методы почвенной микробиологии и биохимии / под ред. Д. Г. Звягинцева. - Москва : Изд-во МГУ, 1991. - 304 с.
5 Немченко В. В. и др. Система защиты растений
в ресурсосберегающих технологиях. - Куртамыш : ГУП «Куртамышская типография», 2011. - 525 с.
6 Порсев И. Н, Торопова Е. Ю., Малинников А. А. Эффективность протравителей семян в ограничении корневых гнилей яровой пшеницы // Защита и карантин растений. - 2016. - № 2. - С. 24-25.
7 Порсев И. Н, Малинников А. А., Торопова Е. Ю, Субботин И. А. Испытание инновационных протравителей в производственных условиях ООО «Рассвет» Шадринского района Курганской области //Вестник Курганской ГСХА. -2016. - № 3. - С. 47-51.
8 Порсев И. Н, Торопова Е. Ю., Исаенко В. А., Малинников А. А., Субботин И. А. Корневые гнили яровой
пшеницы в Зауралье и меры борьбы с ними // АПК России. -2017. - Т.24. №1. - С.212-219.
9 Шипилова Н. П., Иващенко В. Г. Систематика и диагностика грибов рода Fusarium на зерновых культурах. -Санкт-Петербург : ВИЗР, 2008. - 84 с.
10 Ledingham R.J., Chinn S.H.F. A flotation method for obtaining spores of Helminthosporium sativum from soil // Can. J. Botany. 1955. 33. P. 298-303.
УДК 581.1 Меньщикова Я.В., Лушникова Т.А. Курганский государственный университет, Курган
влияние внекорневой
ОБРАБОТКИ РАсТВОРАМИ
циркона и сульфата калия на рост и урожайность перцев и
ТОМАТОВ
Аннотация. Обработка растворами регулятора роста циркон и сульфата калия стимулирует рост и повышает урожайность и качество плодов перцев и томатов.
Ключевые слова: томаты, перец, регуляторы роста, калий, рост, урожайность.
Menshchikova Y.V., Lushnikova T.A. Kurgan State University, Kurgan
INFLUENCE OF NONROOT PROCESSING WITH SOLUTIONS OF ZIRCON AND SULPHATE POTASSIUM ON GROWTH AND PRODUCTIVITY PEPPER AND TOMATO
Abstract. Processing with regulators of growth -zircon and sulphate potassium - initiates the growth and raises the productivity and quality of pepper and tomato fruits.
Keywords: tomatoes, pepper, regulators of growth, potassium, growth, productivity.
Введение
Овощеводство является одним из важнейших направлений сельского хозяйства, в интересах которого является повышение урожайности. Для этих целей используются различные регуляторы роста и удобрения, которые способствуют интенсификации роста, развития и в результате повышению как количества, так и качества урожая [2; 3; 4].
Цель работы: изучить влияние сульфата калия и синтетического регулятора роста и развития растений «Циркон» при их раздельном и совместном применении на рост и урожайность томатов сорта Джина и перцев сорта Калифорнийское чудо.
СЕРИЯ «ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ», ВЫПУСК 10
37
