CC BY
121
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 632:631.95
РОЛЬ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ
Т.В. Иванченко, кандидат сельскохозяйственных наук Г.И. Резанова, старший научный сотрудник И.С. Игольникова, младший научный сотрудник ФГБНУ «Нижне-Волжский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»
В статье рассмотрена и аргументирована целесообразность применения физиологически активных веществ в интегрированной системе защиты растений.
Ключевые слова: интегрированная защита растений, физиологически активные вещества, химические средства защиты растений, агроценоз, урожайность.
Интегрированная защита растений - сочетание методов (агротехнического, биологического, химического и др.) защиты растений от вредителей, болезней и сорной растительности при создании дифференцированных систем защитных мероприятий, которые позволяют сохранить (хотя бы частично) природный комплекс важнейших полезных паразитов и хищников, снизить расход пестицидов [5, 4].
Защитная роль состоит в получении высокой (до 95 % и более) биологической эффективности в короткий промежуток времени и с необходимым последействием, существенным хозяйственным и экономическим эффектом. Природоохранная задача химического метода состоит в обеспечении экологической безопасности для человека и окружающей среды [5].
Ресурсосберегающие функции хим. метода защиты растений заключаются в сохранении энергетических затрат по сравнению с экологически безопасными, но очень трудоемкими и затратными приемами (ручная прополка, сбор и физическое уничтожение вредных организмов, глубокая обработка почвы и др.) [5].
Для разработки интегрированной защиты растений существенное значение имеет оценка действия элементов и системы земледелия на фитосанитарное состояние и выбор оптимального технологического решения на основе моделирования [5].
В Российской Федерации отмечаемая в период 1990-2010 гг. динамика использования химических средств защиты растений свидетельствует о значительном увеличении объемов их применения. После провального спада масштабов использования пестицидов (к 1998 г. обрабатываемые площади сократились более, чем на 50 %), в 2008-2010 гг. этот показатель по официальным информационным данным МСХ РФ, превысил планку 1990 г. (2008 г. - 56 млн га, 2010 г. = 57,9 млн га) [5].
Эта тенденция вполне объяснима: химический метод традиционно имеет достоинства по быстроте действия на целевые вредные объекты и обеспечивает высокую экономическую надежность. Ужесточение требований к допустимости использования химических веществ для целей защиты растений, проводимое в международном масштабе, и, прежде всего, обеспечение более стабильной экологической и санитарно-гигиенической безопасности укрепляет позиции химического метода как активного блока в технологиях интегрированной защиты ведущих сельскохозяйственных культур [5].
За последнее десятилетие (2001-2010 гг.) ассортимент средств защиты растений, разрешенных для применения на территории РФ, значительно обновился. В 2001 г. он включал 500 препаратов, в 2010 г. их число достигло 890. Принципиально важно, что модернизация ассортимента этой группы пестицидов превзошла по таким показателям, как снижение токсической нагрузки и нормативов расхода д.в. и др. Токсичная нагруз-
ка с показателя 4100 в 1980 г. к 2009 году уменьшалась до 620. Средняя норма расхода (л, кг/га) за этот период снизилась в 8 раз: 1989 г. - 4,8, 2009 г. - 0,6 [3].
Несмотря на то, что появление на рынке каждого нового препарата обходится все дороже и требует все больше времени, аграрии и у нас, и за рубежом высказывают все больше претензий к имеющемуся арсеналу химической обработки с вредными организмами, поскольку постоянно растут требования к безопасности применяемых химических средств. Это заметно усложняет путь от этапа получения перспективной эффективной и безопасной молекулы до коммерческого препарата [2].
Установлено, что при умеренных хим. обработках с учетом экономических порогов вредоносности агроценозы перестраиваются, а пестициды включаются в процессы функционирования агроценоза в качестве дополнительного регулирующего фактора, повышающего эффективность естественной регуляции. Кроме того, в литературе есть указания, что при таком применении инсектицидов замедляется рост резистентности фитофагов к инсектицидам, а у хищников он ускоряется. В конечном итоге фитофаги оказываются под двойным прессом: химическим и естественных врагов [2].
Таким образом, при разумном подходе пестициды могут служить орудием созидания, а не разрушения, и направлять функционирование системы «агроценоз» в сторону, благоприятную для урожая, при одновременном сохранении и даже повышении устойчивости системы [6].
Итак, совершенствуя интегрированную защиту растений, необходимо учитывать реакцию на те, или иные мероприятия агроценоза, как системы. Причем системы достаточно устойчивой, способной сохранять основные параметры не только путем изменения плотности популяций отдельных компонентов (количественная реакция), но и путем перестройки структуры (качественные изменения). При этом наибольшего внимания заслуживает технология возделывания культуры и применения пестицидов с учетом экономических порогов вредоносности и эффективности естественной регуляции [5].
С целью получения достаточно полной характеристики фитосанитарного состояния агроценозов, следует собрать и проанализировать информацию, характеризующую фенологию и состояние сельскохозяйственных растений, погодные условия, своевременность и качество агротехнических мероприятий, фенологию и состояние популяций вредных и полезных организмов, засоренность посевов, эффективность и влияние на состояние агроценоза профилактических и защитных мероприятий. Обработка полученных данных должна включать не только фиксацию состояния учитываемых переменных, но и прогноз их развития, т.к. быстротечная изменчивость состояния агро-ценозов поддается управлению только при возможности предвидеть последствия применяемых приемов агротехники и защитных мероприятий [2].
В результате систематического применения одних и тех же препаратов возникает специфическая устойчивость - привыкание. Причиной специфической устойчивости является отбор из гетерогенных популяций особей, обладающих повышенной устойчивостью. Ослабление специфической устойчивости может быть достигнуто путем применения пестицидов различных классов хим. соединений с разным механизмом действия, разумного сочетания агротехнических, биологических и хим. методов применения комбинированных препаратов. Совместное применение пестицидов усиливает их токсические свойства, вызывая синергизм. Синергизм может проявляться как простое суммирование действия (аддитивность) и как эффект, превышающий суммарное действие отдельных препаратов (потенцирование). В некоторых случаях взаимодействие пестицидов приводит к антагонизму, т.е. ослаблению или уничтожению действия одно-
го препарата на другой. Для предотвращения устойчивости вредителей к ядам следует избегать применения пестицидов в пониженных нормах расхода [1].
Относительно химического метода защиты растений можно заметить, что он сильно изменился, обогатился новыми химическими соединениями щадящего действия, и со временем пестициды неизбирательного действия, против которых выступают экологи, будут вытеснены из обращения. С ними уйдет и сам химический метод с современными отрицательными последействиями как крайняя форма техногенного загрязняющего воздействия на сельскую природу, постоянно отдаляющую задачу фито-санитарной оптимизации агробиоценоза и защиты растений. Системы интегрированной защиты растений в последнее десятилетие начали замещаться введением в технологии защиты растений ФАВ [5].
Природные регуляторы роста или фитогормоны - это низкомолекулярные соединения, образующиеся в различных тканях и органах растений, которые в концен-
13 5
трациях 10" -10" моль/л осуществляют регуляцию и координацию физиологических процессов. Они могут оказывать стимулирующее и ингибирующее действие на растение [6].
Достоинство регуляторов роста, прежде всего, в том, что они не преследуют целей биологического уничтожения вредных организмов, а применяемые даже в микроколичествах оказывают существенное влияние на ростовые, физиологические и формообразовательные процессы, происходящие в растениях, позволяют человеку управлять развитием последних в нужном для себя направлении [6].
За более активное и широкое использование физиологически активное вещество в сельском производстве «голосуют» сверхмалые гектарные дозы этих препаратов (для достижения результата на 1 га достаточно внести несколько граммов или миллиграммов этих веществ), а, следовательно, и меньшая их стоимость, сравнительная безопасность для человека и природной среды, возможность лечить растения, самым рациональным и экологическим способом усиливая их природную способность противостоять различного рода стрессам [6].
Еще более ценно то, что обработку регуляторами роста во многих случаях можно совмещать с применением других пестицидов или агрохимикатов. Это дает немалый выигрыш и в экономии денежных затрат и во времени. Но это, естественно, возможно только при соблюдении периодов эффективного использования тех или иных препаратов и их химической совместимости [6].
Физиологически активные вещества не только регулируют рост и развитие растений, но и защищают их от воздействия вредных организмов. Не вызывая заметного стимулирующего или ингибирующего действия на возбудителей болезней, они влияют на них косвенно, в результате изменения метаболизма растений в неблагоприятные для патогенов условия. Это подтверждается материалами исследований, проведенными на опытном поле НВНИИСХ. По результатам анализа корневой системы растений ячменя на пораженность корневыми гнилями отмечено следующее (табл. 1).
Интенсивность развития болезней на ячмене снижалась по вариантам опыта. Вегетационные обработки растений ячменя группой стимуляторов роста различного происхождения неординарно отразились на устойчивости растений к отрицательным факторам внешней среды. Снижение продукта поражения растений достигало 3,8-6,0 раз. Биопрепараты активизируют обменные процессы, что в конечном итоге повышает
урожайность, повышает иммунитет, позволяет индуцировать у растений комплексную неспецифическую устойчивость ко многим болезням.
Таблица 1 - Влияние баковых смесей на развитие корневых гнилей на ячмене, %
(2012-2013 гг.)
№ вар. Наименование варианта Дозы препаратов, л/га, т/га Корневые гнили
фаза кущения фаза восковой спелости
развитие распространение развитие распространение
В-1 Контроль, семена б/о - 2,94 11,5 9,9 30,5
В-2 Витавакс + изабион - протравливание семян; дзабин - вегетация 2,0+100 мл/т 100 мл/га 2,73 10,13 8,5 24,8
В-3 Витавакс + альбит - протравливание семян; альбит - вегетация 2,0+30 г/т 30 г/га 1,0 4,03 3,1 9,1
В-4 Витавакс + купроцин - протравливание семян; купроцин - вегетация 2,0+2,0 1,0 0,81 3,02 1,97 7,9
В-5 Витавакс + азотовит + фосфатовит - протравливание семян; азотовит + фосфатовит - вегетация 2,0+2,4+2,4 0,4+0,4 0,76 2,83 2,3 8,1
Исследования, проведенные на опытных полях ГНУ НВНИИСХ, расположенных в светло-каштановой подзоне сухостепной зоны каштановых почв Нижнего Поволжья отражают положительную динамику влияния ФАВ на продуктивность ячменя ярового по отношению к контролю (таблица 2).
Таблица 2 - Влияние регуляторов роста на элементы структуры урожая ячменя ярового
(2012-2013 гг.)
№ вар. Вариант Дозы и сроки применения препаратов, протравителей Кол-во стеблей всего/прод., шт. Кол-во колосков в колосе, шт. Кол-во зерен в колосе, шт. Масса зерна с колоса, г Масса 1000 зерен, г Биологическая урожайность, т/га
В-1 Контроль, б/о воды 10 л/т 572/318 16,7 14,4 0,52 35,8 1,4
В-2 Витавакс + изабион; изабион 2 л+100 мл/т - протравливание; 100 мл/га - вегетация 652/413 17,2 14,7 0,53 35,8 2,0
В-3 Витавакс + альбит; альбит 2 л+30 г/т - протравливание; 30 г/га - вегетация 572/383 16,8 14,6 0,54 37,3 1,9
В-4 Витавакс + купроцин; купроцин 2 л + 2 л/т - протравливание; 1 л/га - вегетация 562/442 17,6 15,2 0,55 36,1 1,8
В-5 Витавакс + азотовит + фосфатовит; азотовит + фосфатовит 2+2,4+2,4 л/т - протравливание; 0,4+0,4 л/га - вегетация 554/365 18,2 15,9 0,57 35,8 1,9
В формировании уровня урожайности определяющее значение имеют такие показатели, как количество продуктивных стеблей на 1 м2, продуктивность колоса, масса 1000 зерен. Чем выше эти показатели, тем больше урожайность культуры.
При проведении исследований элементы структурного урожая менялись в соответствии с погодными условиями периода весенне-летней вегетации и в зависимости от применения ФАВ. Количество продуктивных стеблей увеличивалось с 318 шт./м2 на контрольном варианте (б/о) до 413 шт./м2 на варианте с изабионом, до 442 - вариант с купроцином. Максимальное количество зерен в колосе отмечено на вариантах с использованием хелатного микроудобрения - купроцин - 15,2 шт., азотовит + фосфато-вит - 15,9 шт., тогда как в контрольном варианте - 14,4 шт.
Наибольшие показатели массы 1000 зерен отмечены относительно контрольного варианта (35,8 г) в вариантах комплексного использования ФАВ при протравливании + вегетационная обработка растений альбитом (37,3 г) и купроцином (36,1 г).
Применение ФАВ в баковой смеси при обработке семян и растений по вегетации способствовало получению дополнительной продукции от 0,4 до 0,6 т/га в сравнении с контрольным вариантом.
Отмечено положительное влияние ФАВ на качественные показатели зерна ячменя. Наибольшее содержание белка наблюдалось в варианте с азотовит + фосфатовит и составляет 16,0 %, в контроле - 15,4 %.
Так как в целом ФАВ играют важнейшую роль в физиологии клетки живого организма, способствуют успешному развитию растения, снижают стрессовое состояние пестицидной нагрузки. Также применение баковых смесей с химическими препаратами нового поколения помогает снизить экологический прессинг. Поэтому необходимо активно внедрять стимуляторы роста в структуру интегрированной системы защиты растений [6, 2].
Таким образом, одним из способов оказания положительного влияния на продуктивность и качество зерновых культур является использование в интегрированной системе защиты растений ФАВ. Правильное применение ФАВ (баковые смеси с заниженной дозировкой протравителя до 30 %), вегетационные опрыскивания растений оказывают положительное влияние на всхожесть семян, урожайность и качество зерна. Повышается антистрессовая активность - преодоление растениями неблагоприятных факторов внешней среды в период вегетации.
Широкое использование в интегрированных системах защиты растений ФАВ оказывает существенное влияние на экологическую ситуацию в агробиоценозах и обеспечивает снижение загрязнения биосферы.
Библиографический список
1. Васютин, А.С. Биологизация земледелия и улучшение экологического состояния с.-х. угодий [Текст]/ А.С. Васютин, В.А. Филоненко // Защита и карантин растений.- 2013. - № 9. -С. 15.
2. Гончаров, Н.Р Биологическая защита нуждается в поддержке [Текст] / Н.Р. Гончаров, С.С. Ладан // Защита и карантин растений. - 2014. - № 1. - С. 17.
3. Захаренко, В.А. Нанофитосантария сегодня и завтра [Текст] // Приложение к журналу Защита и карантин растений. - 2013. - № 1.
4. Фадеев, Ю.Н. Интегрированная защита растений [Текст] / Ю.Н. Фадеев, К.В. Новожилов. - Москва: Изд-во «Колос», 1981.
5. Химическая защита растений в фитосанитарном оздоровлении агроэкосистем [Текст] / В.М. Долженко, К.В. Новожилов, Г.И. Сухорученко, С.Л. Тютерев // Вестник защиты растений. - 2011. - № 3.
6. Шаповал, О.А. Регуляторы роста растений [Текст]/ О.А. Шаповал, Л.Д. Вакуленко // Защита и карантин растений. - 2008. - № 12. E-mail: [email protected]
