CC BY
74
УДК 632.931:633.14
10.18286/1816-4501 -2015-4-40-44
ВЛИЯНИЕ АГРОТЕХНИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ НА ЧИСЛЕННОСТЬ ПОЧВЕННЫХ ПАТОГЕНОВ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ОЗИМОЙ РЖИ
Марьина-Чермных Ольга Геннадьевна, доктор биологических наук, профессор кафедры «Общее земледелие, агрохимия, растениеводство и защита растений»
Евдокимова Маргарита Александровна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры «Общее земледелие, агрохимия, растениеводство и защита растений» ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет»
4240000, Республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, д. 1; тел. 89278703722, e-mail: [email protected]
Ключевые слова: почвенные патогены, микромицетные организмы, удобрения, си-дерат, приемы агротехники, предшественники, мульча, плотность почвы, озимая рожь.
В статье изложены результаты исследований влияния различных видов основной обработки почвы, удобрений, предшественников и их мульчи на численность почвенных патогенов, вызывающих заболевания озимой ржи.
Введение
В комплексе мероприятий по повышению культуры земледелия и увеличению урожаев сельскохозяйственных культур исключительно большое значение отводится обработке почвы [1]. Изменение свойств почвы под воздействием агротехники является наиболее важным, так как происходит процесс изменения естественного агроландшафта в благоприятную сторону, т.е. повышение плодородия. Актуальной проблемой является выбор предшественника и разработка системы удобрения зерновых культур, которая позволит получить высокий урожай зерна [2]. И.А. Стебут (1956) указывал, что растения для своего нормального роста и развития нуждаются в оптимальных физических свойствах почвы [3]. Своевременное выявление негативных моментов особенно важно для малоплодородных, экологически не стабильных почв подзолистого ряда [4]. Следовательно, технологическое воздействие на почву осуществляется с целью создания оптимальных количественных и качественных характеристик и внешних условий для развития растений. Увеличение интенсификации технологических процессов при возделывании полевых культур, повышение антропогенного воздействия на почву ведут к изменениям ее физических и биологических свойств, которые, как правило, приводят к ухудшению ее фитосанитарного состо-
яния [5, 6, 7].
Объекты и методы исследований
Объект исследования - озимая рожь сорта Татьяна. Исследования проводили в течение 2012-2014 гг. на опытном поле Марийского государственного университета и лабораторных анализов на кафедре общего земледелия, агрохимии, растениеводства и защиты растений МарГУ. Для исследований были взяты посевы озимой ржи и почва с ржаного агроценоза. Почва в опытах была дерново-подзолистой среднесуглинистой [8] со следующей агрохимической характеристикой: содержание гумуса 1,48-1,73 %, рНсол - 5,1-5,7, содержание подвижных форм фосфора - 15,4-18,1 и калия - 12,219,6 мг/100 г почвы.
Первый полевой опыт закладывали по схеме двухфакторного опыта, методом расщепленных делянок, повторность трехкратная. Фактор А - основная обработка почвы: 1. Вспашка на гл. 20-22 см; 2. Дискование 2-х кратное (на гл. 10-12 см); Фактор В - внесение удобрений: 1. Контроль - без удобрений; 2. Сидерат (вика + овес) - 40 т/
га; 3. N Р К
' АП АП
60.
Второй полевой опыт закладывали по схеме однофакторного в 3-кратной повторности. Предшественниками озимой ржи были яровая пшеница и горох. Схема опыта предусматривала следующие варианты:
1. Без мульчи яровой пшеницы, вспашка; 2
Таблица 1
Плотность почвы и численность в пахотном слое патогенных организмов в зависимости от приемов агротехники, (тыс. шт. КОЕ тыс.шт./г. почв), фаза колошения (в среднем 2013-2014 гг.)
Вариант Плотность почвы, г/см3 Верхний слой (0-10 см) Нижний слой (10-20 см)
патогенов всего в т.ч. фузариев патогенов всего в т.ч. фузариев
Основная обработка - вспашка (гл. 20-22 см)
Без удобрений 1,23 18,1 9,8 16,4 9,2
Сидерат 1,19 15,0 8,4 14,2 7,8
N«,P6oK6o 1,24 18,9 11,0 16,9 10,1
Основная обработка - дискование в 2 следа (гл. 10-12см)
Без удобрений 1,17 15,7 8,7 11,6 6,8
Сидерат 1,15 13,0 5,2 6,9 3,1
N«,P6oK6o 1,18 17,6 11,0 13,6 7,5
Мульча яровой пшеницы, вспашка; 3. Мульча гороха, вспашка; 4. Без мульчи гороха, культивация; 5. Мульча яровой пшеницы, культивация; 6. Мульча гороха, культивация. После уборки предшественников: яровой пшеницы и гороха - на вариантах с мульчированием измельченную солому оставляли на почве, через две недели проводили основную обработку почвы согласно схеме опыта. Общая площадь делянки 150 м2, учетная площадь 60 м2. Размещение делянок в опыте систематическое. Наблюдения, учеты и анализы проводили в соответствии с методикой, программой исследования и техникой постановки полевых опытов по Б.А. Доспехову [9].
Результаты исследований
Согласно полученным данным, представленным в таблице 1, различные виды предпосевной обработки почвы под озимую рожь, изменяя плотность пахотного слоя почвы, существенным образом влияли и на численность почвенных патогенов, вызывающих болезни озимой ржи.
При этом, как правило, поверхностная обработка по сравнению с традиционной обработкой, снижая плотность почвы в верхнем посевном слое (0-10 см), увеличивала ее показатели в нижнем (10-20 см). Во всех случаях при снижении плотности почвы соответственно снижалась и численность
патогенных форм. Наибольшее снижение патогенов в верхнем посевном слое почвы было на варианте сидерат, независимо от вида обработки почвы. В нижнем слое почвы (10-20 см) наибольшее количество патогенов было на варианте вспашка, независимо от обработки почвы.
Следует отметить, что повышенное содержание патогенных организмов в верхнем пахотном слое почвы при поверхностной обработке было лишь перед посевом (за 12-14 дней до посева). Во время всходов озимой ржи численность патогенных форм микромицетных организмов была практически одинаковой независимо от обработки почвы, их снижение можно увидеть только на варианте поверхностной обработки с внесением сидерата. В период осеннего кущения озимой ржи численность патогенных организмов в почве под посевом была практически одинаковой по всем вариантам опыта. Однако при практически одинаковой численности в пахотном слое по соотношению видов патогенов в фазу развития растений озимой ржи - посев, всходы и кущение - наблюдается существенное преобладание Fusariuma перед Bipolarisom, этот факт отмечала и О.Г. Марьина-Чермных (2008) [10]. Такая зависимость объясняется тем, что ближе к осени в почве начинают активизироваться фузариумы, вызывающие снежную плесень
Таблица 2
Численность микромицетов в зависимости от возврата в почву органического веще-
ства и обработки почвы, КОЕ тыс. шт./г почвы (в среднем 2012-2013 гг.)
Вариант Численность микромицетов в слое почвы 0-10 см Ризосферный эффект
эдафосфера ризосфера ризоплан ризосфера ризоплан ризоплан . ризосфера
Основная обработка - вспашка (гл. 20-22 см)
Без мульчи яровой пшеницы 66,3 142,4 201,0 2,10 3,03 1,43
Мульча яровой пшеницы 72,9 171,1 232,2 2,35 3,19 1,35
Мульча гороха 88,1 243,0 311,1 2,76 3,53 1,28
Основная обработка - культивация (гл. 8-10 см)
Без мульчи гороха 69,1 186,1 291,0 2,69 4,21 1,56
Мульча яровой пшеницы 75,1 155,5 283,9 2,07 3,76 1,82
Мульча гороха 94,2 211,3 380,5 2,24 4,10 1,83
НСР05 2Д 15,4 19,8
озимой ржи. Однако при исследовании почвы на заселенность патогенов, вызывающих снежную плесень, увеличение их численности обнаружено не было.
Применение изучаемых в опыте удобрений опосредованно влияло на агрофизические свойства почвы. На вариантах, где основной обработкой почвы была вспашка, использование сидерата, в отличие от минеральных удобрений, позволило снизить плотность почвы на 0,04 и 2,2 г/см3, соответственно слоям почвы 0-10 и 10-20 см. Плотность почвы влияла на численность патогенов. В результате установлена тесная прямая зависимость (R=0,99) численности патогенов от плотности почвы, описываемая уравнениями:
для слоя почвы 0-10 см У=-77,65+77,86-Х, для слоя почвы 10-20 см У=-50,40+54,29-Х. На вариантах с использованием в качестве основной обработки дискования данная зависимость отмечена только в слое почвы 10-20 см. При этом уравнение зависимости имеет вид:
У=-250,96+224,29-Х.
Исследования показали, что воздействие на структуру и численность почвенных микромицетов, на выживаемость возделы-
ваемых растений агроэкосистем оказывает не только способ обработки почвы, но и соломенная мульча предшественника. Как правило, использование предшественника с соломенной мульчей, позволяющее снизить отторжение из системы органического вещества, приводит к положительному изменению функционирования микромикоценоза почвы [7]. Данные таблицы 2 показывают, что эти изменения в существенной степени зависели как от вида, так и от количества возвращенного в экосистему органического вещества.
Соломенная мульча предшественников, независимо от их вида и основной обработки почвы, существенно увеличила численность микромицетов в эдафосфере. Данная зависимость наблюдалась в ризосфере и ризоплане на вариантах с применением вспашки по предшественнику яровая пшеница. На вариантах с заменой вспашки культивацией по предшественнику горох в ризосфере и ризоплане бобовая культура положительно влияла на развитие микромицетов, увеличивая их численность.
Роль и функции грибной микрофлоры в почве исследователями объясняются по-разному, так, одни считают, что повышению
численности почвенных грибов способствует рост утомляемости почвы, где токсичность почвы проявляется уже в фазу всходов и продолжается к концу вегетации [11]. При этом может изменяться их соотношение между отдельными микроорганизмами, как группами, так и сообществами, где могут доминировать фитотоксичные виды грибов. А.К. Миненко (2008) считает, что активизация микробоценоза дерново-подзолистых почв связана с изменением свойств среды их обитания - почвы: обогащением органическим веществом, понижением кислотности, повышением содержания подвижного фосфора и, в меньшей степени, обменного калия, запасов продуктивной влаги и общей порозности [12]. Длительное применение различных видов удобрений в агроэкосистемах оказывает значительное воздействие на свойства почвы [13]. Так, на усиление био-генности почвы влияют агротехнические мероприятия, которые снижают ее фитопатогенность [14].
Биологическое разнообразие грибов с видом выращиваемой культуры связано с особенностью превращения органического вещества в минеральные соединения и доступности микромицетов для остатков растений [15]. Наши исследования показали, что среда обитания влияет на рост численности и на заселение микромицетов в почве, при этом изменения их микромицетно-го состава зависит от растительных остатков в почве и ее обработки. Вне зоны корней на численность в почве микромицетов внесение мульчи и вид обработки почвы практически не влияют, а наоборот, ее снижают, в этом случае патогены в основном преобладали над токсикогенами. В ризосфере и ризоплане растений это соотношение было обратное, причем независимо от вида мульчи и обработки почвы. Мульчирование почвы осенью способствует снижению патогенного потенциала в ризоплане растений из-за нахождения в зимний период ее под снегом и более благоприятными условиями для растений в весенний период, таких как обеспечение влагой, более высокой температурой почвы и т.д.
Выводы
Применение в качестве основной обработки под озимую рожь вспашки, сиде-ральных удобрений и мульчи горохового предшественника способствует активизации микроорганизмов в почве и снижению поражения озимой ржи почвенной инфекцией.
Гороховая мульча и сидеральное удобрение, как органический материал, улучшают агрофизические и биологические свойства почвы и повышают ее плодородие.
Библиографический список
1. Белкин, А.А. Влияние обработки почвы на агрофизические, агрохимические свойства почвы и урожайность зерновых культур / А.А. Белкин, Н.В. Беседин // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. - 2010. - Т. 5, вып. 5. -
С.54-57.
2. Евдокимова М.А. Влияние предшественников и минеральных удобрений на урожайность ярового ячменя / М.А. Евдокимова // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии.
- 2015. - № 1 (29). - С. 11-14
3. Стебут, И.А. Избранные сочинения / И. А. Стебут. - М.: Сельхозгиз, 1956. - Т. 1. -792 с.
4. Минеев, В.Г. Плодородие и биологическая активность дерново-подзолистой почвы при длительном применении удобрений и их последействие / В.Г. Минеев, Н.Ф. Гомонова, М.Ф. Овчинникова // Агрохимия.
- 2004. - № 7.-С. 5-10.
5. Марьин, Г.С. Теоретические и технологические основы управления фитосанитарным состоянием почвы в условиях Северо-Востока Нечерноземья РФ: Автореф. дис...докт. с.-х. наук: 06.01.11 / Г.С. Марьин. -М., 1996.-36 с.
6. Марьина-Чермных, О.Г. Оптимизация фитосанитарии агроэкосистемы в условиях современного интенсивного производства растительной продукции / О.Г. Марьина-Чермных // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения: материалы
региональной научно-практической конференции / Мар. гос. ун-т. - Йошкар-Ола, 2003. -Вып. 5.-С. 129-131.
7. Марьина-Чермных, О.Г. Влияние приемов обработки в условиях мульчирования почвы на микромицетный состав при возделывании зерновых культур / О.Г. Марьина-Чермных, Г.С. Марьин, Н.Э. Прозоров // Вестник Марийского государственного университета. - 2015. - N° 13. - С. 21-27.
8. Евдокимова М.А. Характеристика почв опытного поля МарГУ в с. Ежово / М.А. Евдокимова // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения: материалы международной научно-практической конференции / Мар. гос. ун-т. - Йошкар-Ола,
2012.-Вып. 15.-С. 75-76.
9. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б.А. Доспехов. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
10. Марьина-Чермных, О.Г. Биоэкологическое обоснование защиты зерновых культур от корневых гнилей на северо-востоке Нечерноземной зоны РФ: Автореф. дис...докт. биол. наук: 06.01.11 / О.Г. Марьина-Чермных. - Самара, 2008. - 42 с.
11. Берсенева, О.А., Почвенные микро-мицеты основных природных зон / О.А. Берсенева, В.П. Саловарова, А.А. Приставка // Известия Иркутского государственного университета. Сер. Биология. Экология. - 2008. -Т. 1, № 1.-С. 3-9
12. Миненко, А.К. Функциональная зависимость микробоценоза дерново-подзолистых почв от кислотного режима [Электронный ресурс] / А.К. Миненко // АгроЭко-Инфо. -2008. - N° 2. - Режим доступа: http:// agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2008/2/ st_17.doc (дата обращения: 1.04.2015).
13. Сумо, В.Х. Воспроизводство плодородия дерново-подзолистой почвы, изменение состава агрофитоценозов и урожайности полевых культур при длительном применении удобрений и известкования: Автореф. дис... канд. с.-х. наук: 06.01.01 / В.Х. Сумо. - Москва, 2009. - 116 с.
14. Горленко, М.В. Функциональное биоразнообразие почвенных микроорганизмов: подходы к оценке / М.В. Горленко // Тр. конф. Перспективы развития почвенной биологии. - М., 2001. - С. 228-234.
15. Гущин, Ю.М. Фитосанитарная роль мульчирования почвы / Ю.М. Гущин,
О.Г. Марьина-Чермных, Г.С. Марьин // Защита и карантин растений. - 2004. - N° 10. - С. 24-26.
