CC BY
27
УДК 632.93:633.16
DOI 10.30914/2411 -9687-2020-6-3-345-350
Воздействие биопрепаратов на развитие корневой гнили ярового ячменя
в условиях Республики Марий Эл Хоанг Туан Ань, О. Г. Марьина-Чермных
Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола, Россия
Аннотация. Введение. Яровой ячмень - зерновая культура, которая пластичная и скороспелая. Она является важной сырьевой базой для сельскохозяйственного производства и человека. Культура ячмень приспособлена для выращивания в любых агроклиматических условиях и на различных почвах. При этом на ее возделывание и увеличение урожайности влияют разнообразные агроэкологические факторы, где наибольшее воздействие оказывает система защиты от вредных организмов. Применение экологической защиты от болезней различной этиологии, в данном случае от корневой гнили, имеет особое значение для стабилизации и функционирования агросистемы зерновых культур. Цель: изучить эффективность системы защиты биопрепаратов Псевдобактерин-2 и Биоагро-БФ от корневой гнили и их влияние на урожайность ярового ячменя. Материалы и методы. Исследования проводились полевым и лабораторными способами в ФГБОУ ВО «Марийский государственный университет», объекты исследования: яровой ячмень сорт Владимир и биологические препараты Псевдобактерин-2 и Биоагро-БФ. Результаты обсуждения. Исследования, проведенные в Республике Марий Эл на посевах ярового ячменя при использовании биологических препаратов Псевдобактерин-2 на основе Pseudomonas aureofaciens, штамм BS 1393 и Биоагро-БФ основа Bacillus pumilus, штамма 3-Б, показали, что протравливание семян, как в отдельности, так и совместно с опрыскиванием посевов по вегетации, снижая коэффициент заражения корневой гнилью в фазу всходы -кущение и увеличивая его в период колошение - молочная спелость, выявили в этот период минимальное развитие болезни на зараженных органах от 39,06 до 41,31 %, обеспечивая положительную прибавку урожайности ячменя до 64,4 %. Заключение. Биологические препараты Псевдобактерин-2 и Биоагро-БФ при протравливании семян, как в отдельности, так и совместно с обработкой посевов по вегетации снизили на яровом ячмене развитие корневой гнили и повысили урожайность.
Ключевые слова: яровой ячмень, корневая гниль, коэффициент заражения, развитие болезни, Псевдобактерин-2, Биоагро-БФ, протравливание, опрыскивание, урожайность
Для цитирования: Хоанг Туан Ань, Марьина-Чермных О.Г. Воздействие биопрепаратов на развитие корневой гнили ярового ячменя в условиях Республики Марий Эл // Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2020. Т. 6. № 3. С. 345-350. DOI 10.30914/2411-9687-2020-6-3-345-350
Impact of biological products on the development of spring barley root rot in the Republic of Mari El
Hoang Tuan Anh, O. G. Maryina-Chermnykh
Mari State University, Yoshkar-Ola, Russia
Abstract. Introduction. Spring barley is a pliable and precocious grain crop. It is an important raw material base for agricultural production and human consumption. Barley culture is adapted for growing in any agro-climatic conditions and on various soils. At the same time, its cultivation and yield increase are influenced by various agroecological factors, where the system of protection from harmful organisms has the greatest impact. The use of environmental protection against diseases of various etiologies, in this case against root rot, is of particular importance for the stabilization and functioning of the agricultural system of grain crops. Objective: to study the effectiveness of protection system of Pseudobacterin-2 and Bioagro-BF biologies from root rot and their effect on spring barley yield. Materials and methods. The research was carried out using field and laboratory methods at the Mari State University, the objects of research were spring barley Vladimir and biologies Pseudobacterin-2 and Bioagro-BF. The research results, discussion. Studies conducted in the Republic of Mari El on spring barley crops using biologies Pseudobacterin-2 based on Pseudomonas aureofaciens, BS 1393 strain and Bioagro-BF base of Bacillus pumilus, strain 3-B, have shown that seed treatment, both separately and in conjunction with spraying crops during the growing season, reducing the rate of root rot infection in the germination-tillering
phase and increasing it in earing-milk ripeness period, revealed the minimum disease development on the infected organs from 39.06 to 41.31 % during this period, providing a positive increase in barley yield up to 64.4 t/ha. Conclusion. Biological preparations Pseudobacterin-2 and Bioagro-BF during seed treatment, both separately and in conjunction with crop treatment during the growing season, reduced the development of root rot on spring barley and increased the yield.
Keywords: spring barley, root rot, infection rate, disease development, Pseudobacterin-2, Bioagro-BF, seed treatment, spraying, yield
For citation: Hoang Tuan Anh, Maryina-Chermnykh O.G. Impact of biological products on the development of spring barley root rot in the Republic of Mari El. Vestnik of the Mari State University. Chapter "Agriculture. Economics". 2020, vol. 6, no. 3, pp. 345-350. (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.30914/2411-9687-2020-6-3-345-350
Введение
Развитие зерновых культур стало основой для человеческой цивилизации, а зерно - существенным продуктом в человеческой жизни. Важной продовольственной культурой в мире и в России в целом является не только пшеница, но и ячмень, кукуруза, рис и так далее. Зерновая культура ячмень - это важное сырье для производства пива, животноводства и питания человека. Количество производимого ячменя обеспечивает на 70 % животноводство кормами, представляя собой концентрированный корм, который увеличивает производительность мяса и яиц, особенно при добавлении небольшого количества ячменя в корм, улучшая здоровье и повышая выносливость крупного рогатого скота в зимний период.
Яровой ячмень - культура, которая хорошо приспособлена при выращивании в разных поч-венно-климатических условиях, и она является наиболее скороспелой [2]. Однако влияние различных факторов, таких как погодные условия, низкий уровень агротехники в земледелии, сорняки, вредители и болезни сделали урожайность зерновых культур и качество зерна, в том числе и ячменя - низкой.
Наиболее опасным заболеванием на зерновых культурах является болезнь корневая гниль. Многие авторы в различных областях России и за рубежом изучают заболевание корневая гниль злаков. Из результатов исследований было обнаружено, что основной причиной болезни корневая гниль на зерновых, является гриб Bipolaris sorokiniana и грибы из рода Fusarium. Ежегодная потеря урожая из-за этого заболевания составляет 10-30 %, при этом в разных условиях и регионах РФ она может привести к потерям и до 50 % [1; 4], поэтому применение средств защиты в предпосевной обработке семян и растений
по вегетации против возбудителей корневой гнили является одним из эффективных способов борьбы с ней [7; 12].
В сельском хозяйстве применение биологических препаратов для профилактики и борьбы с болезнями в последние годы хорошо развивается и достигает положительных результатов. Действующим началом этих препаратов служат бактерии и грибы, обитающие в почве. К таким микроорганизмам относятся грибы из рода Trichoderma, почвенные бактерии Bacillus mega-terium, Pseudomonas aureofaciens и др., которые способствуют восстановлению саморегуляции почвенного агроценоза [9].
Научные сотрудники ФГБНУ «ТатНИИСХ» А. З. Хазиев, Т. В. Зайцева и Ф. М. Хакимуллина [6] в своих исследованиях установили, что использование Псевдобактерина-3 на зерновой культуре при протравливании и при обработке посевов в период кущения сдерживало развитие корневых гнилей, и их распространенность в эту фазу была ниже на 23 %, чем на контроле, что позволило сохранить урожай от 3 до 6 ц/га. Исследования К. В. Желтовой и В. И. Долженко, 2016 [3] показали, что в защите растений, особенно в условиях интенсивного сельскохозяйственного производства, имеются некоторые элементы агро-технологий, которые способствуют развитию различных заболеваний. Особенно это сказывается на посевном материале, который необходимо протравливать, говоря, что является эффективным приемом и сдерживает развитие корневой гнили во время вегетации. Это подтверждают и ученые Курганского НИИСХ [9], что обеззараживание семян яровой пшеницы биопрепаратами, которые имели антагонистическую основу, снижает развитие корневой гнили на 3,6 %, по сравнению с контролем и повышает ее продуктивность.
Именно поэтому важной задачей биологической защиты от болезней на зерновых агроценозах является обеспечение качественной и экологически безопасной сельскохозяйственной продукции, биоконтроль фитопатогенных микроорганизмов и поддержание биоразнообразия эпифитной и почвенной микрофлоры.
Цель исследований: изучить влияние системы защиты биопрепаратами Псевдобактерин-2 и Биоагро-БФ на поражение заболеванием корневая гниль и урожайность ярового ячменя.
Материалы и методы
Экспериментальные исследования проводились в 2019 году в ФГБОУ ВО «Марийский государственный университет» на опытном поле и кафедральной лаборатории АТИ. Изучались способы защиты ячменя по схеме: 1. Контроль (без обработки); 2. Биоагро-БФ, Ж (протравливание); 3. Биоагро-БФ, Ж (протравливание + опрыскивание); 4. Псевдобактерин-2, Ж (протравливание); 5. Псевдобактерин-2, Ж (протравливание + опрыскивание), в трехкратной повторности. Протравливание семян проводили за 1 день до посева, а опрыскивание по фазам вегетации ячменя (кущение, колошение и молочная спелость). Объект исследований - яровой ячмень сорта Владимир, в Госреестре с 2007 года, имеет высокую устойчивость к различным условиям возделывания и кислотности почвы, хорошую урожайность и качество фуражного зерна. Предшественник - вико-овсяная смесь. Агротехника - общепринятая по региону.
Учет поражения ячменя корневой гнилью проводили по методике Ю. В. Попова (2011)1. Показатели урожайности проводили по общепринятой методике.
Результаты исследования, обсуждения
Перед посевом семян ячменя сорта Владимир фитосанитарная экспертиза выявила, их инфи-цированность несовершенными грибами, где было максимальное количество плесневых грибов, а минимальное - возбудителей из рр. Fusarium и Bipolaris. Применение биологических препаратов (Биагро-БФ и Псевдобакте-
1 Попов Ю.В. Метод оценки развития корневых гнилей зерновых культур // Защита и карантин растений. 2011. № 8. С. 45-47.
рин-2) в качестве обеззараживания семян снизило их зараженность [10].
Обеззараживание семян и совместная обработка семян и посевов ячменя по вегетации биопрепаратами на основе бактерий Bacillus pumilus и Pseudomonas aureofaciens (табл.) показало, что поражение заболеванием корневая гниль на посевах ярового ячменя снизилась. Если в фазу всходы - кущение коэффициент заражения был ниже на всех вариантах опыта, то уже к фазе колошение - молочная спелость он увеличился. При этом развитие болезни на зараженных органах в фазу всходы-кущение варьировалось на всех вариантах от 41,0-47,44 %, а к фазе колошение - молочная спелость на вариантах с применением биопрепаратов (Биагро-БФ и Псевдо-бактерин-2) она уже снижается. Так, на вариантах с протравливанием семян на 3,31 и 2,69 %, а на вариантах с протравливанием семян + опрыскивание посевов - на 6,38 и 3,36 % соответственно. Контрольный вариант, где не применялись биопрепараты, в фазу колошение -молочная спелость показал рост развития болезни на зараженных органах в 1,3-1,6 раза, по сравнению с другими вариантами.
Проанализировав данные таблицы, мы видим, что наименьший коэффициент заражения корневой гнилью во все фазы развития ячменя был на варианте Биоагро-БФ (протравливание + опрыскивание) - 2,11 и 8,34 %, причем развитие болезни на зараженных органах в эти же фазы составил - 41,0 и 34,62 %, то есть при увеличении коэффициента заражения происходит снижение развития болезни на зараженных органах, а значит, происходит воздействие биопрепаратов на корневую гниль. Такая же картина наблюдалась и при использовании биопрепарата Псевдобакте-рин-2 (протравливание+опрыскивание). Использование биопрепаратов для обеззараживания семян также показало снижение развития корневой гнили на зараженных органах.
Следовательно, обработка семян перед посевом и протравливание семян с опрыскиванием растений в период вегетации биологическими препаратами Биоагро-БФ и Псевдобактерин-2 оказало существенное влияние на снижение по-раженности ярового ячменя корневой гнилью, особенно в фазу колошение - молочная спелость.
Урожайность зерновых культур является главным фактором эффективности применяемых технологий. В различных системах защиты растений
применение биопрепаратов обеспечивает прибавку урожайности в 1,5-2 раза, по отношению к контролю [5]. Исследования ряда ученых [8; 11] так же свидетельствуют о том, что при-
менение биологических препаратов на зерновых культурах повышает устойчивость семян и растений к заболеваниям, увеличивая урожайность и качество продукции.
Поражение корневой гнилью посевов ячменя по фазам вегетации, %, 2019 г. / Root rot damage of barley crops by phases of vegetation, %, 2019
Варианты / Options Фазы развития растений / Plant development phases
всходы - кущение / seedlings - tillering колошение - молочная спелость / earing - milk ripeness
К Рб(б) К Рб(б)
Контроль (без обработки) 12,24 47,44 21,74 56,02
Биагро-БФ, Ж (протравливание) 3,9 42,71 8,60 39,40
Биагро-БФ, Ж (протравливание+опрыскивание) 2,11 41,0 8,34 34,62
Псевдобактерин-2 (протравливание) 7,38 44,0 12,36 41,31
Псевдобактерин-2 (протравливание+опрыскивание) 5,6 42,42 10,24 39,06
Примечание: К - коэффициент заражения; Рб(б) - развитие болезни на зараженных органах.
Это подтверждается и нашими исследования- ем препарата Биоагро-БФ, особенно совместное ми (рис.), где наибольшая урожайность ярового использование его при обработке семян и посе-ячменя была получена на варианте с применени- вов по вегетации.
□ Контроль И Биагро -БФ/протравливание
□ Биагро-БФ/протравл.+опрыскивание ЕВ Псевдобактерин-2/протравлиние
■ Псевдобактерин-2/протравл.+опрыскивание
Влияние биопрепаратов на урожайность ячменя, т/га / Influence of biologies on barley yield, t/ha
Урожайность в зависимости от применяемых и Биагро-БФ, по отношению к контрольному вари-систем защиты показала, что прибавка обеспечилась анту. Наибольшая прибавка была на варианте при использовании биопрепарата Псевдобактерин-2 Биагро-БФ, Ж (протравливание + опрыскивание) -
64,4 %, а наименьшая 13 % - на варианте Псевдо-бактерин-2 (обработка семян). Сочетание систем биологической защиты (протравливание семян и совместная обработка семян и посевов) обеспечивает устойчивый прирост урожайности ярового ячменя.
Заключение
Применение в системе защиты биологических препаратов Псевдобактерин-2 и Биоагро-БФ способствовало снижению развития ярового ячменя корневой гнилью с 14,71-21,4 % и увеличению урожайности ячменя.
Литература
1. Андреев М.И., Марьина-'Чермных О.Г. Система защиты растений как важный компонент в борьбе с вредными объектами растений // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мос. чтения: материалы Междунар. научно-практич. конф. Мар. гос. ун-т, Йошкар-Ола, 2018. Вып. 20. С. 102-105.
2. Вошедский Н.Н. Выращивание ярового ячменя в условиях Ростовской области // Известия ОГАУ. 2015. № 3 (53). С. 40-43.
3. Желтова К.В., Долженко В.И. Современные средства защиты озимой пшеницы от корневых гнилей // Зернобобовые и крупяные культуры. 2016. № 4 (20). С. 71-79.
4. Марьина-'Чермных О.Г. Возможность использования почвенных грибов для биологической борьбы с корневыми гни-лями зерновых культур // Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2016. № 6. С. 33-37.
5. Немченко В.В., Цыпышева М.Ю., Вьюник М.В. Формирование урожая зерна и снижение пораженности растений яровой пшеницы корневыми гнилями при использовании биопрепаратов // Вестник ОмГАУ. 2015. № 3 (19). С. 16-19.
6. Новикова И.И. Полифункциональные биопрепараты для фитосанитарной оптимизации агроэкосистем в биологическом земледелии // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2019. № 2 (99). С. 183-194.
7. Постовалов А.А. Оценка эффективности предпосевной обработки семян яровой пшеницы препаратами в борьбе с корневой гнилью // Вестник Курганской ГСХА. 2018. № 2 (26). С. 60-62.
8. Скородумов Н.Ю. Оценка эффективности применения препарата алкамон ОС-2, ПС на посевах ячменя в Предуралье // АВУ. 2015. № 1 (131). С. 6-11.
9. Хазиев А.З., Зайцева Т.В., Хакимуллина Ф.М. Роль протравливания семян в борьбе с корневыми гнилями // Защита и карантин растений. Методы и средства. 2015. № 3. C. 20-23.
10. Хоанг Туан Ань. Эффективность обеззараживания семян ярового ячменя средствами защиты растений // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения: материалы Междунар. научно-практич. конф. Мар. гос. ун-т. Йошкар-Ола, 2020. Вып. 22. С. 14-16.
11. Черников П.П., Гайдукова Ю.В. Продуктивность пивоваренных сортов ячменя в зависимости от минеральных удобрений и биопрепаратов // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2018. № 3. С. 25-32.
12. Toymetov M.E., Maryina-Chermnykh O.G. Influence of biological drugs on phytosanitary condition of seeds of spring barley // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 516. 2019. Vol. 421. С. 1064.
References
1. Andreev M.I., Maryina-Chermnykh O.G. Sistema zashchity rastenii kak vazhnyi komponent v bor'be s vrednymi ob"ektami rastenii [Plant protection system as an important component in the fight against plant pests]. Aktual'nye voprosy sovershenstvovaniya tekhnologii proizvodstva i pererabotki produktsii sel'skogo khozyaistva: Mos. chteniya: materialy Mezhdunar. nauchno-praktich. konf. = Topical issues of improving the technology of production and processing of agricultural products: Mosolov Readings: Materials of the International scientific and practical conference, Mari State University, Yoshkar-Ola, 2018, issue 20, pp. 102-105. (In Russ.).
2. Vashedsky N.N. Vyrashchivanie yarovogo yachmenya v usloviyakh Rostovskoi oblasti [Spring barley growing under the conditions of Rostov region], Izvestiya OGAU = Izvestia OSAU, 2015, no. 3, pp. 40-43. (In Russ.).
3. Zheltova K.V., Dolzhenko V.I. Sovremennye sredstva zashchity ozimoi pshenitsy ot kornevykh gnilei [Modern means of protection from winter wheat root rot]. Zernobobovye i krupyanye kul'tury = Legumes and Groat Crops, 2016, no. 4(20), pp. 71-79. (In Russ.).
4. Maryina-Chermnykh O.G. Vozmozhnost' ispol'zovaniya pochvennykh gribov dlya biologicheskoi bor'by s kornevymi gni-lyami zernovykh kul'tur [Possibility of soil fungi usage for biological control of root rots of cereal crops]. Vestnik Mariiskogo gosu-darstvennogo universiteta. Seriya "Sel'skokhozyaistvennye nauki. Ekonomicheskie nauki" = Vestnik of the Mari State University. Chapter "Agriculture. Economics", 2016, no. 6, pp. 33-37. (In Russ.).
5. Nemchenko V.V., Tsypysheva M.Yu., Vyunik M.V. Formirovanie urozhaya zerna i snizhenie porazhennosti rastenii yarovoi pshenitsy kornevymi gnilyami pri ispol'zovanii biopreparatov [The formation of grain yield and reduction of infestation of spring wheat root rots in the use of biologics]. Vestnik OmGAU = Vestnik of Omsk SAU, 2015, no. 3 (19), pp. 16-19. (In Russ.).
6. Novikova I.I. Polifunktsional'nye biopreparaty dlya fitosanitamoi optimizatsii agroekosistem v biologicheskom zemledelii [Polyfunctional biological products for phytosanitary optimization of agroecosystems in biological agriculture]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii rastenievodstva i zhivotnovodstva = Technologies and technical means of mechanized production of crop and livestock products, 2019, no. 2(99), pp. 183-194. (In Russ.).
7. Postovalov A.A. Otsenka effektivnosti predposevnoi obrabotki semyan yarovoi pshenitsy preparatami v bor'be s kornevoi gnil'yu [Efficiency estimation of preplant treatment of spring wheat seeds by preparations in the control of spot blilght]. Vestnik Kurganskoj GSHA = Vestnik of Kurgan State Agricultural Academy, 2018, no. 2(26), pp. 60-62. (In Russ.).
8. Skorodumov N.Yu. Otsenka effektivnosti primeneniya preparata alkamon OS-2, PS na posevakh yachmenya v Predural'e [Efficiency rating of using preparation alkamon OS-2, PS on barley crops in the Urals]. AVU = Agrarian Bulletin of the Urals, 2015, no. 1 (131), pp. 6-11. (In Russ.).
9. Khaziev A.Z., Zaitseva T.V., Khakimullina F.M. Rol' protravlivaniya semyan v bor'be s kornevymi gnilyami [The role of seed treatment in the fight against root rot]. Zashchita i karantin rastenii = Plant Protection and Quarantine, 2015, no. 3, pp. 20-23. (In Russ.).
10. Hoang Tuan An Effektivnost' obezzarazhivaniya semyan yarovogo yachmenya sredstvami zashchity rastenii [Efficiency of disinfection of spring barley seeds with plant protection products]. Aktual'nye voprosy sovershenstvovaniya tekhnologii proizvodstva i pererabotki produktsii sel'skogo khozyaistva: Mos. chteniya: materialy Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii = Topical issues of improving the technology of production and processing of agricultural products: Mosolov Readings: Materials of the International scientific and practical conference, Mari State Un-ty, 2020, issue 22, pp. 14-16. (In Russ.).
11. Chernikov P.P., Gaidukova Yu.V. Produktivnost' pivovarennykh sortov yachmenya v zavisimosti ot mineral'nykh udobrenii i biopreparatov [Productivity of malting barley varieties depending on mineral fertilizers and biological products]. Vestnik Kurskoi gosudarstvennoi sel'skokhozyaistvennoi akademii = Bulletin of Kursk State Agricultural Academy, 2018, no. 3, pp. 25-32. (In Russ.).
12. Toymetov M.E., Maryina-Chermnykh O.G. Influence of biological drugs on phytosanitary condition of seeds of spring barley. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 516, V. 421, 2019, P. 1064. (In Eng.).
Статья поступила в редакцию 14.08.2020 г.; принята к публикации 3.10.2020 г.
Submitted 14.08.2020; revised 3.10.2020.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
All authors have read and approved the final manuscript.
Об авторах Хоанг Туан Ань
аспирант, Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола, Россия,
hoangtuananh3210@gmail. com
Марьина-Чермных Ольга Геннадьевна
доктор биологических наук, профессор, Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола, Россия, ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7122-0743, [email protected]
About the authors Hoang Tuan Anh
Postgraduate Student, Mari State University, Yosh-kar-Ola, Russia, [email protected]
Olga G. Maryina-Chermnykh
Dr. Sci. (Biology), Professor, Mari State University, Yoshkar-Ola, Russia, ORCID: https://orcid.org/ 0000-0002-7122-0743, [email protected]
