CC BY
25
Аграрная наука Евро-Северо-Востока, № 4 (53), 2016 г. УДК 633.13:631.52
Новые пестициды и агрохимикаты в технологии возделывания голозерного овса Вятский
Шешегова Татьяна Кузьмовна, доктор биол. наук, зав. лабораторией1, руководитель секции2,
Баталова Галина Аркадьевна, доктор с.-х. наук, профессор, член-корреспондент РАН, зам. директора1, руководитель секции2, Щеклеина Люция Муллаахметовна, кандидат с.-х. наук, ст. научный сотрудник1, Русакова Ирина Ивановна, кандидат с.-х. наук, зав. лабораторией1 ФГБНУ «НИИСХ Северо-Востока», 2ФГБНУ СВРАНЦ, г. Киров, Россия
E-mail: [email protected]
В полевых и лабораторных (in vitro) экспериментах 2012-2014 гг. изучали влияние препаратов Эмистим, Р, Циркон, Р, Силиплант, Р и штамма А-4 Streptomyces hygroscopicus на фитосанитарное состояние посевов и зерна, урожайность зерна, зеленой и сухой биомассы голозерного овса сорта Вятский. Использование препаратов было в чистом виде при обработке семян и посевов в фазу кущения и в составе баковой смеси с химическим фунгицидом Дивиденд стар. Площадь делянок 5 м2, повторность 3-кратная, в микробиологических исследованиях - 5-кратная. Выявлено, что наиболее эффективными в технологии возделывания голозерного овса Вятский являются регулятор роста растений Эмистим и штамм А-4 S. hygroscopicus. Препарат Эмистим в чистом виде и в смеси с фунгицидом Дивиденд стар достоверно снижал развитие фузариозных (корневые гнили, фузариоз метелки) и гельминтос-пориозных (красно-бурая пятнистость) болезней. Применение штамма А-4 S. hygroscopicus в фитосанитарных целях эффективно при обработке растений культуральной жидкостью актиномицета в фазу кущения. В конта-минанте зерна свежего урожая преобладали (88,5%) условно-патогенные грибы: Altemaria spp. (34,1%), Cladosporium spp. (11,8%), Pénicillium spp. (22,4%) и др., а доля видов Fusarium spp. не превышала 10%. Изучаемые препараты оказали положительное влияние на продукционные процессы голозерного овса. Прибавки урожая зерна и зеленой массы, сбор сухого вещества от их использования составили в среднем за два года от 4 до106% по отношению к контролю. Это свойство действующих веществ препаратов наиболее ярко проявляется в неблагоприятных условиях вегетации. Например, в засушливом 2013 году достоверные прибавки зерна получены в 14 опытных вариантах из 15-ти, зеленой массы - в 6-ти, сухого вещества - в 10-ти; в условиях достаточного увлажнения 2014 года, несмотря на более высокую урожайность, они были несущественны Установлено, что значительное влияние на формирование урожая зерна оказывали не только изучаемые препараты и климатические условия вегетации растений, но и болезни: корневые гнили (r = -0,49) и стеблевая ржавчина (r = -0,42).
Ключевые слова: голозерный овес, пестициды и агрохимикаты, грибные болезни, микрофлора зерна, урожайность зерна, зеленой и сухой биомассы
Естественно-географические условия Кировской области в последние годы характеризуются пониженным температурным режимом в летние месяцы и проявлением почвенной и воздушной засухи в период формирования и налива зерна. Дерново-подзолистые почвы области имеют повышенную кислотность, низкое плодородие и слабую биологическую активность. Все эти факторы значительно снижают адаптивные свойства сельскохозяйственных растений и резистентность их к комплексу неблагоприятных абиотических факторов, способствуют усилению развития возбудителей грибных и бактериальных болезней. В таких условиях посевы зерновых культур ежегодно поражаются корневыми инфекциями, микозами генеративных органов и пятнисто-стями различной этиологии. Поскольку устойчивость к неспецифическим инфекциям в значительной степени определяется физиологическим состоянием растений и условиями среды, то особое внимание нужно уделять растению-хозяину с точки зрения улучшения его выращи-
вания. Это особенно важно для голозерного овса - более восприимчивого к неблагоприятным факторам биотической и абиотической природы. Технология возделывания его должна предусматривать мероприятия по улучшению фи-тосанитарного состояния посевов и получения стабильно высокой урожайности биологически полноценного продовольственного и фуражного зерна. Экологически безопасное и менее затратное производство зерна возможно при использовании биопрепаратов, которые позволяют активизировать процессы жизнедеятельности растений, усилить свойства адаптивности, и поэтому могут стать достойной альтернативой химическим пестицидам.
Цель исследований — изучение влияния новых пестицидов и агрохимикатов на урожайность зерна и кормовой массы, фитосани-тарное состояние посевов и зерна голозерного овса сорта Вятский.
Материал и методы. Исследования выполнены в 2012-2014 гг. Изучали влияние новых препаратов на формирование продук-
тивности голозерного овса сорта Вятский. Для предпосевной обработки семян (ОС) и обработки посевов в фазу кущения (ОП) использовали: кремнийсодержащее хелатное микроудобрение (марка «универсальное») Сили-плант, Р в дозе 60 мл/т и 0,8 л/га соответственно; регуляторы роста Эмистим, Р (д.в. продукты метаболизма симбионтного гриба Acremo-nium lichenicola) - 1 мл/т и 1 мл/га и Циркон, Р (д.в гидроксикоричная кислота) - 2 мл/т и 20 мл/га; штамм А-4 актиномицета Streptomy-ces hygroscopicus, выделенного в лаборатории биотехнологии растений и микроорганизмов НИИСХ Северо-Востока, в дозе 0,5 л/т и 1 мл/га культуральной жидкости. Системный химический фунгицид Дивиденд стар, КС (дифеноконазол 30 г/л + ципроконазол 6,3 г/л) в дозе 1 л/т применялся для предпосевной обработки семян индивидуально и в составе баковых смесей. Контрольным вариантом были семена без обработки (К). Нормы расхода препаратов взяты в соответствии со «Списком... , 2012 г.» [1] или рекомендованы разработчиками. Оценку пораженности болезнями проводили в соответствии с Методикой государст-
венного сортоиспытания [2] и общепринятыми шкалами Э.Э Гешеле [3], М.Ф. Григорьева [4], О.С Петровой и О.С Афанасенко [5]. В микологических исследованиях использовали справочники В.И Билай [6], Методы почвенной микробиологии [7], Атлас микроорганизмов... [8]. Объектом изучения являлись болезни овса: корневые гнили и фузариоз метелки (Fusarium ssp.), корончатая (Puccinia coronifera Kleb.) и стеблевая (Puccinia graminis Erikss et Henn) ржавчина, красно-бурая пятнистость (Drechlera avenae (Sacc.) Shoem Ito), а также микроорганизмы, кон-таминирующие зерно. Площадь полевых делянок 5 м2, повторность 3-кратная; в микробиологических исследованиях - 5-кратная.
Статистическую обработку экспериментальных данных проводили по Б.А. Доспехову [9] с использованием программы "Agros 2.07", корреляционный анализ - с использованием пакета прикладных программ Microsoft Ехсе1 из стандартного набора Microsoft Office.
Результаты и их обсуждение. Среди изучаемых препаратов наиболее эффективным в ограничении корневых гнилей был регулятор роста растений Эмистим (табл. 1).
Таблица 1
Влияние препаратов и способов их применения на развитие грибных болезней голозёрного овса сорта Вятский (2012-2014 гг.)
Степень поражения, %
Варианты корневые красно-бурая стеблевая корончатая фузариоз
гнили пятнистость ржавчина ржавчина метелки
Контроль - семена без обработки 25,3 14,0 76,6 36,6 13,3
ОС Дивиденд стар 20,0 14,3 83,3 30,0 11,7
ОС Эмистим 18,0 10,7 70,0 27,0 13,3
ОС А-4 23,0 11,8 73,3 27,0 13,3
ОС Силиплант 22,8 11,0 66,7 27,0 10,0
ОС Циркон 21,0 14,0 70,0 27,3 13,3
ОС Дивиденд стар + Эмистим 19,6 11,3 70,0 27,3 11,7
ОС Дивиденд стар + А-4 21,4 14,0 63,3 30,0 11,7
ОП Эмистим 19,5 8,0 63,0 36,0 10,0
ОП А-4 20,2 7,3 63,0 33,3 6,3
ОС + ОП Эмистим 18,3 10,0 63,3 30,0 10,0
ОС + ОП А-4 24,6 7,8 56,6 27,0 10,0
ОС Дивиденд стар +Эмистим + + ОП Эмистим 1 5 ,7 7,3 63,3 27,0 6,6
ОС Дивиденд стар + А-4 + + ОП А-4 26,1 6,0 63,3 30,0 8,3
ОС+ ОП Силиплант 22,0 9,0 63,7 36,0 13,3
ОС+ ОП Циркон 22,8 8,8 66,7 33,3 13,3
НСР05 7,7 5,5 20,3 10,2 6,4
Обработка семян препаратом существенно снижала развитие болезни, которое было минимальным (15,7%) в варианте с применением баковой смеси Эмистим с фунгицидом Дивиденд стар и последующей обработкой посевов в фазу кущения регулятором роста. Биологическая эффективность препарата в чистом виде и в составе баковых смесей изменялась от 23 до 38%. В других вариантах опыта она была на уровне от 2,8 до 20,2%.
Обработка посевов в фазу кущения растений биопрепаратами достоверно снижала развитие красно-бурой пятнистости листьев с 14,0% в контроле до 6,0% в варианте двукратного использования штамма А-4 в сочетании с фунгицидом Дивиденд стар. Биологическая эффективность изученных препаратов в защите от этой болезни составила 28,6-57,2%.
Развитие стеблевой ржавчины на посевах овса в 2013 году достигало 83,3%, корончатой - 36,6%. В условиях жесткого инфекционного фона препараты не способствовали снижению ржавчинной инфекции. Можно лишь отметить достоверное снижение поражения растений стеблевой ржавчиной только при обработке посевов культуральной жидкостью S. hygroscopicus. Штамм А-4 также существенно ограничивал поражение метелки фуза-риозом. Биологическая эффективность данного штамма в опытных вариантах изменялась от 25,0 до 52,7%.
При проведении микробиологического анализа зерна урожая 2013 г. была выявлена преимущественно грибная инфекция (99,3%), среди которой доминировали (88,5%) условно-патогенные виды: Alternaría spp. (34,1%), Cla-dosporium spp. (11,8%), Penicillium spp. (22,4%) и др. Патогенная микрофлора была представлена видами Fusarium spp. (F. poae, F. Spotri-chichoides, F. oxysporum) и бактериями рода Pseudomonas (табл. 2). Всего идентифицированы представители 9 родов микромицетов. Видовое разнообразие микроорганизмов в опытных вариантах изменялось от 1 (обработка семян препаратом Циркон) до 5 (обработка семян S. hygroscopicus). Наибольшей частотой встречаемости отличались виды Alternaria spp. - в 13 вариантах, Penicillium spp. - в 11, Cladosporium spp. - в 7 и Fusarium spp. - в 4. Инфицирован-ность зерна свежего урожая в опытных вариантах составила в среднем 57,2% (от 35,0 до 77,8%), в контрольном - 50%. При этом в вариантах с обработкой семян она была от 40,0 до 77,8%, посевов - от 35,0 до 70,0%. В исследованиях не наблюдали существенного положительного влияния последействия изученных
препаратов, вне зависимости от способа их применения, на структуру и динамику микрофлоры зерна. Можно лишь отметить небольшую долю фузариозных грибов (10,3%) - возбудителей корневых гнилей, метелки и зерна в общем контаминанте, вероятно, вследствие повышения общей стрессоустойчивости растений и включением у генотипа механизмов депрессии роста мицелия патогенных грибов под влиянием действующих веществ препаратов.
Таблица 2
Видовой состав семенной инфекции (в среднем по вариантам опыта)
Родовое (видовое) название патогена Доля в контаминанте, %
Alternaria spp. 34,1
Penicillium spp. 22,4
Cladosporium spp. 11,8
Acremoniella spp. 9,4
Trichoderma lignorum 8,2
Aspergillus spp. 1,2
Stemhylium spp. 1,2
Fusarium poae 5,0
Fusarium spotrichichoides 2,1
Fusarium oxysporum 3,2
Бактерии Pseudomonas spp. 1,2
Изучаемые препараты оказали положительное влияние на урожайность зерна и кормовой массы сорта Вятский (табл. 3). Прибавки урожая зерна по отношению к контролю в среднем за 2013-2014 гг. варьировали от 12% в варианте ОС Силиплант до 50% - ОС Эмистим, зеленой массы - от 4% (ОС + ОП Силиплант) до 60% (ОС Дивиденд стар + Эмистим). Дополнительный сбор сухого вещества изменялся от 27% в двух вариантах: ОС штаммом А-4 hygroscopicus и ОС баковой смесью Дивиденд стар + А-4 + ОП А-4 до 106% - обработка семян баковой смесью Дивиденд стар + Эмистим. Достоверная прибавка урожая зерна в оба года исследований получена в варианте ОС Эмистим, сухого вещества - в варианте обработки семян баковой смесью Дивиденд стар + А-4 5. hygrosсopicus.
Следует отметить более высокую эффективность биопрепаратов в неблагоприятных условиях выращивания голозерного овса. Несмотря на более низкую урожайность зерна в засушливом 2013 году (ГТК = 0,9 в период «всходы - полная спелость»), во всех опытных вариантах, за исключением ОС штаммом А-4, она была достоверно выше контроля.
Таблица 3
Влияние препаратов на урожайность зерна и кормовой массы голозёрного овса сорта Вятский (2013-2014 гг.)
Вариант Урожайность, г/м2 Сбор сухого вещества, г/м2
зерно зеленая масса
2013 г. 2014 г. среднее 2013 г. 2014 г. среднее 2013 г. 2014 г. среднее
К - семена без обработки 131 411 271 1000 1867 1434 167 322 244
ОС Дивиденд стар 255 374 314 2133 1200 1666 470 226 348
ОС Эмистим 240 572 406 1800 1689 1745 360 313 336
ОС А-4 162 357 260 1182 1956 1569 236 383 309
ОС Силиплант 185 422 304 1800 2311 2056 360 419 389
ОС Циркон 250 464 357 2311 1778 2044 428 308 368
ОС Дивиденд стар + Эмистим 307 452 380 2311 2267 2289 599 405 502
ОС Дивиденд стар +А-4 294 449 372 2067 2089 2078 413 530 472
ОП Эмистим 340 449 394 2044 2489 2266 444 445 445
ОП А-4 350 341 346 2222 2222 2222 290 397 344
ОС + ОП Эмистим 307 372 340 1857 1867 1862 384 339 361
ОС + ОП А-4 344 390 367 1022 2400 1711 248 454 351
ОС Дивиденд стар + Эмистим + ОП Эмистим 253 378 316 1600 1778 1689 533 347 440
ОС Дивиденд стар + А-4 + ОП А-4 274 382 328 1378 1822 1600 276 342 309
ОС+ ОП Силиплант 263 407 335 1422 1556 1489 356 324 340
ОС+ ОП Циркон 210 418 314 1244 2222 1733 318 429 374
Среднее по году 260 415 - 1712 1970 - 368 374 -
НСР05 48 67 - 950 771 - 160 160 -
Существенное превышение урожайности зеленой массы в условиях 2013 года было отмечено в 6 опытных вариантах, сухого вещества - в 10. В условиях достаточного (ГТК =1,2 в период «всходы - полная спелость»), а в отдельные периоды вегетации и избыточного увлажнения (ГТК = 1,7 в период «выход в трубку - молочная спелость») 2014 года урожайность зерна в среднем по вариантам была выше на 60% относительно уровня 2013 года. Однако по сравнению с контролем прибавки были в основном недостоверны.
Зерновая и кормовая продуктивность голозерного овса сорта Вятский формировалась не только под действием экологических факторов окружающей среды и элементов сортовой технологии (варианты применения препаратов), но и, в некоторой степени, исходя из фи-тосанитарного состояния фитоценоза овса. Среди изучаемых патогенных комплексов достоверное (при Р>0,95) негативное влияние на формирование урожайности зерна оказывали корневые гнили (г = -0,49) и стеблевая ржавчина (г = -0,42). Зависимость от других болезней была несущественна (г = -0,09 ... - 0,21).
Выводы. Среди изученных вариантов применения новых пестицидов и агрохимика-тов наиболее эффективным в технологии возделывания голозерного овса сорта Вятский были регулятор роста растений Эмистим и штамм А-4 S. hygroscopicus. Препарат Эмистим в чистом виде и в смеси с фунгицидом Дивиденд стар снижает развитие фузариозных (корневые гнили, фузариоз метелки) и гельминтоспориоз-ных (красно-бурая пятнистость) болезней. Применение штамма А-4 S. hygrosoopicus в фи-тосанитарных целях эффективно при обработке растений культуральной жидкостью в фазу кущения. В контаминанте зерна свежего урожая преобладают условно-патогенные грибы, а доля видов Fusarium spp. не превышает 10%. Наибольшее негативное влияние на формирование урожая зерна оказывали корневые гнили (г = -0,49) и стеблевая ржавчина (г = -0,42). Препараты наиболее эффективны были в неблагоприятных климатических условиях 2013 года (засуха), несмотря на более низкую урожайность (на 60%), чем в благоприятном 2014 году. Прибавки урожайности зерна и зеленой массы, сбора сухого вещества от использования препаратов составили в среднем 4-106%.
Список литературы
1. Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации. Справочное издание. 2012. 575 с.
2. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М., 1985. 230 с.
3. Гешеле Э.Э. Методическое руководство по фитопатологической оценке зерновых культур. Одесса, 1971. 178 с.
4. Григорьев М.Ф. Методические указания по изучению устойчивости зерновых культур к корневым гнилям. Л.: ВАСХНИЛ, ВИР, 1976. 59 с.
5. Петрова О.С., Афанасенко О.С. Методические рекомендации по диагностике и методам оценки устойчивости овса к возбудителям пятни-стостей листьев. СПб: ВИЗР, 2003. 28 с.
6. Билай В.И. Фузарии. Киев: Наукова Думка, 1977. 432 с.
7. Методы почвенной микробиологии и биохимии / под ред. Звягинцева. М.: Изд-во МГУ, 1991. 304 с.
8. Широких А.А., Широких И.Г., Шешегова Т.К. Атлас микроорганизмов сельскохозяйственных культур. Киров: КОГУП «Кировская областная типография», 2004. 48 с.
9. Доспехов В.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1985. 415 с.
New pesticides and agro-chemicals in technology of cultivation of naked oat Vyatsky
Sheshegova T.K.1'2, DSc in biology, head of laboratory, head of scientific-methodical branch,
Batalova G.A.1'2, DSc in agriculture, professor, corresponding member of RAS, deputy director,
Head of section of breeding, seed growing and biotechnology,
Shchekleina L.M.1, PhD in agriculture, senior researcher,
Rusakova I.I.1, PhD in agriculture, head of laboratory
1North-East Agricultural Research Institute, Kirov, Russia
2North-East Regional Agrarian Scientific Center, Kirov, Russia
The influence of biological preparations Emistim, Zirkon, Siliplant and Streptomyces hygroscopicus strain A-4 on phytosanitary status of plants and grains, grain yield, fresh and dry matter yield of naked oat Vyatsky was studied in the field and laboratory (in vitro) experiments. Biological preparations were used separately for treatment of seeds and plants at tillering phase and in mixture with chemical fungicide Dividend star for seed treatment. Plot area was 5 m2, 3 replications, in microbiological research - 5 replications. It was shown that growth regulator Emistim and St. hygroscopicus strain A-4 are most effective in cultivation technology of naked oat Vyatsky. Preparation Emistim per se and in mixture with fungicide Dividend star significantly reduced development of fusariosis (root rot, fusariosis of panicle) and helminthosporiosis (red-brown spot) diseases. Using of spore suspension of St. hygroscopicus strain A-4 is effective for phytosanitary purposes at plant treatment at tillering phase. Potentially pathogenic fungi Alternaria spp. (34.1%), Cladosporium spp. (11.8%), Penicillium spp. (22.4%) etc. prevailed (88.5%) in contaminant of newly grains, part of Fusarium spp. species was less than 10%. Studied preparations positively influenced on production processes in naked oat. Addition grain, fresh and matter yield was from 4 up to 106% relative to control on average for two years. This property of active substances of preparations is most evident in unfavorable growth conditions. For example, in dry 2013 significant addition grain yield was obtained in 14 variants of experiment from 15; fresh yield - in 6; dry matter - in 10; in 2014 with sufficient moistening they was not significant despite higher yield. It was established that significant influence on grain yield was provided not only by using preparations but also by diseases: root rot (r = -0.49) and stem rust (r = -0.42).
Key words: naked oat, pesticides and agro-chemicals, fungal diseases, grain microbiota, grain yield, fresh yield, dry matter yield
References
1. Gosudarstvennyy katalog pestitsidov i agrokhimikatov, razreshennykh kprimeneniyu na territorii Rossiyskoy Federatsii. Spravochnoe izdanie. [State List of pesticides and agrochemicals permitted for use in Russian Federation. Reference edition]. 2012. 575 p.
2. Metodika gosudarstvennogo sortoispytaniya sel'skokhozyaystvennykh kul'tur. [Methods of state variety testing of agricultural crops]. Moscow, 1985. 230 p.
3. Geshele E.E. Metodicheskoe rukovodstvo po fitopatologicheskoy otsenke zernovykh kul'tur. [Methodical guide on phytopathologycal estimation of grain crops]. Odessa, 1971. 178 p.
4. Grigor'ev M.F. Metodicheskie ukazaniya po izucheniyu ustoychivosti zernovykh kul'tur k kornevym gnilyam. [Methodical instructions for studying of grain crop resistance to root rot]. Leningrad: VASKhNIL, VIR, 1976. 59 p.
5. Petrova O.S., Afanasenko O.S. Metodicheskie rekomendatsii po diagnostike i metodam otsenki ustoychivosti ovsa k vozbuditelyam pyatnistostey list'ev. [Methodical recommendations on diagnostic and methods of estimation of oat resistance to leaf spot]. Saint-Petersburg: VIZR, 2003. 28 p.
6. Bilay V.I. Fuzarii. [Fusarioses]. Kiev: Naukova Dumka, 1977. 432 p.
7. Metody pochvennoy mikrobiologii i biokhimii. [Methods of soil microbiology and biochemistry]. Pod red. Zvyagintseva. Moscow: Izd-vo MGU, 1991. 304 p.
8. Shirokikh A.A., Shirokikh I.G., Sheshegova T.K. Atlas mikroorganizmov sel'skokhozyaystvennykh kul'tur. [Atlas of microorganisms of agricultural crops]. Kirov: KOGUP. «Kirovskaya oblastnaya tipografiya», 2004. 48 p.
9. Dospekhov V.A. Metodikapolevogo opyta. [Methods of field experiment]. Moscow: Kolos, 1985. 415 p.
