CC BY
44
УДК 633.34:632.93
Е. В. ДРОЗДОВА Л. В. ЮШКЕВИЧ
Омский государственный педагогический университет
Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук, г. Омск
ВЛИЯНИЕ
СРЕДСТВ ИНТЕНСИФИКАЦИИ НА ФИТОСАНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОСЕВОВ СОИ В ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Одними из важнейших факторов устойчивого развития зернового производства Западной Сибири являются защита посевов от сорной растительности и предотвращение потерь конечного урожая от комплекса инфицированного поражения посевов зерновых культур. Применение удобрений для защиты растений от сорной растительности, инфекций связано не только с затратами ресурсов, но и, самое главное, с возможным отрицательным воздействием на агрофитоценоз и в основном на окружающую среду при неграмотном применении средств интенсификации.
Ключевые слова: фитосанитарное состояние, средства интенсификации, эпифитотии, корневые гнили, фузариоз, септериоз.
При почвозащитном земледелии существенно изменяется экологическая направленность развития агрофитоценозов, характер и условия взаимоотношений культурного и сорного компонентов. Адаптивная сбалансированная система земледелия должна обеспечивать оптимальное состояние фитосанитар-ного состояния посевов, способствовать повышению почвенного плодородия и урожайности сельскохозяйственных культур.
Для оптимизации фитосанитарного состояния посевов зернобобовых культур в Западной Сибири необходима дальнейшая разработка и совершенствование всех составляющих интегрированной системы защиты: возделывания устойчивых сортов, рационального применения удобрений и экологически безопасных средств интенсификации. Защита растений от инфекций определяет сбалансированность сельскохозяйственного производства, которое призвано обеспечить население доброкачественными продуктами питания и здоровой средой обитания, а промышленность — сырьем [1 ].
Цель исследований — изучение фитосанитар-ного состояния посевов сои при длительном применении различных по интенсивности технологий обработки почвы и средств интенсификации в южной лесостепи Западной Сибири.
Исследования выполнялись на базе длительного стационарного опыта в ГНУ СибНИИСХ на посевах сои сорта Сибирячка — в 2011—2013 гг.
Опыт двухфакторный — закладывалось два блока: системы основной обработки почвы и системы применения средств интенсификации.
Почва опытного участка — чернозем, выщелоченный, тяжелосуглинистый, с содержанием гумуса до 7-8 %.
Учеты, наблюдения проводили по методике Э. Э. Ге-шеле (1978), В. А. Чулкиной (1987) через 15-20 дней после обработки посевов, к концу периода ожидания.
Рациональное применение интенсивных технологий в стационаре осуществлялось в течение 29 лет (с 1986 г.).
Варианты опыта:
1. Фактор обработки почвы (фактор А):
1) отвальная (ежегодная вспашка на глубину 2022 см) — наиболее энергоемкая и эрозионно опасная;
2) плоскорезная (на глубину 10-14 см) — ресурсосберегающая, почвозащитная;
3) минимально-нулевая (на глубину 6-8 см) — щадящая.
2. Фактор химизации (фактор В):
1) контроль (без химизации);
2) система гербицидов (дикотициды);
3) система удобрений Н30Р30 (У);
4) система гербицидов и удобрений (ГУ);
5) система гербицидов, удобрений и фунгицидов (ГУФ);
6) система гербицидов, удобрений, фунгицидов и ретардантов (комплексная химизация).
Опыт закладывался в четырехкратной повтор-ности, расположение вариантов последовательное. Удобрения вносились весной при посеве локально сеялкой С3-3,6 по 60 кг/га д. в. Обработку гербицидами (пивот, пульсар) проводили в фазу ветвления сои. Фунгициды (ТИЛТ-250) и ретарданты (ССС) применялись в фазу начала плодообразования. Обработка посевов средствами защиты растений проводилась опрыскивателем ОП-2000 в оптимальные сроки, согласно рекомендациям и схеме опыта. При закладке опыта по обработке почвы, ранневесенней обработке и посеве использовалась агротехника, общепринятая для зоны. Соя сорта Сибирячка высевается рядовой сеялкой С3-3,6 с нормой высева 800 тыс. всхожих зерен на 1 га в оптимальные сроки.
Вегетационный период 2011 г. — благоприятный по увлажнению: 207 мм осадков при норме 197 мм со средней температурой воздуха 16,3 ° С. В июле — августе выпало 148 мм осадков, что превышает норму на 16,3 %. ГТК составил 0,99 при норме 1,10.
2012 г. — засушливый, что неблагоприятно сказалось на росте и развитии зернобобовых культур вследствие продолжительных периодов с засушливой погодой (июнь —август). Величина гидротермического коэффициента (ГТК) составила 0,55 при норме 1,10. За период вегетации выпало 116 мм осадков, что на 44 % меньше нормы с температурой воздуха 16,6 ° С.
Вегетационный период 2013 г. был благоприятным по увлажнению с превышением среднемноголетней нормы осадков в 2,1 раза (408 мм осадков при норме 197 мм) при средней температуре воздуха 15,9 °С. ГТК составил 1,15 при норме 1,10.
Результаты исследований и их обсуждение. Одной из основных экологических задач при интегрированной защите растений от болезней является совершенствование технологий возделывания сельскохозяйственных культур в целях оптимизации фитосанитарного состояния агроценозов [2].
Эпифитотии болезней растений наносят значительный ущерб зерновому производству. В Сибири, например, при поражении сои листостеблевыми инфекциями: септориозом, фузариозом, мучнистой росой — происходит разрушение фотосинтетического аппарата, снижается содержание хлорофилла на 59,4 — 66,9 % при засыхании 50 — 90 % листовой поверхности. Данный процесс усугубляется при поражении растений корневыми гнилями, поскольку проявляется сходное отрицательное действие токсичных метаболитов септориоза и возбудителя обыкновенной корневой гнили [3].
В настоящее время выявлен ряд причин развития эпифитотий: широкое распространение бессменных посевов, генетически незащищенные новые сорта, значительное обеднение эпифитных и почвенных супрессоров, общее ухудшение экологической ситуации из-за кислотных дождей и техногенных загрязнений, несбалансированности применяемых элементов минерального питания и органических удобрений, усиления пресса пестицидов [4].
Соя поражается комплексом болезней. В Сибири наиболее распространены: фузариоз, бактериоз, аскохитоз, септориоз, пероноспороз (ложно-мучнистая роса), мозаика, корневые гнили.
Корневые гнили (возбудитель — гриб В1ро1ап8 8огос1шапа (Басе.) БИоешасег) относятся к наиболее вредоносным заболеваниям. Они в основном обусловлены фузариозно-гельминтоспориозным комплексом, поражают корни, корневую шейку, корни буреют, загнивают, растение отмирает. Инфекция
поражает как подземные, так и надземные части растений сои и особенно вредоносны на ранних стадиях развития растений при холодной влажной погоде [5]. При интенсивном развитии болезни главный корень загнивает, боковые корешки не развиваются, не образовывают клубеньки. Болезнь чаще возникает очагами, и в конечном итоге может нанести значительный ущерб урожаю зерна [6].
При благоприятных условиях для развития растений болезнь может не иметь внешних симптомов и проявляется позже, однако при дефиците влаги и повышенной температуре растения отстают в росте, желтеют, формируют меньшее количество бобов с мелкими сморщенными семенами, а при сильном развитии болезни — засыхают [7].
На бобах фузариоз проявляется в конце вегетации в виде пятен и язв. В местах поражения створки бобов обесцвечиваются, во влажную погоду на них появляется бледно-розовый налет грибницы патогена. Зерно с пораженных растений щуплое, морщинистое, поверхность пораженных семян может быть покрыта белым или розоватым налетом или выростами грибницы. Такие семена теряют всхожесть или дают пораженные всходы.
Возбудители корневых гнилей сои могут передаваться через почву, растительные остатки и семена, а в течение сезона — от растения к растению по воздуху. В последнем случае на растениях может появляться одна из форм болезни — фузариоз зерна. Предпосылкой обычно служит перенасыщение севооборотов зерновыми культурами, восприимчивыми к заболеванию, а также погодные условия, способствующие сохранению почвенной инфекции. В таких условиях эпифитотии могут принимать хронический характер и повторяться ежегодно без существенных колебаний в распространении. Заражение семян более чем на 28 % приводит к потерям зерна до 0,28 — 1,08 т/га [8].
Наблюдения показали, что распространение и развитие обыкновенной корневой гнили на посевах сои во многом определялось вариантами изучаемых технологий и гидротермическими условиями (табл. 1).
В более увлажнённый вегетационный период 2011 г. (ГТК = 0,99) распространенность и поражен-ность растений корневыми гнилями была немного ниже по сравнению с более засушливым 2012 г. При комбинированной обработке почвы распространенность обыкновенной корневой гнили была соответственно на 4,9 и 3,9 % выше, чем на плоскорезной и отвальной обработках, при этом пораженность была низкой (в среднем 2 балла) на плоскорезной обработке почвы.
В засушливый вегетационный период 2012 г. (ГТК = 0,55) болезнь развивалась несколько сильнее на отвальном и плоскорезном вариантах (в среднем 53 и 73 %), чем на комбинированной обработке почвы, как на контроле, так и на варианте комплексной химизации. На плоскорезной обработке на контроле распространенность инфекции была ниже на 54 %, чем на фоне комплексной химизации, что связано в основном с повышением биологической активности почвы.
В увлажненный 2013 г. (ГТК=1,15) инфекция развивалась более интенсивно на всех вариантах обработки почвы — до 94,6 % на контроле и до 70 % на варианте комплексной химизации или на 26 % меньше (табл. 1, рис. 1).
При плоскорезной системе обработки пожнивные инфицированные остатки сои сохраняются преимущественно на поверхности почвы, что создает
Таблица 1
Фитопатологическая оценка посевов сои сорта Сибирячка на пораженность корневыми гнилями в зависимости от вариантов обработки почвы и применения средств химизации (2011-2013 гг.)
Система обработки почвы Вариант химиизации Год Распространение, % Пораженность, % Индекс развития, баллы
Отвальная контроль 2011 54,4 29,4 1,20
2012 69,4 38,9 1,58
2013 93,4 56,2 2,27
Среднее по годам 72,7 41,5 1,68
к/х 2011 45,4 20,4 0,84
2012 38,4 28,9 1,18
2013 74,4 31,9 1,30
Среднее по годам 52,7 27,0 1,11
Комбинированная контроль 2011 56,4 30,4 1,24
2012 66,4 36,9 1,50
2013 92,4 40,4 1,64
Среднее по годам 71,7 55,9 1,46
к/х 2011 47,4 17,4 0,72
2012 30,4 9,4 0,40
2013 62,4 30,4 1,24
Среднее по годам 46,7 19,0 0,79
Плоскорезная контроль 2011 50,4 20,4 0,84
2012 46,4 22,9 0,94
2013 100,4 54,4 2,20
Среднее по годам 65,7 32,6 1,31
к/х 2011 48,4 16,4 0,68
2012 100,4 62,4 2,52
2013 74,4 36,2 1,47
Среднее по годам 74,4 38,3 1,56
Среднее по фону контроль 2011-2013 70,3 36,7 1,49
к/х 57,9 28,1 1,15
Примечание: к/х — комплексная химизация
Рис. 1. Влияние вариантов обработки почвы и средств химизации на распространение корневых гнилей на посевах сои (2011-2013), %: к — контроль (без химизации); к/х — комплексная химизация
Рис. 2. Влияние вариантов обработки почвы и средств химизации на индекс развития корневой гнили на посевах сои (2011-2013), %
500 400 300 200 100 0
201 I
0,4
2012
408
207
116
м 30,2 9Д__^ —
2013
Рис. 3. Динамика развития листостеблевых болезней на посевах сои (2011-2013)
Таблица 2
Влияние технологии основной обработки почвы и средств химизации на развитие листостеблевых болезней (2011-2013), %
Система обработки почвы Вариант химизации Фузариоз Септориоз
1* 2* 1* 2*
Отвальная контроль 25,9 46,2 1,5 1,9
к/х 7,4 24,8 0,9 0,9
Комбинированная контроль 18,4 52,8 0,9 1,8
к/х 9,9 39,1 0,9 1,1
Плоскорезная контроль 24,9 48,7 1,1 1,4
к/х 10,6 30,9 1,0 1,1
Среднее по химизации контроль 21,4 49,2 1,1 1,7
к/х 9,3 31,6 0,9 1,0
НСР05 (по обработке почвы) 1,47 0,36 0,23 0,17
НСР05 (по химизации) 1,21 0,30 0,19 0,14
НСР05 (для частных различий) 2,07 0,49 0,31 0,22
Примечание:
1* — развитие болезни; 2* — распространение болезни; к/х — комплексная химизация
условия для повышенного заселения возбудителей корневой гнили верхней части пахотного слоя.
Применение средств интенсификации в целом способствовало снижению инфицированности корневой системы сои. Относительно контроля (без химизации) на варианте комплексной химизации распространение инфекции снижалось в среднем с 69,9 до 57,5 % (на 12,4 %), а ее развитие — на 8,6 балла, за исключением плоскорезного варианта, где с применением химизации развитие корневой гнили несколько повышалось из-за систематического накопления растительных остатков на поверхности поля, что повышало риск развития корневой гнили.
По диаграмме индекса развития корневой гнили (рис. 2) можно сделать вывод, что применение средств интенсификации при почвозащитной обра-
ботке увеличивает индекс развития корневой гнили на 17,8 %, при остальных вариантах обработки он существенно уменьшается (в 1,6—1,9 раза).
Основной задачей рациональной защиты растений при помощи химических средств является сохранение фотосинтетической активности листового аппарата более продолжительное время.
Установлено, что в фазу плодообразования интенсивность фотосинтеза верхнего листа в 5 раз больше, чем второго и третьего. В этой связи уничтожение или повреждение листового аппарата болезнями вызывает некроз, что отрицательно сказывается на продуктивности зернобобовых культур.
Данные рис. 3 свидетельствуют о том, что в благоприятные для возбудителей болезни годы развитие фузариоза достигало уровня эпифитотии (70,0 %),
а наибольшее развитие септориоза было отмечено только в засушливый 2012 г. (5,09 %).
Защита посевов от листостеблевых болезней положительно влияет на сохранение фотосинтетической активности листового аппарата, что приводит к снижению потерь урожая зерна от аэрогенной инфекции (табл. 2).
Из листостеблевых инфекций соя в наибольшей степени была поражена фузариозом и незначительно септориозом. Наблюдения показали, что наибольшее развитие фузариоза сои выше наблюдалось в 2013 г., это на 79 % выше, чем в 2011 г., и на 93 % больше по сравнению с 2012 г.
Поражение сои септориозом было ниже порога вредоносности (5 %) с тенденцией усиления инфекции на отвальном варианте (в среднем 1,7 и 2,6 %).
Применение комплексной химизации с фунги-цидной обработкой посевов сои (ТИЛТ-250) позволило снизить распространение фузариоза в среднем с 37,8 до 22 %, а септориоза — с 1,2 до 0,7 %.
Таким образом, фитосанитарное состояние посевов сои в южной лесостепной зоне Западной Сибири во многом определяется приемами основной обработки почвы, применением средств защиты растений и гидротермическими условиями вегетационного периода. При сокращении интенсивной обработки почвы поражение листового аппарата сои фу-зариозом повышается, а при применении средств защиты растений — уменьшается более чем в 1,7 раза при росте продуктивности культуры относительно контроля на 1,67 т/га, или в 3,2 раза.
В верхнем слое почвы и конечной продукции (зерне) содержание тяжелых металлов (свинца, марганца, меди, цинка, никеля и кадмия) ниже ПДК в 3,8 — 6,7 раза, остаточных количеств применяемых пестицидов не обнаружено (данные центра агрохимической службы «Омский»).
Длительное рациональное ограниченное применение минеральных удобрений и пестицидов не приводило к загрязнению почвы и конечной продукции (зерно). Уровень накопления экотоксикантов в зерне сои был значительно ниже норм ПДК.
Библиографический список
1. Баранов, В. Ф. Современные технологии возделывания сои / В. Ф. Баранов // Сельские зори. — 2012. — № 3-4. — С. 9-12.
2. Бабич, А. А. Научные основы интенсивной технологии возделывания сои / А. А. Бабич // Вестник сельскохозяйственной науки. - 2011. - № 6. - С. 110-114.
3. Воронкова, Н. А. Оптимизация минерального питания сои на черноземных почвах южной лесостепи Западной Сибири : дис. ... канд. с.-х. наук / Н. А. Воронкова. - Омск, 1998. - 201 с.
4. Холмов, В. Г. Интенсификация и ресурсосбережение в земледелии лесостепи Западной Сибири : моногр. / В. Г. Холмов, Л. В. Юшкевич. - Омск : ОмГАУ, 2006. - 396 с.
5. Топорова, Е. Ю. Экологические основы защиты растений от болезней в Сибири / Е. Ю. Топорова ; под ред. В. А. Чул-киной. - Новосибирск, 2005. - 370 с.
6. Зерфус, В. М. Технология возделывания сои в лесостепи Западной Сибири (рекомендации) / В. М. Зерфус, И. Ф. Храм-цов // РАСХН. Сиб. отд-ние ; СибНИИСХ. - Омск. - 1998. -57 с.
7. Васякин, Н. И. Зернобобовые культуры в Западной Сибири / Н. И. Васякин // РАСХН. Сиб. отделение ; Алтай. НИИ земледелия и селекции сельскохозяйственных культур. -Новосибирск, 2002. - 183 с.
8. Омельянюк, Л. В. Селекция гороха и сои для условий Западной Сибири : дис. ... д-ра с.-х. наук : 06.01.05 / Л. В. Омель-янюк // ГАУ Северного Зауралья. - Тюмень, 2015. - 505 с.
ДРОЗДОВА Евгения Владимировна, аспирантка кафедры экологии и природопользования Омского государственного педагогического университета. ЮШКЕВИЧ Леонид Витальевич, доктор сельскохозяйственных наук, профессор Сибирского научно-исследовательского института сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук. Адрес для переписки: [email protected]
Статья поступила в редакцию 19.09.2015 г. © Е. В. Дроздова, Л. В. Юшкевич
Книжная полка
Журина, Л. Л. Общее почвоведение (для бакалавров) : учеб. / Л. Л. Журина. - 3-е изд. перераб. и доп. - М. : Инфра-М, 2015. - 458 с. - ISBN 978-5-16-010054-8.
Изложены теоретические аспекты влияния гидрометеорологических факторов на рост, развитие и продуктивность сельскохозяйственных культур. Показана сущность опасных для сельскохозяйственного производства гидрометеорологических явлений и способы защиты от них. Рассмотрены методы оценки климата с позиций общего и частного агроклиматического районирования на основе мезо- и микроклиматических исследований. Приведены примеры агроклиматического обоснования агротехнических и агромелиоративных приемов в сельскохозяйственном производстве. В настоящем, третьем, издании представлен раздел о глобальном изменении климата Земли и сценариях возможных экологических последствий для сельского хозяйства России. Рассмотрен вопрос использования гсоинформационных систем в сельскохозяйственном производстве. Расширена география примеров частного агроклиматического районирования. Переработаны и дополнены вопросы и задания к главам. Предназначен для студентов сельскохозяйственных вузов, также может быть использован при изучении курсов «Агрометеорология» и «Агроклиматология» в других высших и средних учебных заведениях.
