Корневые гнили ячменя и приемы защиты от них в условиях республики марий эл
На правах рукописи
БОГАЧУК НАДЕЖДА ИВАНОВНА
КОРНЕВЫЕ ГНИЛИ ЯЧМЕНЯ И ПРИЕМЫ ЗАЩИТЫ
ОТ НИХ В УСЛОВИЯХ РЕСПУБЛИКИ МАРИЙ ЭЛ
Специальность: 06.01.11 – защита растений
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Воронеж -2009 г.
Работа выполнена на кафедре защиты растений Марийского государственного университета.
Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Марьин Геннадий Семенович
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор
Мелькумова Елизавета Айрапетовна
кандидат сельскохозяйственных наук, доцент
Гаврицкова Наталья Николаевна
Ведущее научное учреждение - ГНУ «Чувашский научно-исследовательский институт сельского хозяйства» РАСХН
Защита состоится: «11» июня 2009 года в 14°° часов на заседании диссертационного совета Д 220.010,06 «Воронежского государственного аграрного университета имени К. Д. Глинки» по адресу: 394087, г. Воронеж, ул. Мичурина, 1.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Воронежский ГАУ имени К. Д. Глинки», электронный адрес сайта: www. vsau.ru/seience/diss.
Автореферат разослан «11 » мая 2009 года
Ученый секретарь диссертационного совета,
к. с.-х. н., доцент Кольцова О.М.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. При специализации земледелия на производстве зерна в республике Марий Эл зерновые культуры в полевых севооборотах часто составляют 70-85%, что затрудняет реализацию основных принципов плодосмена. В этих условиях даже самое широкое применение удобрений, пестицидов, как правило, не приводит к повышению урожайности полевых культур, так как нарушается баланс органического вещества, происходит накопление и развитие патогенной микрофлоры в почве и на семенном материале. Поэтому необходимо использовать все доступные и экономически оправданные источники органических удобрений.
Однако в настоящее время слабо внедряется использование сидератов, недостаточно применяется солома как органическое удобрение. Кроме того, часто из-за несоблюдения научно-обоснованной системы обработки почвы поступившее в почву органическое вещество быстро минерализуется, не превращается в гумус.
Урожайность и качество семян зерновых культур, в том числе ячменя, существенно варьируют и определяются многочисленными факторами, особенно фитосанитарными - поражением фитопатогенами. Из них особенно вредоносными на ячмене являются корневые гнили. Ими ежегодно поражается большинство площадей этой культуры в республике Марий Эл.
В связи с этим, возникла необходимость определить структуру патогенного комплекса, вызывающего корневые гнили ячменя в республике, определить распространенность и вредоносность заболевания, подобрать эффективный ассортимент протравителей, разработать экологически безопасные приемы снижения вредоносности болезней в условиях почвозащитной системы земледелия, в частности, путем внесения соломенной мульчи и поверхностной обработки почвы.
Цель исследований. Изучить влияние способов основной обработки почвы, соломенной мульчи и протравливания семян на защиту ячменя от корневых гнилей в условиях республики Марий Эл.
Задачи исследований:
1. Изучить распространенность и вредоносность семенных инфекций ячменя в республике.
2. Изучить влияние протравливания семян новыми препаратами на поражение ячменя корневыми гнилями.
3. Определить влияние различных способов основной обработки почвы и соломенной мульчи на этиологию корневых гнилей;
4. Определить влияние изучаемых приемов на рост и развитие ячменя, урожайность и фитосанитарное качество урожая;
5. Рассчитать экономическую и энергетическую эффективность изучаемых приемов защиты ячменя от корневых гнилей.
Защищаемые положения:
1. Протравливание семян ячменя препаратом Барьер Колор снижает поражение корневыми гнилями и листо-стебельными заболеваниями, увеличивает урожайность.
2. Безотвальная обработка почвы на фоне внесения гороховой мульчи способствует существенному улучшению фитосанитарного состояния посевов и урожайности ячменя.
3. Протравливание семян препаратом Барьер Колор, безотвальная обработка почвы на фоне внесения гороховой мульчи повышают экономическую и энергетическую эффективность производства ячменя
Научная новизна. Впервые в условиях республики Марий Эл изучено современное состояние распространенности и вредоносности корневых гнилей ячменя, произведено картирование территории республики по уровню зараженности семян данной культуры, дано научное обоснование эффективности комплексного воздействия протравливания семян, основной обработки почвы и соломенной мульчи на этиологию корневых гнилей.
Практическая ценность. Проведенные исследования позволили усовершенствовать приемы защиты ячменя от болезней в условиях республики Марий Эл, в том числе с использованием экологически безопасных способов и средств. Выявлена высокая биологическая и экономическая эффективность протравителей в борьбе с семенными инфекциями ячменя. Доказаны экологическая целесообразность и биологическая эффективность внесения гороховой мульчи для защиты ячменя от корневых гнилей при безотвальной системе основной обработки почвы.
Производственную проверку проводили в ООО «Агрофирме Дружба» и СПК «У илыш» Советского района республики Марий Эл.
Апробация работы. Результаты исследований доложены на ежегодных заседаниях кафедры защиты растений Марийского госуниверситета, межрегиональных научно-практических конференциях «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства» (Йошкар-Ола 2006, 2007, 2008), где получили положительную оценку.
Степень личного участия автора. Настоящая диссертационная работа является результатом комплексных исследований, выполненных лично автором в 2005-2008 гг. Автором диссертации проведена закладка полевых опытов, сбор, обработка и анализ полевых и лабораторных материалов.
Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в т.ч. две - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Объем работы. Диссертационная работа изложена на 147 страницах, состоит из введения, 4 глав, выводов и рекомендаций производству. Работа иллюстрирована 9 рисунками, содержит 25 таблиц и 18 приложений. Список литературы включает 217 наименований, из них 10 на иностранных языках.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1 Обзор литературы
В главе показаны народно-хозяйственное значение ярового ячменя как зернофуражной культуры, роль фитосанитарных факторов в ее возделывании, в том числе - поражения фитопатогенами, проанализирована структура патогенного комплекса, вызывающего корневые гнили, определена распространенность и вредоносность заболевания, освящены методы, способы и средства снижения заболеваемости
На основании данных литературных источников сделано заключение о том, что:
- способы основной обработки в севооборотах оказывают неоднозначное влияние на этиологию корневых гнилей ячменя и фитосанитарное состояние его посевов, однако нет однозначных выводов и единого мнения о преимуществе того или иного способа обработки;
- использование соломы, как источника органических веществ, способствует улучшение биологического режима почвы, вместе с тем, до настоящего времени нет разносторонних комплексных исследований совокупного действия биологических факторов на снижение инфекционного начала и ограничение развития корневых гнилей ячменя.
- протравливание ячменя фунгицидами является надежным способом защиты растений от возбудителей корневых гнилей, вместе с тем он требует совершенствования как с точки зрения эффективности, так и экологичности.
Все перечисленные вопросы стали задачами исследований в настоящей диссертации.
2 Условия и методика проведения исследований
Исследования проводились в 2005-2007 гг. в ООО «Агрофирма Дружба», СПК «У илыш» Советского района республики Марий Эл, лабораториях кафедры защиты растений Марийского государственного университета.
Полевой опыт 1 «Эффективность предпосевной обработки семян ячменя» закладывался в ООО «Агрофирма Дружба» Советского района РМЭ.
Схема опыта:
- Контроль (без обработки);
- Высев семян, протравленных препаратом Барьер Колор (0,5л/т);
- Высев семян, протравленных препаратом Витавакс 200ФФ (2кг/т);
- Высев семян, протравленных препаратом Феразим (0,6л/т);
- Высев семян, протравленных препаратом Дино (2л/т).
Опыт был заложен в 3-х кратной повторности. Размещение вариантов систематическое. Общая площадь поля 10 га. Учётная площадь опытной делянки 0,65 га. Посев проводился кондиционными семенами районированного сорта Эльф 2-ой репродукции. Норма высева 5 млн. всхожих семян на 1 га, предшественник – вико-овёс. Расход рабочей жидкости при протравливании – 10 л/т. Обработка семян проводилась за 10 дней до посева, машиной ПС-10А.
Почва опытного участка - дерново-подзолистая среднесуглинистая, характеризуется следующими агрохимическими показателями: легкогидролизуемый азот – 7,4мг/100г пахотного горизонта (по Тюрину- Кононовой), подвижного фосфора и обменного калия (по Кирсанову) – соответственно 28 и 14 мг на 100г почвы; рН солевой вытяжки – 6,8. Содержание гумуса (по Тюрину) – 1,7%.
Полевой опыт 2 «Влияние различных способов обработки почвы и внесения соломенной мульчи на фитосанитарное состояние почвы, поражение ячменя корневой гнилью и урожайность» закладывался в ООО «Агрофирма Дружба» Советского района РМЭ.
Опыт 2-х факторный: фактор 1 – внесение соломенной мульчи; фактор 2 – обработка почвы.
Схема опыта:
Фактор 1 (фон):
1. Без мульчирования (контроль);
2. Ржаная мульча;
3. Гороховая мульча.
Фактор 2 (обработка почвы):
1. Без основной обработки;
2. Безотвальное рыхление;
3. Вспашка.
Опыт заложен в 3-х кратной повторности. Размещение вариантов систематическое. Общая площадь поля 10 га. Учётная площадь опытной делянки 0,33 га. Для посева в 2005 году использовались семена 1-ой репродукции полученные в ООО «Агрофирме Дружба», в дальнейшем для посева использовались семена, полученные в опыте. Посев проводился кондиционными семенами районированного сорта Эльф (5 млн.) всхожих семян 1 га.
Почва - дерново-подзолистая среднесуглинистая, характеризуется следующими агрохимическими показателями: легкогидролизуемый азот – 7,4 мг/100г почвы (по Тюрину- Кононовой), P2O5 и K2O (по Кирсанову) – соответственно 27 и 14 мг на 100г почвы; рН солевой вытяжки – 6,8. Содержание гумуса (по Тюрину) – 1,7%.
Соответственно на фонах разбрасывали измельченную солому, которая заделывалась в почву через 2 недели по вариантам.
В первом варианте не применяли основную обработку почвы. Весной почву обрабатывали дисковыми боронами БДТ. Во втором варианте проводили осеннее безотвальное рыхление орудием КТС-10 на глубину 10-15 см. В третьем варианте проводили зяблевую вспашку с помощью плуга ПЛН-4-35 на глубину 20-22 см.
Учёт урожайности проводили методом сплошной уборки поделяночно прямым комбайнированием. Намолоченное зерно с каждой делянки взвешивали непосредственно в поле на напольных весах. Натура чистого зерна со стандартной влажностью определяли по пробам массой 2 кг, которые отбирались при взвешивании урожая.
В опытах проводились следующие наблюдения и исследования по общепринятым методикам.
Фенологические наблюдения за ростом и развитием ячменя, учёт урожая и его структура проводили по методике Госсортсети (1985).
Полевая всхожесть семян, сохранность и выживаемость растений рассчитывалась по методике Н.Н. Кулешова (1963) и В.В. Гриценко, З.М. Калошиной (1984).
Учет распространенности и интенсивности развития листовых болезней проводили по А.Е. Чумакову, Т.И. Захаровой (1990).
Листовую поверхность в динамике определяли по В.Ю.Россе (1969) в пробе из 30 растений (по 10 растений в трёх местах делянки) с каждой делянки в двух поверхностях.
Динамику нарастания сырой и абсолютно-сухой биомассы растений учитывали по В. И Ю. Россе (1969). Отбор проб по той же методике, что и для определения листовой поверхности.
Анализ растений на пораженность корневыми гнилями проводили по методике В.А. Чулкиной (1972).
Развитие корневой гнили определяли в фазы начала кущения и молочно- восковой спелости. При отборе образцов растения подкапывали лопаткой на глубину пахотного горизонта (20 см), отряхивали от почвы и тщательно промывали в воде. По каждому опытному варианту анализировали 25 растений в 4-х кратной повторности.
Заселенность почвы конидиями В. sorokiniana определяли методом флотации (R.J. Ledingham, C.F. Chinn, 1955).
Интенсивность распада клетчатки определяли аппликационным методом по И.С. Петровой в период вегетации культурных растений во всех делянках опыта по слоям 0-10 и 10-20 см (Мишустин, Востров,1971)
Для определения зараженности растений возбудителями болезни проводили биологический (микологический) анализ пораженных растений (Наумова, 1970).
Нитратный азот определяли в динамике экспресс методом на ионометре универсальном ЭВ-74, подвижные формы фосфора и обменного калия - по Кирсанову (Е. В. Аринушкина, 1970). Питательные элементы определялись из одного образца, который составлялся из 4-5 проб, взятых с каждой делянки.
Биологическая эффективность применения различных препаратов против болезней рассчитывалась по формуле Эббота:
,
где БЭ – биологическая эффективность, %;
Рк – распространенность (развитие) болезни в контроле, %;
Ро – распространенность (развитие) болезни в опыте, %.
При определении урожайности ярового ячменя придерживались рекомендаций Б.А. Доспехова (1985): бункерный урожай взвешивали в поле, затем определяли влажность и засорённость зерна.
Математическая обработка данных исследований проводилась по Доспехову (1985) на ЭВМ с применением пакета программ прикладной статистики «Stat» (версия 2.6, ИВЦ МарГУ, 1993).
Экономическая эффективность изучаемых вариантов рассчитывалась на основе технологических карт, нормативных затрат и закупочным ценам в годы исследования.
Расчёт энергетических затрат проводили по методике ресурсо-экологической оценки эффективности земледелия на биоэнергетической основе (Володин и др.,1990).
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
- .1 Распространение и вредоносность семенных инфекций
ячменя в республике Марий Эл
В республике Марий Эл ежегодно отмечается значительное поражение ячменя корневыми гнилями, а также семенного зерна их возбудителями.
Поражению посевов ячменя корневыми гнилями способствуют значительное насыщение посевных площадей зерновыми культурами, недостаточная культура земледелия в ряде хозяйств, снижение требований к качеству семенного материала в хозяйствах республики.
Выявлено, что ареал распространения болезней семян ячменя охватывает все районы республики. Нами произведено картирование республики Марий Эл по уровню зараженности семян ячменя. В результате были выявлены две экологические зоны распространения болезни. В первой зоне зараженность семян ярового ячменя достигает 45%, во второй доходит до 56%. Зоны наиболее сильного поражения заболеванием связаны как с недостаточным увлажнением и повышенной температурой в открытой части республики, так и с повышенной увлажненностью и пониженной температурой в восточных районах.
Установлено, что зараженность семян ячменя зависит от совокупного влияния температуры и влажности. Так, во всех районах республики в годы с ГТК ниже 1,0 (2005, 2006 гг.) зараженность была сильнее, чем в годы с ГТК выше 1,0 (2007 г.).
Выделение чистой культуры патогенных грибов на агаровых средах позволило определить, что корневые гнили ячменя в республике вызываются преимущественно грибными возбудителями Bipolaris sorokiniana (Helminthosporium sativum), и видами родов Fusarium и Altenaria.
В условиях республики они чаще всего поражают подземное междоузлие (эпикотиль), первичные и вторичные корни ячменя, основание стебля. Источником инфекции служат семена и инфицированные растительные остатки в почве.
В 2005-2007 гг. анализы семян ячменя показали, что основным возбудителем корневой гнили в республике является Bipolaris sorokiniana, который вызывал разную степень зараженности (табл. 1)
Таблица 1- Заражённость семян ячменя Эльф возбудителями корневой гнили по республике Марий Эл
Годы | Проверено семян, т | Заражено семян, % | Заражённость по видам, % | ||
В.sorokiniana | Altenaria spp. | Fusarium spp. | |||
2005 | 7,0 | 25,7 | 13,3 | 16,5 | 7,1 |
2006 | 5,7 | 34,3 | 10,7 | 6,2 | 3,7 |
2007 | 5,5 | 23,2 | 14,8 | 6,8 | 4,1 |
В увлажненные годы преобладал В. sorokiniana, в умеренно увлажненные – Alternaria spp. и Fusarium spp.
Зараженность семян ячменя возбудителями корневых гнилей в большинстве случаев тесно коррелирует с пораженностью растений в полевых условиях. Как следствие, это вызывает существенное (до 23,5 %) снижение урожайности (табл. 2).
Таблица 2 - Потери урожая зерна ячменя сорта Эльф в зависимости от зараженности семян возбудителями корневых гнилей, 2005-2007 гг.
Степень зараженности семян фитопатогенами | Урожайность в среднем за 3 года, т/га | Потери урожая | Экономические потери*, тыс. руб./га | |
т/га | % | |||
Слабая (до 10%) Средняя (до 30%) Сильная (более30%) | 28,5 24,6 21,6 | 0 0,39 0,79 | 0 11,6 23,5 | - 2,34 4,74 |
Примечание: * – при цене 1 т зерна = 6 тыс. руб.
В связи с этим, возникает необходимость защиты семян от этого заболевания, для осуществления которой в настоящее время имеется довольно широкий ассортимент протравителей.
3.2 Эффективность предпосевной обработки семян ярового ячменя против комплекса заболеваний
При использовании протравителей можно получить здоровые всходы, даже при высоком уровне семенной инфекции, а также значительно отодвинуть сроки химических обработок в период вегетации, а иногда совсем отказаться от них.
В наших опытах действие химических протравителей проявлялось по-разному, в зависимости от фазы развития культуры (табл.3). В период кущения ячмень меньше всего поражался в варианте обработки семян препаратом Дино, где развитие корневой гнили было на 5,7% ниже контроля. Несколько более низкие результаты получены от обработки семян Феразимом и Барьер Колор, где развитие болезней было ниже контроля на 4,8 и 4,1% соответственно. В фазу молочно- восковой спелости наибольшее снижение развития болезни произошло от действия препаратов Барьер Колор -18,5% и Дино - 19,2%. В итоге наибольшую биологическую эффективность показал препарат Барьер Колор - 38,4% (табл. 3).
Таблица 3 - Действие химических протравителей при обработке семян на развитие корневой гнили ячменя (2005-2007гг.)
№ п/п | Вариант | Развитие корневой гнили, % | Биологическая эффективность, % | |
кущение | молочно-восковая спелость | |||
1 | Контроль | 23,4 | 25,6 | - |
2 | Барьер Колор(0,5л/т) | 19,3 | 18,5 | 38,4 |
3 | Витавакс200ФФ(2кг/т) | 19,5 | 20,0 | 28,0 |
4 | Феразим (0,6л/т) | 18,6 | 19,5 | 31,2 |
5 | Дино(2кг/т) | 17,7 | 19,2 | 33,2 |
Применение протравителей повышало полевую всхожесть растений и сохранность растений к уборке, которые оказались достоверно выше в вариантах с Барьер Колор (на 4,6 и 12,3%, по сравнению с контролем, соответственно).
Химическое протравливание семян ячменя также положительно повлияло на биометрические показатели растений (табл.4). Наиболее способствовало увеличению длины колоса, длины стебля и числа зерен в колосе протравливание семян препаратом Барьер Колор.
Таблица 4 - Биометрические показатели растений ячменя в зависимости от
использованных протравителей (2005-2007гг.)
№ п/п | Вариант | Длина стебля, см.. | Длина колоса, см.. | Число зёрен в колосе, шт. | Масса 1000 зёрен, г | |
абс. | %, к контролю | |||||
1 | Контроль | 62,6 | 4,7 | 13,7 | 32,5 | 100 |
2 | Барьер Колор(0,5л/т) | 64,8 | 5,5 | 14,5 | 39,0 | 120,0 |
3 | Витавакс200ФФ(2кг/т) | 66 | 5,2 | 14,2 | 37,6 | 115,7 |
4 | Феразим (0,6л/т) | 64,1 | 5,0 | 14,2 | 37,1 | 114,2 |
5 | Дино(2кг/т) | 64,8 | 5,1 | 14,4 | 38,6 | 118,8 |
Химическое обеззараживание семян, кроме снижения инфекционного начала заболевания, повышало также продуктивность ячменя. Так, в вариантах с Барьер Колор получена наибольшая масса 1000 зерен, превышавшая контроль на 6,5 г.
Исследования влияния предпосевного протравливания семян ячменя на зараженность семян нового урожая показали, что лучше всего (на 24 %) снижал инфицирование семян нового урожая возбудителями корневых гнилей препарат Барьер Колор.
Получению стабильных и высоких урожаев ячменя препятствует также широкое распространение листо-стеблевых инфекций. Во все годы исследований наиболее часто встречалось поражение растений септориозом.
Изучение влияния протравителей на ячмене показало, что они способствовали также снижению развития септориоза. В наибольшей степени снижению развития септориоза на ячмене (до 9,5%) способствовали препараты Барьер Колор и Дино (рисунок 1).
Рисунок 1- Влияние предпосевной обработки семян на развитие септориоза ячменя
Виды грибов из рода Helminthosporium являются также возбудителями листовых пятнистостей ячменя, в том числе темно-бурой пятнистости. Результаты исследований показали, что темно-бурая пятнистость на ячмене развивалась интенсивно с фазы колошения и достигала порога вредоносности к фазам налива и молочной спелости. Более сильное проявление заболевания отмечалось в сухие годы при недостаточном увлажнении почвы.
В опытах с химическим протравливанием обработка семян ячменя Барьер Колор и Дино способствовала меньшему проявлению темно-бурой пятнистости на ячмене, развитие которой снизилось с 21,5 до 11,9% и 11,5% соответственно (табл. 5).
Таблица 5 - Влияние предпосевной обработки семян на развитие темно-бурой пятнистости ячменя, %
№ п /п | Вариант | Развитие, % | Среднее, % | ||
2005г | 2006г | 2007г | |||
1 | Контроль | 22,6 | 15,9 | 26 | 21,5 |
2 | Барьер Колор(0,5л/т) | 12,7 | 8 | 15 | 11,9 |
3 | Витавакс200ФФ(2кг/т) | 13,3 | 7,1 | 16,5 | 12,3 |
4 | Феразим (0,6л/т) | 13,6 | 8,2 | 15,7 | 12,5 |
5 | Дино(2кг/т) | 11,7 | 7,1 | 15,7 | 11,5 |
В целом, протравители (Барьер Колор и Дино) показали наиболее высокую биологическую эффективность против возбудителей септориоза и темно-бурой пятнистости соответственно 36,9; 44,8 и 36,9; 45,8 % (табл. 6).
Таблица 6 - Биологическая эффективность протравителей
против септориоза и тёмно-бурой пятнистости (2005-2007гг.)
Показатели | Варианты опыта | ||||
Контроль | Барьер Колор | Витавакс 200 ФФ | Феразим | Дино | |
Биологическая эффективность против септориоза, % | - | 36,9 | 34,9 | 28,2 | 36,9 |
Биологическая эффективность против тёмно-бурой пятнистости, % | - | 44,8 | 43,8 | 42,9 | 45,8 |
В результате использования данных препаратов получена более высокая прибавка урожайности ячменя (табл. 7).
Таблица 7 - Влияние химических протравителей
на урожайность ячменя, т/га (2005-2007 гг.)
Варианты | Урожайность | Прибавка урожая |
1. Контроль | 1,48 | - |
2. Барьер Колор | 2,11 | +0,63 |
3. Витавакс 200 ФФ | 1,97 | +0,49 |
4. Феразим | 1,95 | +0,47 |
5. Дино | 2,04 | +0,56 |
НСР05 | 0,182 |
При использовании протравителя Барьер Колор прибавка урожая ячменя составила 0,63 т/га, при использовании Дино – 0,56 т/га, Витавакса 200 ФФ – 0,49 т/га, Феразима – 0,47 т/га.
3.3 Влияние обработки почвы и внесения органических веществ на этиологию корневой гнили
В полной мере оценить значение способа обработки почвы и удобрений нельзя без учета обитающих в почве микроорганизмов. Вынос органического вещества из экосистемы влияет на структуру почвенного микромицетного сообщества, численность почвенных микромицетов и выживаемость возделываемых растений.
В наших исследованиях были проведены анализы на зараженность почвы основным возбудителем корневой гнили - учеты живых начал гриба Bipolaris sorokiniana. Результаты исследований показали, что численность возбудителей корневых гнилей в пахотном слое почвы изменяется в зависимости, как от способов основной обработки, так и факторов биологизации (табл. 8).
.
Таблица 8 - Количество возбудителей корневых гнилей (живых начал) в пахотном слое почвы в посевах ячменя (в среднем за 2005-2007 гг.)
Варианты опыта | Кущение | Перед уборкой | |||
Всего, тыс. шт./г почвы | B. sorociniana, шт./г почвы | Всего, тыс. шт./г почвы | B. sorociniana, шт./г почвы | ||
1фон - без мульчирования | |||||
без основной обработки | 18,7 | 160 | 19,1 | 352 | |
безотвальная обработка | 18,3 | 145 | 18,7 | 314 | |
вспашка | 17,9 | 134 | 18,2 | 295 | |
ср. по фону | 18,3 | 146 | 18,7 | 320 | |
2фон – мульчирование ржаной соломой | |||||
без основной обработки | 15,5 | 78 | 15,8 | 169 | |
безотвальная обработка | 14,5 | 70 | 14,7 | 144 | |
вспашка | 14,2 | 57 | 14,5 | 132 | |
ср. по фону | 14,7 | 68 | 15,0 | 148 | |
3фон – мульчирование гороховой соломой | |||||
без основной обработки | 13,4 | 54 | 13,6 | 116 | |
безотвальная обработка | 12,2 | 47 | 12,3 | 101 | |
вспашка | 12,0 | 33 | 12,1 | 97 | |
ср. по фону | 12,5 | 45 | 12,7 | 105 |
Из данных таблицы видно, что в период вегетации наблюдается рост зараженности почвы данным возбудителем гельминтоспориозной корневой гнили. Если в период посева на фоне без мульчирования в пахотном слое почвы возбудителей корневых гнилей было 18,3 тыс. шт./г, то к уборке их количество составило уже 18,7 тыс. шт. на 1 г почвы. При заделке гороховой мульчи установлено уменьшение живых начал корневых гнилей, по сравнению с фоном без биофакторов к периоду посева на 5,8 тыс. шт., а к уборке - на 6,0 тыс. шт./г. Вместе с тем, в вариантах с использованием ржаной мульчи наблюдается некоторое увеличение количества возбудителей корневых гнилей. Так, к посеву при применении ржаной мульчи всего живых начал было 14,7 тыс. шт./г почвы, а к уборке - 15,0 тыс. шт./г.
Известно, что микробиологическая деятельность в почве в сильной степени тормозится из-за отсутствия достаточного количества свежего органического вещества. Определение общей биологической активности почвы аппликационным методом в наших исследованиях подтвердило повышение жизнедеятельности микроорганизмов при поступлении в почву свежей органики. По фону без мульчирования, в верхнем (0-10 см) слое за 30 дней вегетации ячменя разлагалось 18,7% льняной ткани, а на фоне ржаной мульчи - 27,4%, по мульче гороховой - 29,5% (табл. 9).
Таблица 9 - Разложение льняной ткани в пахотном слое почвы под посевами ячменя, % (среднее за 2005-2007 гг.)
Варианты опыта | за 30 дней | за 45 дней | за 60 дней | |||
0 -10см | 10-20см | 0 -10см | 10-20см | 0 -10см | 10-20см | |
1фон - без мульчи | ||||||
без основной обработки | 20,7 | 11,9 | 41,4 | 23,5 | 51,4 | 28,7 |
безотвальная обработка | 20,9 | 17,6 | 42,7 | 28,3 | 53,3 | 31,3 |
вспашка | 14,4 | 21,7 | 25,6 | 27,1 | 37,2 | 29,0 |
ср. по фону | 18,7 | 17,1 | 36,6 | 26,3 | 47,3 | 29,7 |
2фон – мульчирование ржаной соломой | ||||||
без основной обработки | 29,8 | 18,3 | 56,7 | 40,2 | 69,7 | 49,1 |
безотвальная обработка | 30,9 | 22,0 | 57,4 | 43,3 | 71,5 | 52,8 |
вспашка | 21,4 | 22,7 | 47,2 | 41,9 | 28,4 | 51,6 |
ср. по фону | 27,4 | 21,0 | 53,8 | 41,8 | 66,5 | 51,2 |
3фон – мульчирование гороховой соломой | ||||||
без основной обработки | 32,0 | 19,9 | 59,0 | 42,8 | 72,6 | 52,3 |
безотвальная обработка | 32,6 | 24,2 | 61,4 | 46,6 | 73,5 | 55,6 |
вспашка | 23,8 | 23,4 | 48,8 | 42,1 | 64,3 | 52,5 |
ср. по фону | 29,5 | 22,5 | 56,4 | 43,8 | 70,1 | 53,5 |
Более интенсивное разложение льняной ткани на фоне гороховой мульчи шло в слое 0-10 см при безотвальной обработке и составило 73,5%, что на 20,2% выше, чем на фоне без мульчирования.
С точки зрения этиологии и организации защиты растений существенное значение имеет оценка роли семенной инфекции в развитии болезней корней и прикорневых частей растения.
В связи с тесной зависимостью между зараженностью семян и развитием корневых гнилей нами был проведен микологический анализ семян ячменя, полученных на различных вариантах (табл. 10).
Таблица 10 - Влияние обработки почвы и соломенной мульчи на зараженность семян патогенами, вызывающими корневые гнили, %, 2005-2007 гг.
Варианты опыта | В.sorokiniana | Altenaria sp. | Fusarium sp. |
1фон – без мульчирования | |||
без обработки | 43,0 | 20,8 | 3,4 |
безотвальная обработка | 40,5 | 19,5 | 1,1 |
вспашка | 40,3 | 19,0 | 1,3 |
2фон –мульчирование ржаной соломой | |||
без обработки | 33,4 | 11,7 | 1,0 |
безотвальная обработка | 29,5 | 12,9 | 1,5 |
вспашка | 33,1 | 15,6 | 0 |
3фон – мульчирование гороховой соломой | |||
без обработки | 27,1 | 9,8 | 1,0 |
безотвальная обработка | 25,7 | 11,2 | 0 |
вспашка | 23,4 | 15,1 | 0,7 |
Из данных таблицы видно, что внесение гороховой мульчи по безотвальной и отвальной обработке почвы способствовало наибольшему (на 14,8-16,9 %) снижению количества грибов в зерне ячменя, по сравнению с вариантами без мульчирования. Зараженность альтернариозом снизилась в 1,2-2 раза. Фузариозом в варианте с безотвальной обработкой по гороховой мульче семена не были заражены вообще.
В результате микологического анализа были установлены различия в зараженности семян фитопатогенными грибами по разным вариантам и годам исследования. Зараженность семян различными видами микромицетов в целом по годам исследований представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 - Зараженность семян ячменя перед посевом различными видами микромицетов в среднем, %, 2005-2007 гг.
Данные рис.2 показывают, что преобладающими видами микромицетов на семенах ячменя, независимо от года исследований, были грибы рода Гельминтоспориум, несколько меньше зараженность семян была альтернариозной и фузариозной инфекциями.
В целом, выявленные нами закономерности зараженности семенного материала возбудителями корневых гнилей являются характерными для всего Волго-Вятского и других регионов Российской Федерации (Лукьянова, 2005; Стампо, Кузнецова, 2005; Мухина, 2005 и др.).
Независимо от фонов биологизации и способа обработки почвы, в период вегетации на посевах ячменя происходят как рост распространенности, так и развития корневых гнилей, хотя для последнего показателя данный эффект выражен относительно в меньшей степени.
Результаты учетов распространённости корневых гнилей приведены на рисунке 3.
Как видно из рисунка, наибольшее распространение корневых гнилей на ячмене в фазу всходов наблюдалось на варианте без внесения соломенной мульчи и без основной обработки – 60 %, а наименьшее – 28 % на фоне гороховой мульчи в варианте с безотвальной обработкой почвы.
Изучение динамики поражения растений на различных вариантах опыта велось нами по всем фазам развития ячменя, однако наиболее уязвимая стадия развития растений - всходы. Результаты учетов развития корневых гнилей в данную фазу и к уборке показали, что пораженность ячменя корневыми гнилями была больше на фоне без мульчирования: в фазу всходов в среднем за 2005-2007 гг. развитие болезни составило 18,5%, тогда как по гороховой мульче анализируемые показатели не превышали 6,5%.
Рис. 9 Распространенность корневой гнили ячменя, %, 2005-2007 гг.
К уборке по всем вариантам опыта установлено существенное повышение поражённости ячменя корневыми гнилями. На фоне без мульчирования пораженность увеличилась на 46%. При использовании ржаной мульчи развитие увеличилось на 51%. По гороховой мульче повышение развития было не столь значительным - 26%.
По различным обработкам почвы поражённость растений ячменя также была разной. Высокое развитие корневых гнилей установлено в фазу всходов по фону без основной обработки – 21% и перед уборкой - 28,5%. Меньше растения поражались по отвальной обработке - 18,9%. Ещё меньше корневых гнилей на посевах ячменя было по безотвальной обработке: на всходах - 15,5%, к уборке - 23,7%.
Главным критерием эффективности способов обработки почвы и любых элементов технологии возделывания культур служит урожай. Предполагаемые нами агротехнические приемы защиты ячменя от корневых гнилей были также оценены с точки зрения их влияния на урожайность (таблица 11).
В среднем за годы исследований относительно высокий урожай был получен по безотвальной обработке. Так, на фоне без мульчирования по вспашке урожайность ячменя составила 14,6ц/га, по безотвальной обработке - 15,6ц/га.
Данные таблицы 10 убедительно доказывают, что применение факторов биологизации (мульчирования) способствовало повышению урожайности ячменя. Например, прибавка урожайности, по сравнению с фоном без мульчирования, по фонам с ржаной и гороховой мульчой на вариантах с применением вспашки равнялась 4,9 и 8,9 ц/га; по безотвальному рыхлению – 5,5 и 9,9ц/га и соответственно. Т.е. при использовании биологических факторов эффективность безотвальной обработки почвы повышается более чем 1,3 раза.
Таблица 11 - Урожайность ячменя в зависимости от внесения соломенной мульчи и обработки почвы.(2005-2007гг)
Варианты опыта | 2005 г. | 2006 г. | 2007 г. | Среднее за 3 года |
1фон - без мульчи | ||||
без обработки | 14,7 | 15,6 | 11,2 | 13,8 |
безотвальная обработка | 16,1 | 17,8 | 12,9 | 15,6 |
вспашка | 15,2 | 16,1 | 12,5 | 14,6 |
ср. по фону | 15,3 | 16,5 | 12,2 | |
2фон – мульчирование ржаной соломой | ||||
без обработки | 19,7 | 20,6 | 15,6 | 18,6 |
безотвальная обработка | 24,1 | 22,4 | 16,8 | 21,1 |
вспашка | 20,8 | 21,6 | 16,1 | 19,5 |
ср. по фону | 21,5 | 21,5 | 16,2 | |
3фон – мульчирование гороховой соломой | ||||
без обработки | 23,6 | 24,4 | 16,9 | 21,6 |
безотвальная обработка | 29,4 | 28,9 | 18,3 | 25,5 |
вспашка | 26,0 | 26,7 | 17,8 | 23,5 |
ср. по фону | 26,3 | 26,6 | 17,4 |
Кроме того, проведенные нами анализы структуры урожайности показали, что при безотвальной системе основной обработки почвы образуется большее число продуктивных стеблей, выше масса 1000 зерен и показатель натуры зерна.
4 Экономическая и энергетическая эффективность приемов защиты ячменя от корневых гнилей
Расчет экономической эффективности приемов защиты ячменя от корневых гнилей показал, что применение химических протравителей повышает прибыль с 2230 руб. (контроль) до 4000руб. с 1 га (Барьер Колор).
Наибольшая рентабельность получена при протравливании зерна препаратом Барьер Колор, которая составила 61,1 %. Несколько более низкая рентабельность получена при применении Дино – 56%.
Наибольший показатель биоэнергетической эффективности также получен при протравливании семян препаратами Барьер Колор и Дино - 80,1 и 78,2 ГДж/га соответственно.
Энергетическая оценка применения различных способов обработки почвы на фоне внесения соломенной мульчи показала, что коэффициент энергетической эффективности повышался на биологических фонах, где, в сравнении с фоном без мульчирования, он был выше на 0,21. Относительно высокий коэффициент энергоотдачи был по варианту безотвальной обработки почвы на фоне внесения гороховой мульчи – 1,71. Накопление совокупной энергии на фоне внесения гороховой мульчи превышало таковое на фоне без мульчирования на 55%.
Расчеты экономической эффективности использования различных факторов биологизации при разных способах основной обработки почвы для защиты ячменя от корневых гнилей показали, что в условиях республики Марий Эл экономически более выгодным является прием безотвальной обработки. Сравнительно низкая себестоимость 1 ц зерна (273,0 руб.) и высокая рентабельность (83,0 %) получены по варианту безотвальной обработки на фоне гороховой мульчи, к показателям которой были близки и показатели по вспашке(300,8 руб. и 41,5%). На контрольном варианте по сравнению с безотвальной обработкой, себестоимость продукции была выше на 50,0руб. и уровень рентабельности снизился на 23,3%.
Возделывание ячменя без внесения соломенной мульчи, конечно, не приводит к увеличению производственных затрат, но в конечном счете, повышает себестоимость 1 ц зерна, из-за чего снижается рентабельность производства зерна. При этом себестоимость продукции повышается до 482,4руб. (контроль), а уровень рентабельности падает до 3,7%.
выводы
- В республике Марий Эл ежегодно отмечается значительное поражение растений ячменя корневыми гнилями, а также заражение семенного зерна их возбудителями. Выявлены две экологические зоны наиболее сильного распространения болезни в республике. К первой отнесены северные районы, где зараженность семян ярового ячменя достигает 45%, ко второй - районы из юго-восточной части с зараженностью до 56%.
- Зараженность семян ячменя зависит от совокупного влияния температуры и влажности: в годы с ГТК ниже 1,0 она была сильнее, чем в годы с ГТК выше 1,0.
3. Основными возбудителями корневых гнилей ячменя в республике являются: Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoem (Helminthosporium sativum), составлявший в среднем 46,3% от общего процента поражения, а также виды Fusarium (30,6%) и Alternaria (18,0%).
4. Зараженность семян ячменя возбудителями корневых гнилей тесно коррелирует с пораженностью растений в полевых условиях, что вызывает существенное (до 23,5 %) снижение урожайности.
- Применение химических протравителей семян ячменя снижает развитие корневых гнилей, повышает полевую всхожесть, выживаемость растений, озерненность колоса, массу 1000 зерен, урожайность и зараженность фитопатогенами семян нового урожая. Наиболее эффективным в этом отношении оказался препарат Барьер Колор.
- Протравливание семян препаратом Барьер Колор способствовало также снижению (до 9,5%) развития септориоза и темно-бурой пятнистости (до 11,9%) на ячмене, что обеспечивало существенную прибавку урожайности (в среднем на 0,63 т/га).
- В течение вегетации наблюдается рост зараженности почвы возбудителем гельминтоспориозной корневой гнили B. sorokiniana. Численность его конидий в пахотном слое изменяется в зависимости как от способов основной обработки почвы, так и факторов биологизации – внесения соломенной мульчи. Наименьшее количество конидий по фону без мульчи наблюдалось по вспашке. При применении соломенной мульчи (ржаной и гороховой) наименьшая зараженность наблюдалась по безотвальной обработке почвы. Наибольшему снижению количества конидий B. sorokiniana способствует мульчирование почвы гороховой соломой.
- Внесение соломенной мульчи существенно повышает активность почвенной микрофлоры. Наиболее высокая активность установлена по безотвальной обработке почвы при внесении гороховой мульчи.
- На фоне внесения гороховой мульчи по безотвальной обработке почвы были получены также наименее зараженные В. sorokiniana и Alternaria spp. семена, а фузариозная инфекция на семенах вообще не проявлялась. Безотвальная обработка почвы и использование гороховой мульчи также существенно снижали распространение и развитие корневых гнилей ячменя в период вегетации.
- Мульчирование гороховой соломой способствовало увеличению показателей продуктивности посевов ячменя, особенно на фоне безотвальной обработки почвы, где прибавка урожайности семян составляла 0,99 т/га.
- Применение протравителей и рекомендуемых способов сочетания основной обработки почвы и факторов биологизации повышает экономическую и биоэнергетическую эффективность производства семян ячменя. При протравливании зерна наибольшие рентабельность (61,1 %) и коэффициент превращения энергии (6,3) показало использование препарата Барьер Колор. Безотвальная обработка почвы и использование гороховой мульчи также показали высокую рентабельность (83,0%) и высокий коэффициент энергоотдачи – 1,7.
Рекомендации производству
- Для предпосевной обработки семян ячменя против корневых гнилей применять химический препарат Барьер Колор (0,5л/т.)
- Для повышения активности почвенной микрофлоры, снижения распространения и развития корневых гнилей ячменя в период вегетации, а также зараженности полученных семян заделывать в почву измельченную гороховую мульчу.
- Для повышения эффективности мульчирования применять безотвальную систему основной обработки почвы - рыхление КТС-10 на глубину 15-20 см.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:
1 Богачук Н.И. Влияние органического вещества и обработки почвы на поражение ячменя корневой гнилью / Н.И. Богачук, Г.С.Марьин, Н.Н. Апаева, А.М. Ямалиева // Вестник Казанского ГАУ (ежеквартальный научный журнал). – Казань, 2008. - № 3 (9). – С. 88-90.
2 Ямалиева А.М. Влияние удобрений на деятельность почвенной микрофлоры при возделывании оз. пшеницы / А.М. Ямалиева, Г.С.Марьин, Н.И. Богачук, С.А. Замятин // Вестник Казанского ГАУ (ежеквартальный научный журнал). – Казань, 2008. - № 3 (9). – С. 98-101.
Публикации в других изданиях:
3 Богачук Н.И. Влияние органических удобрений на фитосанитарное состояние почвы и урожайность яровой пшеницы / Н.И. Богачук, Д.А. Ложкина //Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения: Материалы международной научно- практической конференции. Вып. 8. – Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, 2006. – С. 157-159.
4 Малков А.И. Влияние обработки почвы на фитосанитарию / А.И. Малков, Г.С. Марьин, Г.С. Юнусов, Н.И. Богачук // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения: Материалы международной научно- практической конференции. Вып. 9. – Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, 2007. – С. 311-314.
5 Марьина-Чермных О.Г. Этиология корневой гнили ячменя в условиях внесения органического вещества / О.Г. Марьина-Чермных, С.А. Замятин, Н.И. Богачук, Г.Н. Орехова, Т.В. Тулькина, Е.Н. Просверикова // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения: Материалы международной научно- практической конференции. Вып. 9. – Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, 2007. – С. 335-338.
6 Мартынова Г.П. Фитосанитарное состояние посевов ячменя на фоне внесения органического вещества / Г.П. Мартынова, Н.И. Богачук, Д.А. Ложкина // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения: Материалы международной научно- практической конференции. Вып. 9. – Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, 2007. – С. 339-340.
7 Богачук Н.И. Влияние соломы на развитие корневой гнили ячменя / Н.И. Богачук, О.Г. Марьина-Чермных, Г.Н. Орехова // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения: Материалы международной научно- практической конференции. Вып. 10. – Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, 2008. – С. 151-153.
8 Богачук Н.И. Эффективность химических препаратов против болезней ярового ячменя в республике Марий Эл / Н.И. Богачук // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства: Мосоловские чтения: Материалы международной научно- практической конференции. Вып. 10. – Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, 2008. – С. 153-157.
Богачук Надежда Ивановна
«Корневые гнили ячменя и приемы защиты от них в условиях республики Марий-Эл»
06.01.11 – защита растений
сельскохозяйственные науки Д 220.010.06
Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д. Глинки, 394087, Воронеж, ул. Мичурина, 1, ВГАУ
Тел.: 53-86-51; 53-88-27
Дата защиты 11 июня 2009 года