Введение к работе
Актуальность работы. Экологическая ситуация в современном земледелии характеризуется высоким уровнем антропогенного воздействия на агроэкосистемы, что сопряжено с ухудшением почвенного плодородия, высокой численностью популяций сорных растений, фитофагов и возбудителей болезней. Только в Новосибирской области засорено более 2,7 млн. га посевов, семена основных продовольственных культур значительно заражены комплексом фитопатогенов, а 70-75 % пахотных черноземов имеют высокую численность популяций возбудителя обыкновенной корневой гнили зерновых культур (Чулкина, Торопова, Чулкин, Стецов, 2000; Власенко, Власенко, Садохина, Кудашкин, 2007; Ашмарина, Горобей, 2008; Прогноз распространения…, 2009; и др.). Это обусловливает широкое применение в агроэкосистемах гербицидов и химических протравителей семян. Они могут негативно воздействовать на все компоненты агроценоза, включая саму культуру, сообщество агрономически полезных микроорганизмов и фитопатогены (Круглов, 1997; Коробова, Шинделов, 2012; и др.).
Сделать растениеводство не только эффективным, но и благоприятным для окружающей среды позволяют биологически активные вещества. Среди таких соединений широкое распространение получили природные препараты, содержащие живые культуры микроорганизмов и продукты их жизнедеятельности (Штерншис, 2000; Евсеев, 2002; Логинов, 2005; Власенко, 2006; Мелентьев, 2007) и индукторы устойчивости, полученные из гуматов (Левинский, 2000; Бурмистрова, 2003; Шамардина, 2006; Сысоева, 2008; Пронько, 2011). Их применяют для предпосевной обработки семян и в качестве антидепрессантов к гербицидам, что способствует увеличению продуктивности культуры и повышает общую устойчивость агроэкосистемы к неблагоприятным факторам окружающей среды (Тютерев, 2002; Шакирова, 2008; Власенко, 2009; Коробов, 2009; Мустаев, 2009; Безлер, 2012; Devine, 2005).
Воздействие природных препаратов на агроэкосистемы на видовом и биоценотическом уровнях на сегодняшний день изучено недостаточно. Требует проработки вопрос их влияния на продуктивность и устойчивость к стрессам продуцентов в связи с изменяющимися условиями погоды, особенностями культур и сортов и конкретных агроландшафтов. Слабо исследовано последействие природных препаратов на микроорганизмы почвы и ее фитотоксичность.
Цель исследования – дать экологическую оценку состояния агроценозов яровой пшеницы при применении препаратов природного происхождения Бактофита СК и Гуминатрина.
Задачи исследований:
-
Изучить воздействие Бактофита СК и Гуминатрина как биотического и абиотического факторов на состояние микробных ценозов выщелоченного чернозема;
-
Определить степень влияния природных препаратов на численность популяций фитопатогенных грибов;
-
Выявить последействие Бактофита СК на токсигенные грибы, агрономически полезную микрофлору и фитотоксичность почвы;
-
Оценить влияние препаратов на устойчивость яровой пшеницы к заболеваниям и пестицидному стрессу и реализацию потенциала её продуктивности.
Научная новизна исследований. Получены новые данные о влиянии Бактофита СК и Гуминатрина, применяемых для обработки семян и в баковой смеси с гербицидами, на экологическое состояние агроценозов. Показано, что Гуминатрин хорошо снимает гербицидный стресс у растений, а для микрофлоры его действие избирательно. Бактофит благоприятно действует на биологическую активность почвы, структуру микробоценоза, продуктивность культуры и отрицательно – на развитие фитопатогенов. Впервые установлено, что в последействии Бактофит СК ограничивает популяции возбудителя обыкновенной гнили, токсигенных грибов и фитотоксичность почвы.
Теоретическая и практическая значимость. Результаты исследований расширяют сведения о значимости природных препаратов Бактофита СК и Гуминатрина для основных компонентов агроценоза в год применения и в последействии.
Материалы диссертации могут быть использованы в прикладной экологии для совершенствования экологически безопасных приемов регуляции фитопатогенов и повышения продуктивности и стрессоустойчивости яровой пшеницы.
Определены нормы препарата Гуминатрин первой модификации с натриевыми гуминовыми кислотами, создающие экологический риск для микрофлоры круговорота азота. На основании этого изготовитель усовершенствовал состав препарата, что способствовало стабильному повышению продуктивности культуры при сохранении микробного обилия и разнообразия.
Полученные данные используются в учебном процессе Новосибирского ГАУ при подготовке бакалавров и магистров по направлению «Агрохимия и агропочвоведение», профилю «Агроэкология».
Защищаемые положения:
-
В почвенном микробном ценозе Бактофит СК регулирует структуру и биологическую активность, ограничивает популяцию фитопатогена Bipolaris sorokiniana Shoem. и восстанавливает бактериальную микрофлору при применении совместно с гербицидами.
-
Экологическое последействие Бактофита СК на агроценоз заключается в снижении фитотоксичности почвы и зерна нового урожая и почвенных токсигенных микромицетов.
-
У растений яровой пшеницы Бактофит СК и Гуминатрин индуцируют устойчивость к инфекции и пестицидному стрессу и лучшую реализацию биологического потенциала.
Апробация работы. Полученные материалы и основные положения диссертации представлялись и обсуждались на IV съезде Докучаевского общества почвоведов (Новосибирск, 2004), 2-м Всероссийском съезде по защите растений (Санкт-Петербург, 2005), на круглом столе на «Днях урожая» на Сибирской ярмарке (2006), на международных конференциях: Сибирской зоологической конференции (Новосибирск, 2004), «Экология России и сопредельных территорий» (Новосибирск, 2005), «Проблемы аграрной науки в ХХI веке» (Новосибирск, 2006), «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий» (Абакан, 2006), «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2008); на всероссийских конференциях: «Студенческая наука – взгляд в будущее» (Красноярск, 2006), «Актуальные проблемы в сельском хозяйстве» (Великие Луки, 2006), «Студент и аграрная наука» (Уфа, 2007), «Проблемы экологии агроэкосистем: пути и методы их решения» (Новосибирск, 2009), «Биологически активные вещества микроорганизмов: прошлое, настоящее, будущее» (Москва, 2011); на региональных конференциях: «Современные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве, растениеводстве и экономике» (Томск, 2005), «Научное и инновационное обеспечение АПК Сибири» (Барнаул, 2008), «Инновационный потенциал молодых ученых в развитии агропромышленного комплекса Сибири» (Новосибирск, 2009).
Публикации результатов исследования. Материалы диссертации изложены в 15 публикациях, в том числе 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Личный вклад автора. Автор непосредственно участвовала в разработке программы и методологии исследований, проводила опыты и наблюдения в полевых и лабораторных условиях, осуществляла сбор экспериментального материала, анализировала и обобщала данные, формулировала научные положения и выводы.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 125 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов, библиографического списка, включающего 201 наименование, в том числе 16 иностранных авторов. Работа содержит 31 таблицу, 26 рисунков.
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю, доктору биологических наук Коробовой Ларисе Николаевне и директору СибНИИЗР НГАУ, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Коробову Виктору Александровичу за помощь в закладке опытов и предоставленную возможность проводить исследования в производственных конкурсных испытаниях пестицидов в рамках Межрегиональной ассоциации «Сибирское соглашение».
