Введение к работе
Актуальность темы. В сельском хозяйстве Красноярского края, как и в целом по РФ, пережившем в 90-е годы глубокий кризис, в последние годы наметилась некоторая тенденция роста производства продукции.
Но в стратегии и тактике защиты зерновых культур, как правило, отсутствует рациональный, научно обоснованный подход к выбору методов и средств улучшения фитосанитарного состояния семенного материала, почвы и вегетирующих растений.
В результате потери урожая от комплекса вредных объектов с учетом зараженности и интоксикации зерна в обычные годы достигают 25-27%, а в условиях вспышек и эпифитотий - возрастают до 35-50% и более.
В частности, в крае ежегодно нарастает ущерб от корневых гнилей; при этом в последние годы наряду с традиционными возбудителями этого заболевания (видов p. Bipolaris и Fusarium) в патогенном комплексе возросла доля участия грибов p. Alternaria.
Серьезігую угрозу даже на фоне применения современных протравителей представляет также повышение интенсивности развития и частоты вспышек на ячмене всех форм проявления фузариоза.
По зонам края зараженность колоса и зерна альтернариозом в среднем за последние три года изменяется от 17 до 51, фузариозом - от 28 до 53 и гельминтоспориозом (виды p. Bipolaris) - от 9 до 30 %.
Локальные эпифитотий фузариозно-альтернариозной инфекции приводят к загрязнению зерна ячменя и продуктов его переработки фитотоксинами, опасными для жизни и здоровья человека и животных.
В результате зерно районированных в крае сортов ячменя в большинстве лет не отвечает базисным и ограничительным кондициям по фитосанитарным, технологическим и биологическим свойствам.
В решении создавшейся ситуации, с одной стороны, фитосанитарной, с другой - экономической, основная роль не без оснований отводится предпосевной подготовке семян к посеву.
Такие функции способен выполнять микроволновый метод теплового воздействия на семена.
На фоне стопроцентной зараженности семян в крае разработанная технология микроволнового нагрева для обеззараживания семян ячменя, в силу своей эффективности и экологичности, актуальна.
При этом внимание должно принадлежать изучению последействия оздоравливающего эффекта в зерне, выращенном из семян, подвергшихся перед посевом воздействию микроволнового нагрева (эффект памяти). Кроме того, в науке нет пока однозначного ответа на вопрос об эффективности параметров микроволнового нагрева в зависимости от вида возбудителя, влияния их на биохимические характеристики зерна, кариотип культуры.
В связи с вышеизложенным, целью исследований является комплексная оценка влияния микроволнового нагрева, обеспечивающего контроль фитосанитарного состояния и качественных показателей зерна ячменя.
Задачи исследований:
Определить состав фитопатогенного комплекса в лесостепной зоне Красноярского края, дать оценку существующим методам обеззараживания семян ячменя.
Выявить и идентифицировать видовой состав и зональное распространение возбудителей, участвующих в патогенезе корневых гнилей ячменя, из доминирующих в лесостепной зоне родов Bipolaris, Fusarium, Alternaria; установить их соотношение и положение в структуре доминирования.
Разработать общую методику проведения лабораторно-полевых исследований по изучаемой проблеме.
В условиях лабораторного и полевого эксперимента определить эффективные режимы микроволнового нагрева и их влияние на посевные качества, снижение зараженности, биологическую эффективность, полевую всхожесть, развитие и распространение болезней в вегетацию, урожайность и качество продукции.
Установить возможность проявления, степень и характер оздоравливающего эффекта микроволнового нагрева (эффект памяти) в семенах ячменя нового урожая.
Изучить действие микроволнового нагрева на вариации в числе и структуре хромосом у потомства зерна ячменя.
Обосновать экономическую целесообразность применения предлагаемой технологии обеззараживания зерна ячменя.
Научная новизна
Проведена систематизация видового состава вредоносности грибных патогенов в лесостепной зоне Красноярского края; их влияние на урожайность и качество зерна.
Определен состав патогенного комплекса возбудителей корневых гнилей по зонам лесостепи Красноярского края, экологические ниши доминирующих видов, их положение в структуре доминирования.
Установлены эффективные режимы микроволнового нагрева, дана оценка их влияния на посевные качества (энергию прорастания, лабораторную всхожесть) и снижение зараженности зерна ячменя наиболее вредоносными видами возбудителей.
Впервые комплексные исследования по оценке эффективности режимов микроволнового нагрева были осуществлены по замкнутому циклу - от семени до семени. Обработанное зерно, прошедшее лабораторную оценку их физиологического и фитосанитарного состояния, подвергнуто проверке в условиях полевого опыта. Установлен эффект его влияния на полевую всхожесть, проявление болезней в вегетацию, урожайность и качество продукции.
В зерне нового урожая изучено последействие оздоравливающего влияния изучаемых режимов на лабораторную всхожесть и зараженность.
Впервые проведены исследования влияния микроволнового нагрева на возможные проявления вариаций в числе и структуре хромосом у потомства зерна ячменя.
Практическая значимость
На основании полученных результатов впервые показана целесообразность использования эффективных режимов микроволнового нагрева в целях ограничения численности возбудителей, доминирующих в регионе не только при их непосредственном воздействии на зараженные семена ячменя, но и с учетом проявления эффекта оздоровления в семенах нового поколения (в последействии). Это позволило внести коррективы при разработке зональной ИСЗР (интегрированной системы защиты растений), которая осуществляется в настоящее время на основе комплексных исследований в условиях лесостепной зоны края по заказу Минсельхоза РФ.
Наряду с сокращением затрат на мероприятия по улучшению фитосанитарного состояния семян результаты способствуют восстановлению нарушенного экологического равновесия в агрофитоценозах, что является нсотсмлемой частью рационального природопользования.
Выполненные исследования будут положены в основу зональной фитосанитарной агротехнологии производства ячменя, которая обеспечит повышение урожая не менее чем на 10-12 %, при одновременном сокращении общей пестицидной нагрузки на 1 га посева и получении экологически безопасной продукции ячменя для использования как на продовольственные, так и на фуражные цели.
Получены патенты РФ на изобретение: «Способ предпосевной обработки семян ячменя» №2304372 и «Устройство для предпосевной обработки семян» №54284.
На защиту выносятся:
Систематизация видового состава, вредоносности грибных патогенов в лесостепной зоне Красноярского края, их влияние на урожайность и качество зерна.
Состав патогенного комплекса возбудителей корневых гнилей по зонам лесостепи Красноярского края. Экологические ниши доминирующих видов, их положение в структуре доминирования.
Эффективные режимы микроволнового нагрева, оценка их влияния на посевные качества (энергию прорастания, лабораторную всхожесть) и снижение зараженности зерна ячменя наиболее вредоносными видами возбудителей.
Результаты комплексных исследований по оценке эффективности режимов микроволнового нагрева, осуществленные по замкнутому циклу, - от семени до семени.
Результаты последействия оздоравливающего влияния изучаемых режимов на лабораторную всхожесть и зараженность.
Результаты исследований влияния микроволнового нагрева на возможные проявления вариаций в числе и структуре хромосом у потомства зерна ячменя.
Апробация работы. Основные положения диссертации опубликованы в 7 научных статьях, обсуждены на: Всероссийской научно-практической конференции «Аграрная наука на рубеже веков» (Красноярск, 2004) и Всероссийской студенческой научной конференции «Студенческая наука - взгляд в будущее» (Красноярск, 2006). Получены два патента РФ на изобретение: «Способ предпосевной обработки семян ячменя» №2304372 и «Устройство для предпосевной обработки семян» №54284.
)
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав (анализ информационных источников, определение видового состава возбудителей, методы исследований, результаты эксперимента, расчет экономического эффекта), заключения, выводов, списка использованной литературы, приложения. Работа содержит 51 рисунок и 29 таблиц. Общий объем работы - 152 страницы. Библиографический список включает 205 источников, в том числе 43 - на иностранных языках.
