Содержание к диссертации
Введение
1. Литературный обзор по исследуемой теме 8
1.1. Позитивные и негативные последствия применения пестицидов для защиты озимой пшеницы от болезнетворных организмов 9
1.2. Экологически безопасный метод повышения болезнеустойчивости озимой пшеницы 16
1.3. Роль агротехники в повышении устойчивости и продуктивности озимой пшеницы 25
1.4. Влияние физических факторов на болезнеустойчивость и урожайность возделываемых культур 29
2. Почвенно - климатические условия места проведения исследований 37
3. Материалы и методы исследований 43
4. Результаты исследований 48
4.1. Влияние приёмов предпосевной подготовки семян на экологию озимой пшеницы и её биоценотические связи 48
4.2. Влияние обработки растений испытываемыми препаратами на болезнеустойчивость и урожайность озимой пшеницы 83
4.3. Влияние предпосевной подготовки семян и обработки растений исследуемыми препаратами на болезнеустойчивость и урожайность озимой пшеницы 99
5. Экономическая эффективность исследуемых приёмов возделывания озимой пшеницы 135
Выводы 139
Предложения производству 141
Литература 142
Приложения 164
- Экологически безопасный метод повышения болезнеустойчивости озимой пшеницы
- Влияние физических факторов на болезнеустойчивость и урожайность возделываемых культур
- Почвенно - климатические условия места проведения исследований
- Влияние обработки растений испытываемыми препаратами на болезнеустойчивость и урожайность озимой пшеницы
Введение к работе
Актуальность проблемы. Озимая пшеница в Центральном Черноземье является основной продовольственной культурой и занимает более 54% всего зернового клина. Возделываемые сорта этой культуры обладают высокой потенциальной продуктивностью, но в Тамбовской области их средняя урожайность относительно невелика - 20 - 27 ц/га. Причиной тому является снижение общей культуры земледелия, погодно - климатические факторы и повреждение растений вредными организмами.
В настоящее время для защиты озимой пшеницы от вредителей и болезней используется большой ассортимент различных химических препаратов. Однако, применение их нередко приводит к загрязнению получаемой продукции и ухудшению экологической обстановки в агроценозе пшеницы. В связи с этим вопрос о разработке беспестицидных технологий выращивания сельскохозяйственных культур, в том числе и озимой пшеницы, является весьма актуальным.
Это вызывает необходимость изучения возможности замены химических препаратов, используемых для обработки семян и растений, на биопрепараты, биологически активные вещества или физические факторы, отвечающие требованиям экологической безопасности.
Однако работ, посвященных использованию физических факторов с биологически активными веществами или микроэлементами сравнительно немного. В частности в работе М.Ф.Трифоновой и других исследователей [1998] показано, что растения ячменя после обработки семян постоянным электрическим током потребляют значительно больше микроэлементов, чем в контроле, что активизирует все жизненные функции растений и в конечном итоге повышает урожайность (на 6,8 - 21,0 %). Слабые и сверхслабые магнитные поля и электромагнитное излучение низкой частоты вызывают у растений определенные реакции, которые зависят от вида растения, характеристики магнитного поля (или излучения) и продолжительности воздействия. Однако не выяснен физиолого- биохимический механизм стимулирующего влияния физических факторов на семенной материал и не разработаны режимы обработки семян возделываемых культур.
В связи с этим представляло интерес изучить возможность использования электромагнитного излучения низкой частоты, комплекса микроэлементов и некоторых препаратов с целью повышения болезнеустойчивости растений озимой пшеницы к корневым гнилям, твёрдой головне и аэрогенной инфекции.
Тема диссертации является составной частью тематического плана Мичуринского государственного аграрного университета на 2001 - 2005 гг. : "Разработать экологически адаптивные методы (технологии) повышения продуктивности и устойчивости садового и полевого агроценозов".
Цель и задачи исследований. Основной целью наших исследований являлось изыскание экологически безопасного способа повышения устойчивости и продуктивности агроценоза озимой пшеницы в условиях Тамбовской области. В соответствии с этим решались следующие задачи: испытать ряд современных химических препаратов, биологически активных веществ, микроэлементов и электромагнитного излучения низкой частоты (ЭМИ) для повышения болезнеустойчивости растений озимой пшеницы; изучить влияние исследуемых препаратов и ЭМИ на биоценотические связи и продуктивность озимой пшеницы; выявить эффективность исследуемых мероприятий в защите растений озимой пшеницы от семенной и аэрогенной инфекции. Научная новизна исследований состоит в следующем: впервые обоснована возможность использования электромагнитного излучения низкой частоты и раствора микроэлементов для предпосевной подготовки семян и обработки растений с целью повышения болезнеустойчивости и урожайности озимой пшеницы, исследовано влияние ЭМИ и препарата рибав на болезнеустойчивость и продуктивность озимой пшеницы; доказана экологическая и экономическая целесообразность проведения как обработки семян ЭМИ + раствор микроэлементов, так и обработки растений озимой пшеницы раствором микроэлементов.
Практическая значимость работы. Экспериментальные исследования по влиянию ЭМИ, раствора микроэлементов и препарата рибав на рост и развитие растений обнаружили возможность их использования для повышения устойчивости и продуктивности агроценоза озимой пшеницы. Даны практические рекомендации по применению ЭМИ, микроэлементов и препарата рибав для обработки семян и растений пшеницы. Результаты исследований прошли производственную проверку и внедрение в ОПХ СНИФС.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на 5-й международной конференции "Регуляторы роста и развития растений" (г.Москва, 1999), международной научно - практической конференции "Биологиза-ция защиты растений: состояние и перспективы" (г.Краснодар, 2000), 6-й международной конференции "Регуляторы роста и развития растений в биотехнологиях " (г.Москва, 2001 г.), 5-й региональной научно - технической конференции "Вопросы региональной экологии" (г.Тамбов, 2002 г.), научно - практической конференции Мичуринского госагроуниверситета (г. Мичуринск, 2002 г.), 6-й региональной научно - практической конференции "Проблемы экологии и экологической безопасности Центрального Черноземья РФ" (г.Липецк, 2002 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ.
Декларация личного участия автора. Опыты по изучению влияния электромагнитного излучения, биологически активных веществ, микроэлементов и химических препаратов на болезнеустойчивость и урожайность озимой пшеницы проведены самостоятельно. Все лабораторные и полевые исследования, обработка и анализ полученных результатов проведены лично автором.
Положения, выносимые на защиту:
Возможность использования электромагнитного излучения низкой частоты и раствора микроэлементов для предпосевной подготовки семян и обработки растений с целью повышения болезнеустойчивости и урожайности озимой пшеницы.
Позитивное действие электромагнитного излучения и препарата рибав на семенной материал и растения озимой пшеницы.
З. Экологическая и экономическая целесообразность проведение как стимуляции семян - электромагнитное излучение плюс раствор микроэлементов, так и обработки растений озимой пшеницы раствором тех же микроэлементов.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 190 страницах, состоит из введения, 5 глав, выводов и предложений производству, содержит 14 рисунков, 33 таблицы, 21 приложение. Список использованной литературы включает 186 наименований, в том числе 33 иностранных авторов.
1 Литературный обзор по исследуемой теме
В настоящее время в Тамбовской области большая часть пашни, отводимой под озимую пшеницу, занята сортом Мироновская-808. Данный сорт высокопластичен, но он страдает от таких заболеваний, как корневые гнили, мучнистая роса, бурая ржавчина, септориоз, твёрдая головня и фузариоз колоса. Хотя ориги-натор утверждает, что этот сорт обладает устойчивостью к мучнистой росе, пыльной головне и скрытостебельным вредителям.
Потери урожая зерна озимой пшеницы от заболеваний составляют в среднем 10-15 %, а в отдельные годы они могут достигать 50 % [Степанов, Чумаков, 1972; Пересыпкин, 1979; Лебедев, 1998; Черников, Алексахин и др., 2000].
Кроме того, общеизвестно, что зерно пшеницы сильно заспоренное тели-оспорами возбудителя твёрдой головни или поражённое фузариозом непригодно для пищевых и фуражных целей, так как содержащийся в спорах Tilletia caries (ДС) Tul. триметиламин, а в фузариозном зерне - дезоксиниваленол, токсичны для человека и животных.
В настоящее время поиск путей защиты сельскохозяйственных растений от болезней ведётся по нескольким направлениям. Это и селекция на иммунитет, и применение агротехнических приёмов, макро- и микроудобрений, биологически активных веществ, биопрепаратов, использование химических средств защиты растений, физических факторов воздействия на семена и растения (электромагнитные излучения, электрическое поле коронного разряда, концентрированный солнечный свет, лазерное излучение, ультрафиолетовые и инфракрасные лучи и др.), создание трансгенных растений.
Следует отметить, что в системе защитных мероприятий на первом месте стоит внедрение в производство болезнеустойчивых сортов. Этот приём является экологически безопасным и экономически выгоден производству. Наибольший интерес представляют сорта обладающие устойчивостью не к одному, а к нескольким патогенам. В последние годы в Госреестр РФ были включены сорта озимой пше- ницы с групповой устойчивостью к болезням: Даха - селекции КНИИСХ, Донская юбилейная и Подарок Дону - селекции Донского ЗНИИСХ, Фактор - селекции Ставропольского НИИСХ и некоторые другие. Все вышеназванные сорта устойчивы к ржавчине и мучнистой росе.
Установлено, что при возделывании устойчивых и умеренно-восприимчивых к бурой ржавчине сортов озимой пшеницы (при интенсивности их поражения до 10 % ) потери урожая не будут превышать 1 - 2 % ив этом случае необходимость в химической защите растений отпадает [Соколов, Чуприна, 1998].
Однако, всем хорошо известно, что болезнеустойчивость сортов с течением времени может быть сведена к нулю, из-за появления в природе новых более грессивных рас патогенов. А ведь для создания растений иммунных к болезням и вредителям требуется довольно длительный период времени и немалые затраты. Вот почему в последнее время земледельцы основной упор делают на химический, агротехнический, физический и другие методы защиты растений, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.
Экологически безопасный метод повышения болезнеустойчивости озимой пшеницы
Биологический метод основан на использовании биопрепаратов, биологически активных веществ и энтомофагов в защите растений от вредных организмов. Действие биопрепаратов (живых культур вирусов, бактерий или грибов) основано на антагонизме, который может проявляться в виде антибиогенеза, заключающемся в ингибировании роста и размножения патогенов различными метаболитами; паразитизма - основанном на синтезе литических ферментов для получения питания за счёт ингибируемых организмов; конкуренции - способности занимать экологическую нишу патогенов путём поглощения пространства и питательных ресурсов и способности некоторых микроорганизмов повышать синтез токсичных для патогенных организмов веществ в питательном субстрате [Arras, Arm, 1997].
В литературе приводится много достоверных фактов о положительной роли биопрепаратов в борьбе с болезнями растений. Так, С.А.Замятин с соавторами [1996] утверждает, что применение триходермина для обработки семян яровой пшеницы позволяет снизить распространение корневых гнилей с 27,6% до 6,2 -7,5%. Последний показатель был на одном уровне с вариантом, где семена перед посевом обрабатывались фенорамом. Г.И. Полях [1996] и другие исследователи сообщают о том, что опрыскивание посевов яровой пшеницы (в фазе колошения) ампеломицином в 2 раза снижает поражение растений мучнистой росой, бурой ржавчиной и септориозом. Эффективность ризоплана (планриза) против фузариоз-ной и гельминтоспориозной корневых гнилей, при обработке семян озимой пшеницы, не уступала фундазолу, при этом урожайность превышала контроль на 3,5 5.5 ц/га [Боровая, 1997].
Результаты трёхлетних исследований на озимой ржи, проведённые во ВНИИФ показали, что агат 25К обладает фунгицидным действием по отношению к возбудителям корневых гнилей, снежной плесени, ринхоспориозу и ржавчинным заболеваниям. Применение данного препарата для обработки семян и растений вышеуказанной культуры позволило существенно повысить её урожайность [Назарова и др., 1999]. Использование этого же препарата на яровой пшенице, ячмене и овсе также выявило его защитные свойства по отношению к головнёвым заболеваниям [Мотовилин и др., 1999]. Установлено, что препараты агат 25К и фитоспорин повышали полевую всхожесть пшеницы и ячменя на 5 - 9%, снижали развитие корневых гнилей - в 1,3 - 2,4 раза, увеличивали продуктивность растений - на 1,3 2.6 ц/га, а применение вермикулена на посевах яровой пшеницы способствовало снижению поражения растений корневыми гнилями на 29,4 - 40,3% и повышало урожайность культуры на 1,8 ц/га. Исследования, проведённые в НИИСХ им. П.П.Лукьяненко показали, что использование вермикулена на зерновых культурах снижало развитие корневых гнилей в 1,4 раза, поражение растений пшеницы септориозом - на 7 - 35% и фузариозом колоса - на 40,5% [Маслиенко, 1999].
Применение биопрепаратов: алирина, бактофита, псевдобактерина - 2 и три-ходермина, в качестве протравителей в условиях неустойчивого увлажнения (Ставропольский край), позволило снизить степень развития корневых гнилей озимой пшеницы в 1,3 - 1,5 раза; уменьшить интенсивность развития септориоза - в 1,5 -1,9 раза и получить прибавку урожая 2,5 ц/га. Обработка семян баковой смесью дивиденда (1,5л/т) и нарцисса (1 л/т) и опрыскивание растений пшеницы бак-тофитом (2 л/га) позволило получить значительную прибавку урожая (11,3 ц/га), при одновременном снижении себестоимости продукции [Шутко, 2000].
В последнее время оказалось возможным существенно расширить спектр действия биосредств путём совмещения их с химическими препаратами. В частности В.Г.Коваленковым и Л.А. Чебыкиной [2000] установлено, что препараты пиретро-идного класса не угнетают жизнедеятельности бактерий, составляющих основу производимых микробиопрепаратов (планриз, псевдобактерин - 2). Однако, при совмещении биосредств с фосфорорганическими соединениями происходит угнетение бактериальных культур. Данные исследований по этому вопросу позволили разработать следующую систему защиты зерновых культур: предпосевная обработка семян планризом; в период кущения - обработка растений баковой смесью: псевдобактерин + гербицид и в фазу «флаг - лист» - опрыскивание растений баковой смесью: псевдобактерин + фунгицид (альто, тилт, байлетон), с уменьшенной на треть нормой расхода. При использовании вышеуказанной системы защиты растений гарантирована прибавка урожая не ниже 3-5 ц/га.
Аналогичные данные получены и А.Д. Жалиевой [2000]. Она сообщает, что для преодоления резистентности патогенов к фунгицидам возможна их замена биопрепаратами и БАВ или применение для этой цели баковых смесей пестицидов и биосредств. Например, совместное применение вермикулена с половинной нор мой расхода винцита позволило эффективно вести борьбу с твёрдой головнёй пшеницы. По отношению к пыльной головне озимого ячменя положительные результаты получены при использовании симбионта с половинной нормой расхода витавакса 200 ФФ.
Продолжается поиск по созданию новых биопрепаратов. Так, в Башкирском НИИСХ совместно с институтом микробиологии и вирусологии АН Украины, создан препарат фитоспорин, успешно прошедший производственные испытания. Основой данного препарата является штамм бактерий Bacillus subtilis 26Д. Препарат обладает высокой антагонистической активностью к возбудителям болезней семян зерновых культур, а также он способен подавлять развитие патогенов вызывающих заболевания овощных культур [Менликиев, Байгузина, 1998]. В институте общей генетики им. Н.И.Вавилова (1997 - 2000) было изучено действие нового, выделенного из почвы бактериального штамма Serratia marcescens против Fusarium cul-morum. Установлено, что он перспективен для борьбы с корневыми гнилями озимой пшеницы [Поздняков, Джавахия, 2000].
Влияние физических факторов на болезнеустойчивость и урожайность возделываемых культур
Из физических факторов воздействия на биологические объекты известны: электромагнитные поля и излучения различной частоты, электрическое поле коронного разряда, концентрированный солнечный свет и лазерное излучение, ультрафиолетовые и инфракрасные лучи и др.
В зависимости от производственной необходимости различные виды электромагнитного излучения (ЭМИ) применяются для повышения посевных качеств семян, продуктивности растений, в борьбе с сорняками, для увеличения срока хранения корне - и клубнеплодов. Наибольшее внимание среди разнообразных физических факторов исследователи уделяли высокочастотному (ВЧ) и сверхвысокочастотному (СВЧ) излучениям. Отмечены положительные результаты этих видов излучений в борьбе с болезнями растений [Бородин и др., 1987; Бородин, Вендин, 1991; Бородин, Кузнецов, 1991]. В настоящее время в сельскохозяйственной практике широко используется сверхвысокочастотное излучение с диапазоном 2,35 - 2,45 ГГц. При воздействии СВЧ - излучения данного диапазона на семенной материал зерновых, зернобобовых и овощных культур повышается всхожесть семян на 5 - 10%, снижается поражение растений болезнями на 20 - 30% и увеличивается урожайность - на 15 - 20% [Цугленок и др., 1990; Горин, Вендин, 1991; Шахбазов и др., 1991]. С.Г.Кузнецов [1995] сообщает о том, что импульсное СВЧ - облучение семян гречихи обеззараживает их от возбудителей серой гнили и альтернарио-за, а проса - от пыльной головни. Эффективность обеззараживания семян зависит от длительности импульсов, их частоты следования и количества (при постоянной мощности импульса). Чем больше коротких импульсов, тем выше эффект ингиби-рования патогенов. Для обработки семенного материала СВЧ - излучением была создана высокопроизводительная (8т/ч) установка [Блинов и др., 1995].
В работе А.М.Фоканова и А.Д.Горина [1995] говорится о том, что диэлектрическая сепарация семян ячменя существенно улучшает действие СВЧ - излучения на семенной материал. Прибавка урожая испытываемой культуры при такой подготовке семян к посеву составила 17,3%, а при одной СВЧ - обработке - 11%. Однако, следует отметить, что ВЧ и СВЧ - излучения большой мощности обладают мутагенным эффектом и поэтому их используют в основном в селекции [Молотков, 1989]. Известен и другой вид физического воздействия на биологические объекты, способный в значительной мере повысить болезнеустойчивость растений, это электрическое поле коронного разряда (ЭПКР). Исследования, проведённые по этому вопросу рядом учёных [Апушев,1982; Нургасенов,1983; Фирсов,1984;1992; Фирсов и др., 1987; Клименко,2001] показали, что применение этого фактора на озимой и яровой пшенице способно существенно увеличить устойчивость растений к таким заболеваниям, как мучнистая роса, бурая ржавчина, твёрдая и карликовая головня. Отмечалось и то, что под воздействием электрического поля коронного разряда увеличивалась всхожесть растений, продуктивная кустистость, площадь листовой поверхности растений, число колосков в колосе, масса 1000 зерен и урожайность пшеницы. Данный метод воздействия на семенной материал пшеницы усиливал водопоглощение и интенсивность дыхания семян, повышал ферментативную активность (пероксидазы и полифенолоксидазы), а также концентрацию дубильных веществ и витамина С в растениях этой культуры. Усиливались и фитонцидные свойства растений, а это в свою очередь оказывало ингибирующее действие на рост гриба Fusarium avenaceum. Было установлено также и то, что при увеличении экспозиции ЭПКР до 40с заспоренное телиоспорами возбудителя твёрдой или карликовой головни зерно пшеницы становится нетоксичным при скармливании его животным. Споры в результате электрострикции разрушаются, а ми-котоксины грибов, вызывающие отравление, под воздействием озона окисляются.
По мнению А.П.Кругловой [1998] применение озона является перспективным прёмом обеззараживания посевного материала зерновых культур. Так, она сообщает, что при концентрации озона 1г/м и экспозиции 15 минут полностью подавляется микобиота семян, представленная грибами из родов Alternaria, Cladosporium и Fusarium. Н.Д.Романенко и Б.В.Буров [1997] говорят о том, что озон может быть использован и для обеззараживания воздушного пространства и поверхности камер плодоовощехранилищ.
Очень много работ посвящено применению концентрированного солнечного света в сельскохозяйственной практике [Апушев,1982; Нургасенов,1983; Фирсов, 1984 и др.]. Однако, следует отметить, что многие из них проводились в регионах с большим количеством ясных солнечных дней в году, а в условиях средней полосы России (куда входит Тамбовская область) в предпосевной период погода, как правило, пасмурная и поэтому использовать этот источник естественного излучения представляется проблематично. В данных условиях наиболее приемлемым будет применение аппаратуры с искусственным источником света, в частности, лазерного излучения.
Так,при плотности потока лазерного излучения 30 Вт/см , при большой кратности облучения, наблюдается гибель мицелия различных грибов находящихся на поверхности семян [Вельский, 1987; Колин, Страцкевич,1989]. В целом следует отметить, что использование лазерного излучения для предпосевной подготовки семенного материала позволяет увеличить продуктивность различных сельскохозяйственных культур до 20% [Савельев, 1981; Капелев,1983; Лощилина, Костин, 1984; Карпунцов и др., 1989].
Лазерное излучение используется также и в селекции для получения мутант-ных форм растений [Володин и др., 1990; Пуртова, Дудин,1990; Стегареску, Блян-ДУРД990;]. Были проведены исследования и по использованию ещё одного физического фактора - ультрафиолетовых лучей. Установлено, что при небольших экспозициях и малой мощности воздействия данного излучения на семена и растения сельскохозяйственных культур их урожайность повышается на 10 - 15% [Паршина, Паршин, 1969; Годнев, Селга,1986; Колин, 1988]. Высокие дозы ультрафиолетового излучения могут вызвать хромосомные абберации и поэтому их используют в селекционном процессе для получения растений с хозяйственно-ценными признаками [Дубров, 1968]. Получены достоверные данные о том, что облучение семян ячменя ультрафиолетовыми лучами в дозах 3,6 и 7,2 кДж/м снижает поражение пророст ков возбудителем гельминтоспориоза в 2,1 - 2,5 раза [Лой, Зейналов,1997]. N.Paul и S.Moodi [1999] сообщают о том, что воздействие того же вида излучения на растения пшеницы защищает их от поражения септориозом. Имеются данные о том, что ультрафиолетовые лучи можно использовать для дезинфекции воды в гидропонных теплицах, так как этот приём способствует инактивированию конидий F.oxysporum и зооспор P.aphanidermatum на 99% [Sutton et al.,2000].
Низкочастотные электромагнитные поля и излучения долго не находили должного применения в сельскохозяйственной практике. Однако, в последнее время это положение коренным образом изменилось. Исследования, проведённые в 1980 - 1990гг. рядом учёных [Белявская и др., 1992; Говорун, Данилов, 1992; Фомичева, Заславский и др., 1992; Фомичева и др., 1992] показали, что растительные организмы весьма чувствительны к воздействию магнитного поля Земли. Так, в уело-виях ослабленного (в 10 - 10 раз) геомагнитного поля (ГМП) отмечены изменения в различных структурах меристемы корней гороха, чечевицы и льна. Там обнаружены различные компоненты литического компартмента и присутствие большого количества липидных капель (наиболее выраженные у гороха). Электронно - цитохимическими исследованиями выявлено наличие свободно - и слабосвязанного кальция в гиалоплазме. Отмечалось также уменьшение способности к прорастанию семян (в 67%) опытов) и торможение роста проростков (в 79% опытов), задержка (на 3-9 часов) начала синтеза РНК и белков в клетках меристемы корней испытываемых растений, снижение величины пролиферативности клеток (до 68 - 75%) по сравнению с такими же растениями, но выращенными в условиях естественного фона геомагнитного поля.
Почвенно - климатические условия места проведения исследований
Полевые исследования нами проводились на опытном поле Среднерусской научно - исследовательской фитопатологической станции, расположенной в центральной части Тамбовской области. Почва опытного поля типична для большей части сельскохозяйственных угодий области и представляет собой среднемощный выщелоченный чернозём тяжелосуглинистого состава. Содержание гумуса составляет 7,2 %. По степени кислотности почва опытного участка относится к слабокислым, рН солевой вытяжки -5,4. Обеспеченность почвы фосфором - 86 мг, калием -117 мг на 1 килограмм почвы. Климат района исследований умеренно - континентальный, продолжительность безморозного периода в среднем составляет 145 суток. За год выпадает в пределах 556 мм осадков, причём наибольшее их количество - 32,2 % (от годовой нормы) приходится на летние месяцы (июнь-август). За весенние месяцы (март-май) выпадает 20 % осадков, из них на май, когда проходит критическая по отношению к влаге фаза развития растений озимой пшеницы - трубкование, приходится около 8,6 % (от годовой нормы).
Продолжительность вегетационного периода -185 суток. Сумма положительных температур (выше 10С) составляет 2400 С, что позволяет выращивать на данной территории большинство сельскохозяйственных культур, в том числе и озимую пшеницу.
Полевые исследования по теме диссертации проводились в течение 1998-2002 гг. Следует отметить, что в указанные годы погодные условия отличались от сред-немноголетних значений по количеству осадков за вегетационный период.
Погодные условия осени 1998 года - в период сева и начала развития растений озимой пшеницы складывались благоприятно. За осенний период (сентябрь - октябрь) выпало 181,8 мм осадков или 122,0 % от среднемноголетней нормы. Однако, среднесуточная температура воздуха за этот же период составила 3,9С и была на 1,5С ниже среднемноголетнеи нормы. Но несмотря на это озимая пшеница нормально развивалась и ушла в зиму хорошо подготовленной, имея от 2 до 4 побегов на одном растении.
За зимний период 1998-1999 гг. (декабрь-февраль) выпало 130,0 мм осадков (в виде снега), что составило 111,1 % от среднемноголетнеи нормы. Среднесуточная температура воздуха за этот период составила -5,9С, что на 2,6С выше средне-многолетней нормы. Перезимовала культура на опытном поле успешно, гибели растений пшеницы не наблюдалось.
Условия весны 1999 года (март - май) сложились неблагоприятно для роста и развития яровых зерновых культур, так как за этот период выпало 80,4 мм осадков, что составило 72,4% от среднемноголетнеи нормы, а среднесуточная температура воздуха была на 0,2С выше нормы и составила 6,3С. Однако, озимые зерновые культуры развивались нормально.
Летом 1999 года наблюдался дефицит влаги в почве. За июнь - август выпало 137,7 мм осадков, что составило 76,9% от нормы, а среднесуточная температура воздуха была на 1,8С выше среднемноголетнеи нормы и составила 20,3С. Эти условия позволили получить урожай зерна озимой пшеницы на уровне 33,6 - 36,0 ц/га. Поражение растений пшеницы в фазу молочной спелости зерна бурой ржавчиной и септориозом было умеренным и составило 28,0 - 29,5% и 37,5 - 39,5%, соответственно.
Погодные условия осени 1999 года (сентябрь - ноябрь) сложились вполне благоприятно для роста и развития озимой пшеницы, так как за этот период выпало 64,4% (или 95,9 мм) осадков от среднемноголетнеи нормы и в почве содержался достаточный запас влаги за счёт осадков выпавших в августе (60,6 мм или 131,1% от нормы). Среднесуточная температура воздуха за осенний период составила 4,9С, что на 0,5С было ниже среднемноголетнеи нормы. Но этих условий было вполне достаточно для роста и развития растений и озимая пшеница ушла в зиму хорошо подготовленной.
В зимний период (декабрь - февраль) 1999 - 2000гг. выпало 87,0 мм осадков или 74,4%) от среднемноголетнеи нормы. Среднесуточная температура воздуха за этот период была в пределах - 4,2 С, что на 4,3 С было выше нормы. Эти условия способствовали хорошей перезимовке растений и поэтому гибели озимых на опытном поле не наблюдалось.
За весенний период (март - май) 2000 года выпало 122,5 мм осадков или 110,4% от среднемноголетней нормы. Среднесуточная температура воздуха за этот период составила 7,2С, что на 1,1 С было выше среднемноголетней нормы.
Летом (июнь - август) 2000 года выпало 232,1 мм осадков или 129,7% от нормы, а среднесуточная температура воздуха составила 19,0С, что на 0,5С было выше нормы. Обилие осадков в весенний и летний периоды способствовало успешному развитию растений озимой пшеницы и формированию полноценного урожая, но и усилению поражения пшеницы бурой ржавчиной. В фазу молочно-восковой спелости зерна (июль месяц) поражение растений достигало эпифито-тийного уровня (50% и более), но так как это происходило в поздние фазы развития растений культура смогла сформировать хороший урожай. На делянках, где применялись химические средства защиты растений от аэрогенной инфекции (аль-то, 40% к.э.,0,15л/га; тилт премиум, 37,5% с.п.,0,33 кг/га) урожайность была на 9,5 - 10,5 ц/га выше, чем в контроле (40,7 ц/га).
Погодные условия осени 2000 года (сентябрь - ноябрь) сложились благоприятно для роста и развития озимой пшеницы - за этот период выпало 121,0 мм осадков, (81,2% от среднемноголетней нормы), причём основная их масса - 88,8 мм пришлась на сентябрь месяц; среднесуточная температура воздуха составила 5,2С, что на 0,2С ниже среднемноголетней нормы. Озимая пшеница ушла в зиму хорошо подготовленной, имея от 2 до 5 побегов на одном растении.
Влияние обработки растений испытываемыми препаратами на болезнеустойчивость и урожайность озимой пшеницы
Результаты исследований, представленные в предыдущей главе показали, что приёмы предпосевной подготовки семян не дали ожидаемого результата по снижению поражения растений пшеницы аэрогенной инфекцией. Поэтому мы решили изучить влияние обработки вегетирующих растений испытываемыми препаратами на болезнеустойчивость растений пшеницы к бурой ржавчине и септориозу. С этой целью нами в 1997 - 2002 гг. были заложены специальные полевые опыты. Семенной материал пшеницы протравливали препаратом максим, 2,5 % к.с, 2 л/т, а растения опрыскивали рабочими растворами испытываемых препаратов (в фазы трубкования и колошения). В одном опыте растения обрабатывались фунгицидами, а в другом - биосредствами и микроэлементами.
Данные по влиянию обработки растений фунгицидами на степень поражения пшеницы болезнями представлены на рисунке 11.
Как видно из данных рисунка 11, наименьшее поражение растений пшеницы бурой ржавчиной и септориозом наблюдалось в том варианте опыта, где для обработки вегетирующих растений применяли фунгицид тилт премиум, 37,5 % с.п., 0,33 кг/га. Здесь степень поражения растений пшеницы бурой ржавчиной была ниже контроля в 57,8 раза, а септориозом - в 11,1 раза.
В вариантах, где использовались препараты: альто, 40 % с.к., 0,15 л/га и колфу-го супер, 20 % к.с, 2 л/га, также отмечено снижение поражения растений бурой ржавчиной и септориозом (по отношению к контролю), но только в 33,0 и 7,8 раза и 6,8 и 4,0 раза, соответственно. Обработка вегетирующих растений пшеницы фунгицидами оказала существенное влияние на массу 1000 зерен и урожайность этой культуры (таблица 14).
Анализ данных таблицы 14 показывает, что там, где для обработки растений применялся препарат тилт премиум, 37,5 % с.п., 0,33 кг/га отмечено увеличение массы 1000 зерен на 3,6 г, а прибавка урожайности составила 6,9 ц/га (21,6 %), по сравнению с контролем. Близкие к этому результаты получены в варианте опыта, где для обработки растений использовался препарат альто, 40 % с к.., 0,15 л/га. Применение для тех же целей препарата колфуго супер, 20 % к.с, 2 л/га увеличило массу 1000 зерен и урожайность только на 2,8 и 4,3 ц/га, соответственно.
Исходя из вышеизложенного можно сказать, что применение фунгицидов из класса триазолов (альто, 40 % с. к. и тилт премиум, 37,5 % с.п.) существенно снижает поражение растений озимой пшеницы аэрогенной инфекцией (бурой ржавчиной и септориозом) и повышает урожайность этой ценной культуры.
Однако, широкое применение вышеназванных средств защиты растений может существенно повлиять на биоценотические связи в агроценозе пшеницы, так как химические препараты не обладают узконаправленным действием и подавляют жизнедеятельность как возбудителей заболеваний, так и полезных микроорганизмов. Поэтому нами для повышения болезнеустойчивости и урожайности вышеназванной культуры были испытаны биологически активные вещества и микроэлементы.
В 1999 - 2002 гг. нами в полевых условиях изучалось влияние обработки растений препаратами: рибав, пирокатехин и раствором микроэлементов (КМ - 6). Было также проведено изучение влияния препарата пирокатехин при нормах расхода 0,03; 0,3 и 3 кг/га и его баковых смесей с рибавом на болезнеустойчивость и урожайность озимой пшеницы (см. приложение Р). Семенной материал перед посевом обрабатывался препаратом максим, 2,5 % к.с, 2 л/т. Изучалось влияние испытываемых препаратов на рост и развитие пшеницы, а также на состояние наземной и почвенной фауны, целлюлозолитическую активность и фитотоксичность почвы. Как показали результаты исследований, испытываемые приёмы возделывания озимой пшеницы не оказали существенного влияния на вышеназванные показатели. Численность наземной и почвенной энтомофауны в вариантах опыта находилась практически на уровне контроля.
Аналогичное явление наблюдалось также и в отношении целлюлозолитической активности и фитотоксичности почвы (см. приложения С,Т,У). Однако, применение вышеназванных препаратов для обработки растений в период вегетации сказалось на развитии площади листьев растений, а также болезнеустойчивости и продуктивности озимой пшеницы.
Согласно данным таблицы 15 можно сказать, что практически все испытываемые препараты способствовали развитию площади листьев растений пшеницы, как в оптимальные (2001), так и в экстремальные (2002) годы. Наибольшего увеличения (на 4,1 см2) данный показатель достиг там, где растения обрабатывались раствором микроэлементов (КМ - 6). Здесь площадь листьев растений была близка к эталону (альто, 40 % с.к., 0,15 л/га).
Двукратная обработка растений исследуемыми препаратами оказала существенное влияние не только на развитие ассимиляционной поверхности, но и на болезнеустойчивость озимой пшеницы (таблица 16).
Как видно из данных таблицы 16, наименьшее поражение растений пшеницы бурой ржавчиной в фазу налива зерна наблюдалось в тех вариантах опыта, где для обработки растений применялись препарат рибав, 10 мл/га и раствор микроэлементов (КМ - 6) 0,33 кг/га. Здесь вышеназванный показатель был ниже контроля в 3 и 4 раза, соответственно.
И в фазу молочной спелости зерна степень поражения растений пшеницы бурой ржавчиной была ниже контроля (в 1,4 и 1,9 раза, соответственно) в этих же вариантах опыта. В остальных вариантах данный показатель был ниже контроля в 1,2 - 1,3 раза.
