Введение к работе
Актуальность темы. Яровая пшеница ежегодно высевается более чем на половине площадей, занятых в Республике Башкортостан яровыми зерновыми культурами. Такая высокая концентрация ее посевов в севооборотах при недостаточном внимании к фитосанитарному их состоянию повышает опасность эпифитотий болезней пшеницы, в частности, корневых гнилей и твердой головни. Вредоносность корневых гнилей чаще оценивается как потеря урожая зерна, которая в республике может достигать до 75% (Камалетдинова, Нуриахметов, 1978; Ганиев и др., 2002). В аспекте биологизации земледелия при невысокой степени развития болезней злаков целесообразно использовать биологические средства защиты растений (Сергеев и др., 1999). Однако сведения о зависимости между степенью развития корневых гнилей пшеницы и показателями структуры урожайности зерна крайне ограничены в литературе, что не позволяет научно обосновать применение приемов биологической защиты растений от этой болезни. Вместе с тем, противоречивы данные о влиянии различных препаратов и на показатели качества зерна: по мнению одних авторов, например, фунгициды существенно повышают его (Недорезков, 2003), по данным других (Теплякова, 2007) – фактор защиты растений от болезней не оказывает существенного влияния на этот показатель.
Постоянного внимания требуют к себе и головневые болезни пшеницы, в том числе твердая головня (возбудитель гриб Tilletia caries (DC) Tul.). Широкий современный ассортимент фунгицидов, казалось бы, снимает проблему борьбы с головней. Однако все действующие вещества, входящие в состав этих препаратов, опасны для человека. Вопрос же полного биоконтроля головневых болезней зерновых культур в мире пока не решен.
Среди множества природных соединений, способных стать основой препаратов для биоконтроля, особое внимание привлекает хитозан. Многие авторы (Варламов, 2001; Немцев и др., 2001; Тютерев, 2002; Дьяков и др., 2012) рассматривают хитозан в качестве базовой молекулы защитно-стимулирующих препаратов для растениеводства. Одним из относительно новых направлений в разработке биофунгицидов является также использование эндофитных антагонистических бактерий, например, Bacillus subtilis (Хайруллин и др., 2011; Егоршина, 2012). Эффективность применения препаратов на основе хитина в условиях Башкортостана для защиты яровой пшеницы от корневых гнилей и твердой головни до наших работ не оценивалась, а наличие в Государственном каталоге…(2010) пока лишь одного биофунгицида Фитоспорин-М на основе эндофитного штамма B. subtilis 26Д свидетельствует о недостаточно активном изучении свойств эндофитов с целью разработки новых биопрепаратов для защиты растений.
Цель работы – оценить эффективность применения препаратов на основе хитозана и новых эндофитных штаммов Bacillus subtilis для защиты пшеницы от твердой головни, а также корневых гнилей с выявлением особенностей проявления их вредоносности в условиях Предуралья Республики Башкортостан.
Задачи исследований. 1) Провести сравнительный анализ распространенности твердой головни (возбудитель T. caries) на посевах яровой пшеницы в Республике Башкортостан. 2) Оценить эффективность применения препаратов на основе хитозана для защиты яровой пшеницы от твердой головни и корневых гнилей. 3) Выявить особенности проявления вредоносности корневых гнилей яровой пшеницы в Предуралье Республики Башкортостан. 4) Определить возможность и эффективность применения экспериментальных препаратов на основе новых эндофитных штаммов бактерий B. subtilis в защите яровой и озимой пшеницы от твердой головни и корневых гнилей.
Научная новизна. Установлено, что биологическая эффективность протравливания семян препаратом Фитохит Т для защиты пшеницы от твердой головни на искусственном инфекционном фоне в условиях Южной лесостепи Республики Башкортостан может достигать 96%; поражение растений твердой головней повышает степень распространения и развития корневых гнилей. Показано, что при обработке семян этим препаратом при общем снижении распространенности и степени развития корневых гнилей яровой пшеницы вредоносность болезни с увеличением степени её развития возрастает больше в сравнении с контрольными растениями. Выявлена отрицательная прямолинейная зависимость между развитием корневых гнилей яровой пшеницы в фазе полной спелости зерна и показателями структуры урожайности «число зерен в колосе», «масса зерен 1 колоса», «масса 1000 зерен». Установлено, что слабое развитие корневых гнилей (до балла 1 к концу вегетации) способствует повышению содержания белка в зерне и не влияет на содержание крахмала. Выявлены новые эндофитные антагонистические штаммы Bacillus subtilis, которые могут стать основой препаратов для защиты яровой и озимой пшеницы против твердой головни и корневых гнилей.
Практическая значимость. Проведена оценка эффективности предпосевной обработки семян яровой пшеницы препаратами на основе хитозана, а также новых эндофитных штаммов B. subtilis для защиты растений от твердой головни и корневых гнилей в условиях Предуралья Республики Башкортостан. Показано, что комбинация препарата Гуми 20 с эндофитными антагонистическими штаммами B. subtilis может снижать эффективность применения такой баковой смеси в защите яровой пшеницы от твердой головни. Обоснована эффективность применения биопрепаратов для защиты яровой пшеницы от корневых гнилей. Биофунгициды на основе новых штаммов 11ВМ (коллекция ВНИИСХМ №524) и 871РН рекомендуются для регистрационных испытаний на посевах яровой и озимой пшеницы на территории Российской Федерации для включения их в Государственный каталог пестицидов и агрохимикатов…
Связь работы с научными программами. Исследования по теме диссертации поддержаны грантами РФФИ №05-04-08156-офи_а, Фонда содействию развитию МПНТС №4822р/7290 («СТАРТ-07») (№ госрегистрации 01200704067). Часть работы выполнена в рамках заказа Минсельхоза России в соответствии с планом НИР Башкирского ГАУ за счет средств Федерального бюджета по теме «Разработка полифункциональных биофунгицидов для растениеводства» (№ госрегистрации 01200853490).
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Обработка семян препаратом Фитохит Т эффективна в защите яровой пшеницы от твердой головни и корневых гнилей и биологическая эффективность соответственно составляет 96% и 37,5%.
2. При применении препаратов на основе хитозана с увеличением степени развития корневых гнилей показатели структуры урожайности зерна снижаются больше, чем в контроле.
3. Развитие корневых гнилей яровой пшеницы к концу вегетации не выше балла 1 в контроле и до 2 баллов при обработке семян фунгицидом Дивиденд стар не влияет на содержание белка и крахмала в зерне биологического урожая.
4. Биофунгициды на основе новых штаммов B. subtilis 11ВМ и 871РН могут быть рекомендованы для регистрационных испытаний на посевах яровой и озимой пшеницы на территории Российской Федерации.
Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на: научно-практической конференции «Проблемы и перспективы обеспечения продовольственной безопасности регионов России» (Уфа, 2003), 110-ой научно-практической конференции преподавателей, сотрудников и аспирантов университета «Достижения аграрной науки - производству» (Уфа, 2004), Втором Всероссийском съезде по защите растений «Фитосанитарное оздоровление экосистем» (С-Петербург, 2005), Всероссийской научно-практической конференции в рамках ХVI Международной специализированной выставки «Агрокомплекс-2006» (Уфа, 2006), Всероссийской научно-практической конференции «Индуцированный иммунитет сельскохозяйственных культур – важное направление в защите растений» (Большие Вяземы Московской обл., 2006), на Международной научно-практической конференции «Системы высокоурожайного земледелия и биотехнологии как основа инновационной модернизации земледелия в условиях климатических изменений» (Уфа, 2011).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, из которых 3 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Структура рукописи диссертации включает введение, обзор литературы, экспериментальную часть, состоящую из описания материалов и методов исследования, а также полученных результатов и их обсуждения, заключения и выводов. В библиографический список вошли 200 источника, в том числе 31 на иностранном языке. Работа изложена на 133 страницах, включает 5 рисунков и 45 таблиц.
