Малозатратные технологии улучшения фитосанитарного состояния посевов и повышения плодородия почв

Проведена сравнительная оценка эффективности предпосевной обработки семян ячменя биопрепаратами, полиминеральным удобрением и химическим протравителем в отношении улучшения питательного режима почвы, снижения поражения растений корневыми гнилями, повышения урожая и качества посевного материала.

Украина владеет мощным потенциалом производства разнообразной сельскохозяйственной продукции, а АПК может стать ведущей отраслью в экономике государства [1]. Одним из главных факторов, которые ограничивают его полную реализацию является отрицательное влияние многочисленных вредоносных организмов. Потери растениеводческой продукции от них составляют в среднем около 30%, а в периоды вспышек размножения вредителей, развития болезней и при значительном засорении посевов сорняками, недобор продукции может превышать 50%. Зерновым колосовым культурам в Украине наносят ущерб свыше 100 видов насекомых, три вида клещей, два — нематод, а также разнообразные грызуны. Кроме того, существенный вред приносят свыше 20 болезней, возбудителями которых являются различные микроорганизмы.

Система защиты сельскохозяйственных культур от вредных организмов представляет собой довольно сложную технологию и обеспечивается тщательным соблюдением комплекса мероприятий [2]. Однако даже при научно обоснованном применении химические средства защиты растений, вместе с существенным повышением продуктивности посевов сельскохозяйственных культур, в большинстве случаев отрицательно влияют на окружающую среду и в т.ч. на людей, растительные и животные организмы, почвенный покров и водные ресурсы.. По этому чрезвычайно важно установить возможности замены химических препаратов альтернативными экологически безопасными средствами.

Полевой опыт заложен на Носовской селекционно-исследовательской станции Черниговского Института АПК. Почва — чернозем типичный малогумусный. Пахотный слой содержит 2,53—2,89% гумуса, гидролизуемых соединений подвижного фосфора и обменного калия соответственно 39—62, 53—91, 96—125 мг на кг почвы. Сумма поглощенных оснований — 12,0—22,3 мг-экв на 100 г почвы, рН_KCl — 5,2—6,2, степень насыщенности основаниями — 64,6—82,3%. Исследования проводились в 2002—2004 гг из которых по погодным условиям 2002 г можно характеризовать как не благоприятный.

Изучалась эффективность следующих средств для предпосевной обработки семян:
• БСП — антифунгальный препарат создан на основе продуцента Bacillus polymyxa П і 6M — вещества антибиотического действия;
• КБП — комплексный биологический препарат включает азотфиксирующие и фосформобилизирующие микроорганизмы, БСП, стимуляторы роста и микроэлементы.
• ПМУ — полиминеральное удобрение включает природный раствор бром-йод-хлормагниевого типа (бишофит) в состав которого входит в 90% хлористый магний, соли Cu, Zn, Fe, Co, Mg, B и других микроэлементов. Раствор обогащен азотом, калием с добавлением хелатообразующих соединения и физиологически активных веществ (ФАВ).
• Для сравнения, в качестве химического протравителя использовали витавакс 200 ФФ — комбинированный контактно-системный фунгицид защитного и терапевтического действия.

Схема опыта приведена в таблице 1. Посевная площадь делянки — 36 м², учетная — 30 м², повторность 4-кратная. Способ размещения делянок — рендомизированный. Сорт ячменя — Носовский 21, норма высева — 5 млн на 1 га. Обработку семян проводили за день до посева в количестве по 100 мл каждого из препаратов на норму посевного материала. Для лабораторных анализов почвенные образцы отбирались из ризосферы ячменя в начале его вегетации и в фазу полной зрелости.

Корневые гнили учитывали в период всходов, в фазы цветении, молочной и полной спелости на 100 растениях, отобранных в 10 точках каждого варианта опыта [3]. Интенсивность поражения отобранных растений оценивали в баллах по шкале ВИЗР.

Корневые гнилые распространены практически во всех зонах выращивания зерновых культур. Наибольший вред наносится пшенице и ячменю, в меньшей мере поражаются рожь и овёс [4]. Гнили становятся одними из наиболее распространенных заболеваний зерновых культур, не уступая головневым болезням. При проведении исследований распространение болезней и степень поражения растений определяли по формулам:

,

где Р — распространение болезни, %;
n — количество пораженных растений (органов) в пробах;
N — общее количество растений (органов) в пробах.

,

где Рd — степень развития болезни, %;
а — число растений с одинаковыми признаками поражения;
б — соответствующий этому признаку балл поражения;
А — число растений в зачете (здоровых и больных);
К — наивысший балл учетной шкалы.

Анализ полученных данных показал, что химические, биологические препараты и ПМУ достоверно в сравнении с контролем снижали степень поражения растений ячменя корневыми гнилями во все годы исследований. Так, показатели распространения болезней по площади и их развития на отдельных растениях в среднем за период исследований по вариантам опыта сокращались соответственно на 25—49 и 23—58%.

По эффективности БСП заметно уступал другим препаратам и ПМУ. Действие последнего как в разных комбинациях, так и при отдельном использования на фитосанитарное состояние посевов ячменя было близким, особенно по степени развития болезней (табл. 1). Можно только отметить определенное преимущество комплексной обработки посевного материала ПМУ и КБП в сравнении с раздельным их применением. При этом влияние химического протравителя и совместного применения ПМУ и КБП на пораженность ячменя корневыми гнилями можно считать равноценным.

Необходимо обратить внимание на стабильность действия на патогенов отдельных препаратов, ПМУ и его сочетания с КБП относительно особенностей погодных условий по годам. Так, например, по уровню развития болезней под влиянием препаратов и ПМУ прослеживается тесная зависимость (рис. 1), а корреляция при сравнении отдельных лет по вариантам опыта колеблется в пределах 0,7—0,9.

Исследуемые препараты и ПМУ существенно влияли на развитие возбудителей болезней на полученном в будущем семеном материале. Например, сокращение количества КУО микромицетов в перерасчете на 1 г зерна составляло от 70% при применении БСП до 20—28% при химическом протравливании исходного посевного материала. При этом достоверной зависимости между фитосанитарным состоянием посевов ячменя и степенью развития эпифитной микрофлоры на полученом урожае зерна по годам и вариантам опыта не установлено.

Лабораторные анализы ризосферной почвы свидетельствуют о наличии влияния химического препарата и альтернативных средств на агрохимические показатели и биологическую активность почвы в ризосфере ячменя (табл. 2). Так, установлена тенденция к повышению рН и гидролитической кислотности (Нг) почвы из корневой зоны под влиянием биопрепаратов (КБП и КБП+ПМУ), что можно объяснить возрастанием активности почвенной биоты (эмиссия СО₂, рис. 3) и изменениями в обменных процессах в системе почвенно-поглотительного комплекса (ППК). Например, при применении комплексного биопрепарата, в сравнении с контролем и другими вариантами опыта, Нг и рН заметно возрастают при уменьшении степени насыщенности основаниями (СНО), что можно объяснить перераспределением Н+ [5]. При применении витавакса отмечается обратная направленость процессов, что объясняется снижением биологической активности почвы (рис. 3). Полиминеральное удобрение также существенно влияло на физико-химические показатели ризосферной почвы, что видно при сравнении вариантов совместного и раздельного применения КБП и ПМУ. Возможно именно с этим связано существование достоверной зависимости между физико-химическими показателями почвы и содержанием в ней подвижного фосфора и обменного калия при применении разных препаратов и ПМУ (рис. 2).

Азотный режим почвы, а именно количество легко гидролизуемых соединений азота (Nг), в первой половине вегетации достоверно улучшался на вариантах с применением комплексного биопрепарата с 105—107 до 110—115 мг/кг. В фазу полной спелости содержание Nг при применении биопрепаратов и ПМУ колебалось в пределах 84—94 мг/кг, при использовании химического протравителя и на контроле — 96—99 мг/кг.

Как и предполагалась предпосевная обработка семян разными средствами защиты, биопрепаратами и ПМУ на гумусное состояние чернозема влияла несущественно. Однако экспериментальные данные по содержанию в ризосфере ячменя гумусовых веществ свидетельствуют о существовании определённого влияния исследуемых препаратов и ПМУ на активность накопления органического вещества в почве. Это подтверждается наличием достоверной взаимосвязи по вариантам опыта между общими запасами гумусовых веществ, эмиссией углекислоты, пораженностью растений корневыми гнилями и урожайностью ячменя (рис. 3).

С одной стороны в результате воздействия препаратов и ПМУ на развитие болезней и урожайность ячменя в почву поступает большее или меньшее количество свежего органического вещества с корневыми и послеуборочными остатками. С другой под влиянием исследуемых средств изменяется биологическая активность почвы и интенсивность процессов минерализации. С этой точки зрения преимущество имеют комплекс биопрепаратов и полиминеральные удобрения при применении которых вместе с улучшением фитосанитарного состояния посевов в большей мере возрастает биологическая активность почвы, интегральным показателем которой есть интенсивность эмиссии СО₂. В результате улучшается питательный режим, возрастает урожайность, поступление в почву органического вещества растительных остатков, увеличивается количество гумусовых веществ. Так, корреляция между их накоплением в 2003 и 2004 годах по вариантам опыта для данного показателя оказалась достаточно высокой — r=0,50—0,75. Влияние разных препаратов и ПМУ на пораженность корневыми гнилями растений ячменя и его урожай оказалось еще более стабильным. Корреляция между данными, полученными в разные года по вариантам опыта по урожайности колеблется в пределах r=0,67—0,98, по развитию болезней — 0,71—0,86.

Относительно контроля все исследуемые средства повышали кустистость ячменя на 7 (БСП, КБП, витавакс), 14 (КБП+ПМУ) и 21 (ПМУ) относительных процента. Увеличения площади листовой поверхности колебалось от 3—6% при обработке семян КБП, биологическим и химическим средствами защиты растений до 9—18% на вариантах с использованием ПМУ. Натура зерна по вариантам опыта почти не отличалась. Под действием БСП длина колоса не изменялась, на вариантах с использованием КБП этот показатель увеличивался на 13—14%, а при применении ПМУ и витавакса — соответственно на 7 и 10%.

С 2002 по 2004 года урожайность ячменя по вариантам опыта колебалась соответственно в пределах 30,4—36,7, 39,4—44,3 и 38,7—43,8 ц/га (табл. 3). При этом препарат биологической защиты растений БСП на выход урожая по годам практически не влиял. Полиминеральное удобрение и витавакс обеспечивали дополнительно соответственно 3,1 и 2,6 ц/га в более благоприятные по погодным условиям 2003 и 2004 года. Как в комплексе с ПМУ, так и без него наиболее эффективным и стабильным по воздействию на продуктивность ячменя оказался комплексный бактериальный препарат, применение которого сопровождалось возрастанием урожая ячменя по годах минимально на 8,4 и максимально на 12,4%.

Качественные показатели зерна под влиянием препаратов и ПМУ изменялись несущественно и находились в положительной зависимости от уровня урожайности ячменя (жир — r=0,60, крахмал — r=0,71). Однако, если его рассматривать как посевной материал, то необходимо отметить заметное преимущество над контролем обработок семена всеми препаратами, за исключением БСП. Так, применения КБП сопровождалось увеличением энергии прорастания и всхожести семян соответственно на 28 и 14 абсолютных процента, использование ПМУ обеспечивало возрастания этих показателей на 26 и 10%, при их сочетании — на 24 и 12% и при химическом протравливании — на 14 и 6%.

Сырая масса 10 ростков, полученных при проращивании выращенного зерна ячменя была наибольшей при обработки посевного материала химическим и биологическими средствами защиты растений и превосходила контрольный вариант соответственно на 20 и 28 относительных процента. Это может свидетельствовать о их положительном последействие с точки зрения повышение темпов развития растения после посева и прорастания семян. Превышение данного показателя в отношении контроля при применении КБП, ПМУ и их сочетания составляло в границах 5—15%.

Математическая обработка результатов исследований позволила сделать вывод о том, что большинство определенных экспериментально показателей довольно тесно связанные между собою. При этом препараты и ПМУ непосредственно влияя на отдельные параметры ризосферной почвы и развития растений опосредствованно воздействовали и на большинство других. Важно, что влияние на показатели плодородия почвы и особенности развития растений по годам оставалось довольно устойчивым. Например, урожайность ячменя в большей мере зависела от влияния препаратов и ПМУ на длину колоса (r=0,96), изменений количества гумусовых веществ (r=0,70), интенсивности выделения СО₂ (r=0,74), а также от степени поражённости растений корневыми гнилями (r=−0,71). Активность развития болезней может быть связана с энергией прорастания (r=−0,51) и всхожестью (r=−0,52) полученного зерна. Об устойчивом влиянии исследуемых средств на питательный режим почвы указывает наличие корреляции между содержанием доступных для растений соединений фосфора и калия (r=0,71). В свою очередь количество доступного фосфора и обменного калия зависит от физико-химических показателей (r=0,60—0,83).

Выводы. Традиционные химические, альтернативных средства защиты растений, биопрепараты и полиминеральные удобрения в результате предпосевной обработки семени ячменя не только существенно влияют на его пораженность корневыми гнилями но и вызывают заметное улучшение агрохимических свойств ризосферной почвы. В результате в среднем за 2002—2004 гг урожай зерна при применении ПМУ и химического протравливания возрастал соответственно на 3,1 и 3,4 ц/га или на 8—9%. Комплексный биопрепарат, включающий азотфиксирующие, фосформобилизирующие микроорганизмы, биологическое средство защиты растений (БСП), физиологически-активные вещества и микроэлементы, при раздельном применении дополнительно обеспечивал 4,0 ц/га или 10,2%, в случае сочетания с полиминеральным удобрением — 5,1 ц/га или 13,3%. Исследуемые препараты имеют стабильное действие по годам, которые подтверждается наличием достоверной зависимости между урожаем зерна, запасами гумусовых веществ, биологической активностью ризосферной почвы и пораженностью растений корневыми гнилями.

БИБЛИОГРАФИЯ
• Созинов О.О., Бурда Р.И. и др. Агросфера как ведущий фактор постоянного развития Украины // Вісн. аграр. науки. — 2004. — №10. — С. 5—13.
• Справочник из защиты растений / Л.И.Бублик, Г.И.Васечко, В.П. Васильев и др.; За ред. М.П.Лесного.—К.: Урожай, 1999.—744 с.
• Практикум по защите растений / Н.Г.Берим, В.П.Маркелова, С.М.Поспелов и др. — Л.: Колос, 1980. — 247 с.
• Защита зерновых культур от вредителей, болезней и бур(янів при интенсивных технологиях / За ред. Б.А.Арєшнікова. — К.: Урожай, 1992. — 224 с.
• Петербургский А.В. Корневое питание растений. — Г.:Россельхозиздат, 1964. — 254 с.