Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние триходермина на поражение растений корневыми гнилями и урожайность ячменя на Северо-Востоке Нечерноземья РФ

ВАК РФ 06.01.11, Защита растений

Автореферат диссертации по теме "Влияние триходермина на поражение растений корневыми гнилями и урожайность ячменя на Северо-Востоке Нечерноземья РФ"

-

■ ■ . .:»13Х

На правах рукописи

ВЛИЯНИЕ ТРИХОДЕРМИНА НА ПОРАЖЕНИЕ РАСТЕНИЙ КОРНЕВЫМИ ГНИЛЯМИ И УРОЖАЙНОСТЬ ЯЧМЕНЯ НА СЕВЕРО-ВОСТОКЕ НЕЧЕРНОЗЕМЬЯ РФ

06.01Л 1 - защита растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва, 1998

Работа выполнена на кафедре агрохимии и земледелия Марийского государственного университета в 1994-1996 гг.

Научный

руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Г.С. Марьин

Официальные

оппоненты: доктор биологических наук,

Ф.С-У. Джалилов

кандидат сельскохозяйственных наук, А.П. Твердюков

Ведущая организация: Чувашский НИИ сельского хозяйства

Защита состоится « 18 » марта 1998 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 120.35.09 при Московской сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева по адресу: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49, сектор защиты растений.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан .» февраля 1998 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета, доктор биологических наук

В.А. Шкаликов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Фитосанитарная нестабильность агробио-ценозов, а также ухудшение общей экологической ситуации, особенно на зерновых культурах, несмотря на широкое использование фунгицидов, требует новых подходов в развитии и использовании средств защиты растений, а также поиску новых альтернативных способов.

В последние годы все больший интерес стал проявляться к биологическим препаратам, созданным на основе микроорганизмов, снижающих в значительной степени поражение растений болезнями. Эти средства наиболее удачно вписываются в интегрированные системы защиты растений: они эффективны, селективны, сравнительно безопасны для природы и человека. Механизм действия биологических препаратов проявляется в виде паразитирования, уничтожения и поражения вредных организмов и использования их антагонистических свойств по отношению к заболеванию растений. Проблемы применения биопрепаратов существуют на всех уровнях - выделения объектов биометода, технологии производства, методик их использования. Существующие формы биопрепаратов (дусты, порошки) имеют большие ограничения в применении.

Цель и задачи исследований. Целью наших исследований является совершенствование и получение новых форм триходер-мина на малотоннажном оборудовании, что является новым направлением в его производстве и применении. В связи с этим планировалось решение следующих задач:

1. Совершенствовать и изучить препаративные формы трихо-дермина, полученные на малотоннажном оборудовании при выращивании почвенного гриба Trichoderma ügnorum Harz.

2.0пределить эффективность различных форм триходермина в сравнении с другими биологическими и химическими препаратами.

З.Изучить влияние различных форм триходермина на поражен-ность корневыми гнилями и урожайность ячменя.

4.0пределить биоэнергетическую эффективность возделывания ячменя с использованием триходермина.

Научная новизна. Впервые проведено сравнение различных препаративных форм биологического препарата триходермина. Показана эффективность жидкой формы триходермина против корневых гнилей ячменя. Впервые метод глубинного культивирования освоен в малотоннажном производстве триходермина. Это позволит рационализировать биологический метод защиты и повысить его эффективность.

Практическая ценность. Новые препаративные формы триходермина, полученные при производстве гриба Trichoderma lignorum Harz позволят расширить спектр действия биопрепарата, снизить пораженность растений болезнями, существенно повысить урожайность возделываемых культур и экологизировать защиту растений.

Разработанная схема получения новых форм триходермина послужит руководством при промышленном производстве биопрепаратов на малотоннажном оборудовании методом глубинного культивирования на основе активных штаммов микроорганизмов.

Апробация. Результаты исследований доложены на Всероссийском симпозиуме по защите растений (г. Москва, 1994 г.), на конференции «Биологический метод борьбы с вредителями и болезнями овощных культур (г. Лиски, 1994 г.), в США на фирме «Юнироял Кемикал» (г. Нью-Йорк, 1995 г.), на отчетной конференции начальников областных, республиканский и краевых станций защиты растений РФ (г. Москва, 1995 г.), на республиканской конференции специалистов сельского хозяйства республики Марий Эл (г. Йошкар-Ола, 1994-1995гг.), 1 и 2-ом Всероссийском Популяционном Семинаре «Жизнь популяций в гетерогенной среде» (г. Йошкар-Ола, 1996, 1997 гг.), на междисциплинарной^Все-российской научной конференции «Вавиловские чтения» (г. Йошкар-Ола, 1996, 1997 г.), научной конференции, посвященной памяти профессора В.П. Нарциссова (г. Нижний Новгород, 1997 г.), на III научной конференции «Актуальные экологические проблемы Республики Татарстан» (г. Казань, Академия наук, 1997 г.) а также на конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Маргосуниверситета (1994-1995 гг.)

На тему диссертации опубликовано 14 работ, которые публиковались в журналах и газете «Защита растений» (1994 - 1995 гг.), в сборниках статей г. Нижний Новгород (1997 г.), г. Йошкар-Ола (19961997 гг.), г. Казань (1997 г.), в Марийском ЦНТИ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и предложений для производства, списка литературы, включающего 179 наименований (из них 9 иностранных), приложения. Работа иллюстрирована 25 таблицами, 31 рисунками (из них 2 рисунка в цветном изображении).

МЕСТО, УСЛОВИЯ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проводились в течение трех лет (1994-1996 гг.) в условиях Марийского государственного университета на кафедре аг-

рохимии и земледелия, Марийского совхоз - колледжа Медведевско-го, ОПХ Михайловскос Советского, в хозяйствах Параньгинского, Звениговского, Оршанского, Горномарийского районов Республики Марин Эл и биологической лаборатории республиканской станции защиты растений «Марийская».

При проведении исследований использовались полевые, микрополевые, и лабораторные опыты. Для внедрения в производство научных разработок закладывались производственные опыты. При этом проводилось систематическое обследование посевов и учет биологической эффективности применяемых биологических и химических препаратов. Всего проведено 3 полевых, 1 микрополевой, 2 лабораторных и 3 производственных опытов с общим количеством 93 варианта.

Вегетационные периоды 1994-1996 гг. в годы исследований складывались по-разному. Относительно худшими из них по количеству выпавших осадков, их распределению во времени и температурному режиму оказались 1994 и 1995 годы. 1996 г. был благоприятным для роста и развития ячменя.

Схемы опытов:

Первый полевой опыт (1994, 1995 гг.) был заложен в Марийском совхоз - колледже Медведевского района, где изучалось влияние обработки семян триходермином в различных препаративных формах на пораженность растений корневыми гнилями и урожайность ячменя.

Схема опыта: 1- контроль, 2- триходермш жидкий (1 л/г), 3- триходер-мин споровый (0,15 кг/га), 4- триходермин - пасга (0,5 кг/г), 5-фенорам (2 кг/г).

Учетная площадь делянок 80 м2 (4 х 20), повторность 3-х кратная, предшественник - озимая рожь. Агрохимические показатели почвы: КгО - 16,2-20,1; Р2О5- 18,1-24,2 мг/100г почвы; рН (солевая) - 6,1-5,8; гербициды применялись в фазу кущения на всех проводимых опытах, путем однократного опрыскивания посевов. Семена обрабатывались препаратами в день посева. Учет развития и распространения болезней ячменя проводился в следующие периоды: всходы, выход растений в трубку, молочная и полная спелость зерна.

Второй полевой опыт (1994-1996гг.) проведен в ОПХ Михайловское Советского района, где изучено влшпше различных препаратов при предпосевной обработке семян ячменя на пораженносп. корневыми гнилями и его урожайность. Схема опыта: 1- контроль, 2- фенорам (2 кг/г), 3-триходермин жидкий (1 л/т).

Учетная площадь делянки 52 м2 (4x13) предшественник -озимая рожь, повторность опыта 3-х кратная. Агрохимические показатели почвы: рН (солевая)- 6,5; Р2О5 -27,2 мг/100 г почвы, КзО - 15,4 мг/100 г почвы. Посев проведен 5-8 мая.

Третий полевой опыт (1994 - 1996 гг.) проведен в ОПХ Михай-ловское Советского района, где была изучена сравнительная эффективность различных препаративных форм биологического препарата триходермина и препарата фенорама при предпосевной обработке семян на пораженность растений корневыми гнилями и урожайность ячменя. Схема опыта: 1- контроль, 2- фенорам (2 кг/т), 3- триходермин споровый (0,15 кг/т), 4- триходермин жидкий (1 л/т).

Учетная площадь делянки 40 кв. м (4 х 10), повторность в опыте 3-х кратная. Предшественник - озимая пшеница. Агрохимические показатели почвы: pH (солевая) - 6,2; Р2О5- 34,0 мг/100г почвы, КгО-15,9 мг/100г почвы.

В мнкрополевом (двухфакторном) опыте (1994-1996гг.) было изучено влияние биологических и химических препаратов на пораженность растений ячменя корневыми гнилями и его урожайность. Схема опыта: фактор А. 1 - контроль, 2-фенорам (2 кг/т), 3- триходермин споровый (0,15 кг/т), 4- триходермин жидкий (1 л/т), 5-триходермин-паста (0,5 кг/т); фактор Б. 1- без опрыскивания, 2- опрыскивание три-ходермином жидким (5 л/га), 3- опрыскивание байлетоном (0,5 кг/га).

Размещение вариантов систематическое, методом расщепленных делянок. Площадь учетной делянки фактора А -20 м2, фактора В-10 м2. Повторность в опыте 3-х кратная, предшественник - озимая рожь. Агрохимические показатели почвы: гумус 1,5 - 1,9%; pH (солевая)-5,9-6,1; Р2О5- 19,1 - 24 и К20 - 17,1 - 15,9 мг/100г почвы.

В лабораторных опытах на кафедре агрохимии и земледелия МарГУ и республиканской СТАЗРаМарийская» (1995, 1996гг.) методом встречных культур изучались фунгицидные свойства гриба Trichoderma lignorum Harz штамм 16, селекции СИБНИИХИМ (г. Новосибирск). В качестве конкурентов использовались фито-патогены банка следующих культур: Alternaria alternata (Fr.) Keissler, Fusarium oxysporum Schlecht, Fusarium graminearum Schwabe, Botrytis cinerea Pers (ex Fr), Aspergillus Candidus Ling, Fusicladium dendriticum (Wallr.) Fuckel, Pénicillium viridicatum Westl, Erysiphe cichoriacearum D C.

Инокуляцию объектов на питательную среду Чапека производили методом "сухой иглы", стартовые зоны антагонистов находились с противоположных краев ч. Петри. Инокуляцию гриба Trichoderma lignorum Harz проводили на одни сутки позже, чем патогена.

В 1994,1995 г. в ОПХ «Михайловское» Советского района был заложен производственный опыт на ячмене по изучению биологической эффективности химических и биологических препаратов против пятнистостей ячменя.

Схема опыта: 1- контроль, 2- тилт-премиум (0,33 кг/га), 3- альто (0,25 кг/га), 4- триходермин жидкий (5 л/га).

Учет проводился с учетной делянки 40 м2 (4x10) в 3-х кратной повторности, предшественник - озимая рожь, площадь поля - 84 га. Участок, выделенный под демонстрационный опыт, характеризовался высоким плодородием. На нем был осуществлен весь комплекс агротехнических мероприятий,

Агротехника возделывания ячменя во всех опытах была общепринятой, сорт «Зазерский - 85».

Схемы других опытов, проведенных во время исследований в хозяйствах республики, представлены в соответствующих разделах данной работы. Во всех опытах изучались: биологическая эффективность триходермина в различных препаративных формах в сравнении с другими средствами защиты растений, влияние триходермина на численность сапрофитного и инфекционного потенциала почвы, влияние триходермина на урожайность ячменя. Оценка распространенности и развития болезней проведена по методике ВИЗР. Закладка опытов проведена по методике Б.А. Доспехова.

Определение численности и видового состава почвенных микроми-цетов проведены по JIJI. Вешгкаиову, И.И.Сидоровой, Г.Д. Успенской.

Оценка хозяйственной эффективности проводилась при определении процента пораженных растений и степени поражения, которые устанавливались при непосредственных учетах в поле или при анализе пораженных растений в лаборатории по В.А. Чулкиной.

Фенологические наблюдения за ростом и развитием растений проводились по методике ГСУ. Учет антагонистической активности сапрофитных организмов к патогенам проводился в лаборатории путем моделирования необходимых параметров по JIJI. Великанову, И.И. Сидоровой, Г.Д. Успенской, Е. П. Дурыниной.

Влияние метеорологических условий на патогенность почвенных микромицетов проводилось по А.Е. Чумакову и Т.Н. Захаровой.

Идентификация изучаемых культур грибов проводилась в институте фитопатологии (ВНИИФ) г. Москва.

Статистическая обработка полученных экспериментальных данных проведена на персональном компьютере типа IBM PC PENTIUM 120MHz с использованием специализированного программного обеспечения с последующим анализом по Н. А. Пло-хинскому, Б.А. Доспехову.

В ходе исследований использовались следующие химические препараты: протравители контактно-системного действия - фенорам, 70% с.п. (карбоксин, 45% + тирам, 25%), витатиурам, 80% с.п. (карбоксин, 50% + тирам, 30%); фунгициды системного действия -тилт-премиум 37,5 с.п. (пропиконазол), альто 400 к.с. (ципроконазол), байлетон, 25% с.п. (триадимефон). .

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Фигосанихарная характеристика гриба Trichoderma lignorum в условиях малотоннажного производства

Работами многих отечественных и зарубежных исследований показана положительная роль триходермина на основе гриба Trichoderma lignorum в защите целого ряда сельскохозяйственных культур от различных заболеваний [150, 155, 157, 172]. Однако прежняя препаративная форма триходермина спорового и его технология производства не в состоянии удовлетворить возрастающие нужды сельского хозяйства в потребности этого биопрепарата и является на сегодняшний день не совершенной в технологическом и санитарном отношении [150, 153]. Изучая в лабораторных опытах свойства гриба Trichoderma lignorum штамм 16 в жидкой препаративной форме, полученного при глубинном культивировании выяснилось, что его объекты имеют различную удельную скорость роста. Из-за разного соотношения БАВ конкурентов наблюдается и разный характер их взаимоотношения между собой. После встречи колоний гриба Trichoderma lignorum с колониями патогенов у последних наблюдалось угнетение и прекращение дальнейшего роста.

Биологический портрет штамма 16 Trichoderma lignorum Harz, используемого в дальнейшем для производства биопрепарата триходермин и применения в полевых и производственных опытах в республике Марий Эл следующий: 1. Скорость роста до 2-х см в сутки на агаризованной среде; 2. Плотность спороношения 3-4 млн. спор/кв.см; 3. Интенсивное образование хламидоспор при глубинном культивировании (2-5 млн. в I мл); 4. Высокая концентрация антибиотиков летучей и нелетучей фракций; 5. Хламидоспоры толерантны к высокой температуре ( выдерживают более 60°С в течение одного часа); Обладают высокой конкурентной способностью, устойчивостью к большинству фитопатогелов.

Гриб Trichoderma lignorum Harz образует хорошо развитую грибницу в начале белого, затем зеленого цвета. Размножается спорами (конидиями), которые формируются на ответвлениях грибницы -конидиеносцах. Конидиеносцы разветвленные, споры округлые, шаровидной формы, 2,5 - 3,75 мкм в диаметре, собраны в головки по 10 -20 штук на концах конидиеносцев, окрашены в зеленый цвет. При глубинном культивировании гриб Trichoderma lignorum штамм 16 формирует бесцветные хламидоспоры (до 5 млн. шт./мл) размером 7,5 - 15 мкм в диаметре, наличие которых является коррелятом высокого содержания БАВ (биологически активных веществ). На искусственных питательных средах (среде Чапека, сусле-агаре, картофеле-глюкозном)

гриб формирует колонии зеленого цвета с различными оттенками, почти правильной округлой формы.

Температурный оптимум для развития гриба Trichoderma ligno-rum в культуре 24 - 28°С, максимум 31 -.32°С, минимум 18 - 22°С. В естественных условиях при оптимальной влажности и аэрации почвы антагонистические свойства триходермы хорошо проявляются и при температуре близкой к 20°С. Гриб является аэробом и поэтому быстро развивается в хорошо аэрируемых богатых органическими веществами почвах. В процессе своей жизнедеятельности субстратными гифами он вырабатывает набор активных антибиотиков, выделяемых в среду обитания для угнетения обитателей экониши.

Препарат триходермин при глубинном культивировании содержит споры, хламвдоспоры, обрывки мицелия, остатки питательной среды, БАВ.

Гриб Trichoderma lignorum Harz обладает высокой удельной скоростью роста, что позволяет использовать его при промышленном производстве биологического препарата триходермина, применять в качестве альтернативы химическим препаратам, как универсальное профилактическое средство в борьбе с микозами растений.

Совершенствование препаративных форм биопрепаратов

Глубинное культивирование является наиболее рациональным способом размножения и роста микроорганизмов.

Оборудование, используемое при глубинном культивировании очень разнообразное как по объему, так и по конструкции, однако основой его является ферментер. Комплекс малотоннажного оборудования для глубинного культивирования микроорганизмов включает: 3-х ступенчатый каскад ферментеров (Юл, 100л, 1000л.), парогенератор (мощностью 78 кВт), пульт устройства управления, путч - фильтры для отфиль'.ровк лия грибных препаратов, установку «Амур», а, также, ее аналог у Л-1Т-6 ( мембранная, трубная) для концентрирования препаратов, распределительное устройство.

I П HI

Нами для получения триходермина различных препаративных форм на малотоннажном оборудовании предлагается следующая схема технологического процесса, которая предусматривает 3 этапа выращивания микроорганизмов (рис. 1).

1 .Исходный ипамм культур ( наследственность и однородность которого поддерживается отбором по специфическим признакам.)

II. Ферментация - биохимическая переработка органического сырья с помощью микроорганизмов. Ферментация включает: емкость для получения инокулюма, ферментер емкостью Юл, ферментер емкостью 100л, головной ферментер емкостью 1000 л.

Для успешного выращивания гриба Trichoderma lignorum на данном оборудовании было установлено влияние температуры, pH среды, аэрации, особенностей режима перемешивания, концентрации питательных веществ, Второй этап предполагает получение препарата в жидкой форме.

Используя 3-х ступенчатый каскад ферментеров, отработан технологический процесс производства биопрепарата при оптимальном режиме культивирования, оптимизация которого позволяет ежедневно получать до 700-900 л жидкого препарата.

III. Фильтрация. Этап включает: макрофильтращпо (Нутч-фильтры), ультрафильтрацию (установка УМТ-6), нанофильтрацию.

На третьем этапе предполагалось получение полупасты и пасты, а оставшаяся жидкость подвергается дальнейшей фильтрации, в результате которой получается прозрачный раствор, поступающий на установку нано-фильтрации для получения БАВ.

Таким образом, метод глубинного культивирования гриба Trichoderma lignorum.адаптированный в условиях малотонажного оборудования и обеспечивающий возможность получения массового образования конидий и хлаиидоспор гриба с одновременным выходом большого количества биомассы, позволил получить различные препаративные формы препарата: жидкость, пасту (полупасту), БАВ.

Влияние триходермина на почвенную микрофлору и поражение ячменя болезнями

Пестициды оказывают влияние на биоценоз в природной среде и вследствие сложного метаболизма воздействуют на защищаемое растение. Это приводит почти к полному истреблению одних организмов и к значительному размножению других.

Нами были проведены исследования по изучению патогенного состава почвы в зависимости от предпосевной обработки семян ячменя различными препаратами, в результате которого было отмечено

изменение динамики патогенного состава в почве. Если в фазу кущения в контроле величина инфекционного потенциала была в пределах 80 тыс. шт. спорагул, то к концу вегетации она достигла 690 тыс. шт./ на 1 г почвы. При этом грибов рода фузариум увеличилось в 9 раз, 1 рода гельминтоспориум - в 27 раз. Наименьшее количество инфекционного потенциала к концу вегетации отмечено в варианте, где семена были обработаны триходермином в жидкой препаративной форме. В варианте с фенорамом в этот период их составило 390 тыс. шт., что в 1,7 раза ниже, чем в контроле и более чем в 10 раз выше по сравнению с триходермином жидким (рис. 2).

1',. '.!А> '"¿к

Кущение Выход в трубку Полная спелость

тыс.шт.

спорагул О контроль

□ фенорам

П тридермин ' споровый

□ триходермин жидкий

Фазы развития ячменя

Рис. 2. Динамика фитопатогенных грибов в почве.

Это может быть, объяснено тем, что триходермин в жидкой препаративной форме находился в зоне корневой системы ячменя в более активной форме и на протяжении всей вегетации защищал корневую систему от поражения корневыми гнилями, и оказывал угнетете на рост и размножение патогенов.

Наблюдения последних лет показали, что в видовом составе патогенов - возбудителей корневых и прикорневых гнилей происходят постоянные изменения. Они обусловлены в основном погодными условиями, существенными изменениями в агротехнике и селектирующим воздействием применяемых фунгицидных препаратов. Так в 19801986 гг. (по данным республиканской СТАЗР) более 80% видового состава патогенов, вызывающих корневые и прикорневые гнили, было представлено возбудителями гельминтоспориоза. К 1990 году на первые позиции по распространенности и вредоносности вышел фузариозный, а к 1994 году - фузариозно- гельминтоспориозный тип гнилей.

При изучении влияния обработки семян триходермином в ралич-ных препаративных формах на поражение ячменя (табл.1) отмечено,

Таблица ]

Влияние триходермина в различных препаративных формах на пораженность ячменя в период выхода растений в трубку (1994-1995 гг. Марийский совхоз-колледж Медведевского района)

Количество Пора в т.ч. бал пора- Расп Раз-

растений жено жения рост ви-

Варианты всего в т.ч. здо- расте ране тие,

ровых НИИ, 1 2 3 ние

шт. шт. % шт. % %

Контроль 70 23 32,8 47 12 16 19 67,1 38,2

Триходермин

жидкий 76 52 68,4 24 17 5 2 31,6 10,9

Триходермин

споровый 67 41 61,2 26 22 2 2 38,8 11,9

Триходермин

паста 76 47 61,8 29 25 3 1 39,2 11,5

Фенорам 70 55 71,5 19 8 6 5 27,1 12,5

что пораженность растений корневыми гнилями в контроле составила 67,1% . В варианте с триходермином в различных препаративных формах распространенность болезни отмечалась от 31,6 до 39,2%. Это выше, чем в варианте с фенорамом на 4,512,1%, однако развитие болезни было ниже и составило 10,9% . Анализируя рост и развитие ячменя (рис. 3) установлено, что показатели по высоте растений, количеству стеблей, длине колоса, и по количеству зерен в колосе были выше в варианте с триходермином жидким по сравнению с контролем соответственно в 1,1; 1,4; 1,5; 1,3 раза. В варианте с фенорамом высота растений, длина колоса и количество зерен в колосе также уступали варианту с жидким триходермином.

Результаты микрополевого опыта показали, что в начальный период вегетации ячменя триходермин, внесенный в почву с протравленными семенами, оказывает такое же влияние на патогены, что и химический препарат. Пораженность растений в фазу кущения в варианте с жидким триходермином была ниже кон-

Рис.З Влияние предпосевной обработки семян на рост и развитие ячменя

I - обработка семян триходермином жидким,

II - обработка семян фенорамом

и

троля в 3,8 раза, в фазу молочной спелости - в 4,7 раза (рис. 4), в фазу полной спелости - в 7,7 раз. По отношению к фенораму эти показатели соответственно составили ! ,2; 2,8 и 2 раза.

% поражения

Рис. 4. Распространение корневых гнилей ячменя в фазу

молочной спелости (микрополевой опыт, 1994-1996 гг.)

При комплексном применении биопрепарата с фунгицидами отмечено снижение пораженности растений корневыми гнилями на протяжении всей вегетации растений. Наименьшее распространение болезни отмечено в варианте с триходермином жидким и байлетоном и составило 7,6 - 12,1% в различные фазы роста растений, тогда как в контроле распространение болезни было в пределах от 32,2 до 53,4%.

Использование триходермина в жидкой препаративной форме обеспечивало более длительную защиту всходов ячменя от корневых гнилей и пятнистостей, что подтвердило ряд проведенных производственных испытаний в ОПХ Михайловское Советского района, совхозе Звениговском Звениговского района. Заболевания здесь проявились лишь к началу налива зерна и развитие их было слабым, что не повлияло на снижение урожайности. В варианте с фенорамом проявление корневых гнилей отмечено с фазы колошения, а к наливу зерна они достигли 31,6%, т.е. были выше на 9,2%.

В демонстрационных опытах установлено, что при эпифитотий-ном развитии темно-бурой пятнистости на контроле (64%), степень поражения в вариантах с химическими фунгицидами не превысила 2,1%, в варианте с триходермином она составила 37,6%. Однако по сравнению с контролем уровень развития болезни был в 1,7 раза ниже, что позволило сдержать развитие болезней до умеренной степени.

Таким образом, в полевых экосистемах применение пестицидных препаратов способствует значительному изменению видового и попу-ляционного состава микромицетов в почве. Применение фунгицидов при предпосевной обработке семян снижает активность как патоген-

пых, так и антагонистических к ним микромицетов. Триходермин в жидкой препаративной форме обладает достаточно высокой фунгицидной активностью. Так, к концу вегетации количество спорагул фузариума и гельминтоспориума в варианте с триходермином в жидкой препаративной форме бьшо в 1,6 раза ниже, чем в варианте с фенорамом и составило 100 тыс. шт. на 1 г почвы. В контроле величина инфекционного потенциала к концу вегетации достигла 690 тыс. шт. спорагул/1 г почвы.

Обработка семян триходермином обеспечивает комплексную защиту ячменя от корневых гнилей, отодвигает сроки появления и степень развитая гильминтоспориозной пятнистости на листьях ячменя. Триходермин в жидкой препаративной форме содержит комплекс биологически активных веществ и по биологической эффективности не уступает химическим препаратам. Обработка семян триходермином в разных препаративных формах может рассматриваться как этап экологизации защиты зерновых и других культур, так как на длительный период защищает растения от различных ввдов гнилей. Высокая биологическая активность триходер мина в жидкой препаративной форме, выражающая в ингибировании ростовых процессов на начальных этапах органогенеза, приводит к высокому коэффициенту кустистости растений и закладки более мощного колоса. Использование триходермина в интегрированной системе управления фиго-санитарным состоянием почвы позволяет уменьшить пестицидную нагрузку в полевых агроэкосистемах и эффективнее повышать почвенные биологические структуры, для поднятия буферной роли почвы. Эффективное использование триходермина в сочетании с фунгицидами, применяемыми по вегетации растений позволяют более интенсивно защитить растения от семенной и аэрогенной инфекции и в значительной степени уменьшить наносимый ущерб окружающей среде от этого технологического приёма.

Влияние триходермина на урожайность ячменя

Результаты проведенных исследований свидетельствуют о высокой эффективности альтернативных методов борьбы с болезнями ячменя - как одного из основных факторов повышения урожайности.

Анализ данных полевого опыта, проведенного в Марийском совхоз-колледже Медведевского района (табл.2) показал, что в среднем за 2 года урожайность ячменя на контроле без применения средств защиты растений составила 17,7 ц/га. При протравливании семян биологическим препаратом триходермином в различных препаративных формах урожайность ячменя увеличилась на 29 - 48% по сравнению с контролем и составила 22,8 - 26,2 ц/га. Предпосевная обработка семян химическим препаратом фенорамом способствовала увеличению урожайности на 40%. Наиболее высокая урожайность ячменя получена в варианте с триходермином в жидкой препаративной форме.

Таблица 2

Влияние различных препаративных форм триходермина

на урожай ячменя (Марийский совхоз-колледж _Медведевского района, 1994-1995 гг.)

Варианты Доза препарата кг/га Урожайность ц/га Прибавка Хозяйственная эффективность, %

ц/га %

Контроль 4 17,7 - - '

Триходермин споровый 1,0 22,8 5,1 29 22

Триходермин жидкий 1,0 26,2 8,5 48 32

Триходермин паста 0,5 24,4 6,7 38 27

Фенорам 2,0 24,7 7,0 40 28

НСРо5= 0,82—0,78

Таким образом, проведенные исследования свидетельствуют о высокой эффективности триходермина в жидкой препаративной форме по сравнению с триходермином других препаративных форм и химическим препаратом фенорамом на фоне применения минеральных удобрений.

Комплексная обработка семян химическими и биологическими препаратами при протравливании и опрыскивании посевов ячменя изучалась в двухфакторном опыте в течение 1994-1996 гг. (рис.5)

Трнходермин 0. паста Триходермин жидкий

Триходермин споровый

Фенорам, 70% с.п.

Контроль

3. Опрыскивание байлетоном

2. Опрыскивание триходермином

. Без опрыскивания

Рис.5. Урожайность ячменя в зависимости от комплексного применения средств защиты растений

Анализ данных показывает, что комплексное применение средств защиты растений обеспечило прибавку урожая от 7,3 до 15,6

ц/га. Наибольшие прибавки зерна 13,6 и 15,6 ц /га получены при опрыскивании посевов триходермином и байлетоном соответственно в вариантах, где семена перед посевом были обработаны триходермином в жидкой препаративной форме.

Проведенные исследования (1994-1996 гг.) в ОПХ Михайловское Советского района на ячмене по предшественнику озимая рожь и озимая пшеница показали также высокую эффективность биологического препарата триходермин в жидкой препаративной форме. Прибавка урожая к контролю составляла 4,4 - 8,0 ц/га, к химическому препарату фенорам- 4,7 - 5,9 ц/га.

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯЧМЕНЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТРИХОДЕРМИНА

В настоящее время количественные методы измерения энергии в продукции позволяют определить как содержание энергии в урожае сельскохозяйственных культур [170], так и возможность установить энергетическую эффективность антропогенных средств в т.ч. и защиты растений.

Энергетический КПД при использовании средств защиты растений колебался от 2,02 до 2,83, тогда как в контроле он составил 1,832,0 единиц. Коэффициент энергетической эффективности был различным при обработке семян и посевов химическими и биологическими препаратами. Наиболее эффективным в энергетическом отношении был триходермин в жидкой препаративной форме. Его энергетический КПД при протравливании семян составил 2,3, при протравливании семян фенорамом - 2,02, тогда как в контроле он был ниже 2-х единиц и составил 1,83 (рис.6).

Биоэнергетический КПД

Контроль Фенорам Триходермин

пооошок жидкий паста

□ без опрыскивания О триходермин жидкий ЕЭбайлетон

Рис. 6. Влияние химических и биологических препаратов

на биоэнергетический КПД при возделывании ячменя

При дополнительной обработке посевов триходсрмином энергетический КПД увеличился в 1,17 раз и составил 2,7 единиц. Высокий энергетический коэффициент - 2,83 получен при обработке семян перед посевом триходермином в жидкой препаративной форме с нормой расхода 1 л/ т и опрыскивании посевов ячменя байлетоном с нормой расхода 0,5 кг/га. В варианте с химическим препаратом фенорамом он составил 2,21, что на 0,62 ниже и на 0,87 ниже, чем в контроле.

Анализируя энергетические показатели другого полевого опыта можно сказать, что количество энергии накопленной в урожае основной продукции при обработке семян различными препаратами превысило ее затраты.

Таким образом, результаты исследования показывают высокую окупаемость приемов возделывания ячменя при использовании трихо-дермина в жидкой препаративной форме по следующей схеме: обработка семян + обработка всходов и обработка семян + обработка всходов химическим препаратом байлетоном.

На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы: с энергетической точки зрения технологический процесс производства ячменя при обработке семян биологическим препаратом триходермином в жидкой форме является энергосберегающим.

Применение биологического препарата триходермин в жидкой препаративной форме при обработке семян и опрыскивании посевов в энергетическом отношении практически равно обработки семян триходермином и опрыскивании всходов ячменя химическим препаратом байлетоном.

Коэффициент энергетической эффективности при использовании биологического препарата триходермин в жидкой препаративной форме показывает высокую окупаемость приемов возделывания ячменя.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

На основании проведенных исследований (1994-1996 гг.) и обобщения производственных опытов сделаны следующие ВЫВОДЫ:

1. Почвенный гриб Trichoderaia lignorum H., обладая высокой биологической активностью, способствует угнетению почвенных патогенов рода Fusarium, Gelminthosporium, Pénicillium, Rhizoctonia, Alternaria, Botiytis и др. Наибольшее угнетение скорости роста отмечалось у грибов рода Botrytis и Alternaria, наименьшее - у Pénicillium. У грибов рода Fusarium и Fusikladium наблюдалось большее сопротивление при встрече колоний Т. lignorum, Однако в итоге рост их также пракгически прекращался, хотя и не происходило полного угнетения колоний.

2. Отработаны биотехнологические параметры получеши триходер-минапри глубинном культивировании на малотоннажном оборудованиии,

с использованием культуры гриба Trichoderma lignorum Harz, штамм 16. Внедрены рационализаторские разработки в малотоннажное оборудование (заменены регуляторные клапаны к парогенератору, система фильтров, добавлена макрофильтрация).

3. Биологическая активность препарата триходермин в различных препаративных формах по отношению к патогенам ячменя находится на уровне системного протравителя фенорам. Триходермин в жидкой препаративной форме, внесенный в почву с семенами, снижает пораженносп. корневой системы ячменя почвенными патогенами и сдерживает их развитие на растениях до налива-молочной спелости зерна. Так, к концу вегетации, количество спорагул фузариума и гельминтоспориума в варианте с триходермином в жидкой препаративной форме было в 1,6 раза ниже, чем в варианте, где семена обработаны фенорамом и составило 100 тыс. шт. на 1 г почвы. В контроле величина инфекционного потенциала к концу вегетации достигла 690 тыс. шт. спорагул на 1 г почвы.

4. Период защитного действия у биологического препарата триходермин значительно больше, чем у фунгицидов. Продолжительность защитного периода достигается за счет живой культуры гриба (мицелия, хламидоспор) и содержания в жидкой форме комплекса биологически активных веществ (БAB). Высокая биологическая активность триходермина на начальных этапах органогенеза приводит к большей кустистости растений ячменя и закладки более мощного колоса. Например, в период восковой спелости ячменя высота растений, где семена обрабатывались триходермином в жидкой препаративной форме, составила 46-56 см (при средней величине 51,4 см), что на 5,3 см выше, чем в контроле и на 1,2 см выше, чем в варианте с фенорамом.

5. Использование при опрыскивании посевов биологического препарата триходермин в жидкой препаративной форме снижает развитие болезней в период вегетации по сравнению с контролем на 26,4%. Это позволяет в эпифитотийные годы сдерживать уровень их развития до умеренной степени.

6. Прибавка урожая ячменя при обработке семян триходермином в споровой форме составила 5,1 ц/га, в жидкой форме -8,5 ц/га, в форме пасты - 6,7 ц/га по сравнению с контролем. По сравнению с фенорамом прибавка урожая ячменя при обработке семян была лишь в варианте с триходермином в жидкой препаративной форме и составила 1,5 ц/га. Наиболее высокая урожайность ячменя получена в варианте с триходермином в жидкой препаративной форме и составила 26,2 ц/га (на контроле-17,7 ц/га, с фенорамом - 24,7 и/га).

7. Использование триходермина в интегрированной системе управления фитосанитарным состоянием почвы позволяет уменьшить пестацидную нагрузку в полевых агроэкосистемах, обеспечить ком-

плексную и экологизированную защиту ячменя от корневых гнилей и пятнистостей. Применение триходермина при обработке семян и опрыскивании посевов фунгицидами расширяет спектр действия используемых фунгицидов на возбудителей §Олезней и защищает растения как от семенной, так и от аэрогенной инфекции.

8. Защитное действие T.lignorum и его биологически активных метаболитов против корневых гнилей проявляется в повышении устойчивости растений к ним и снижении инфекционного фона в зоне корневой системы. Предпосевная обработка семян триходерминрм свидетельствует о более высокой энергетической отдаче от применения триходермина в жидкой препаративной форме и С5шжении энергозатрат на получение 1 ц дополнительной продукции по сравнению с обработкой фенорамом. Биоэнергетический КПД составил в 1994 году 1,61, в 1995 году -1,75, что выше контроля в 1,3 -1,7 раз.

9. Биоэнергетический потенциал (БЭП) изучаемой аграрной экосистемы в зависимости от вариантов был различным. В варианте с триходермином в жидкой препаративной форме коэффициент БЭП составил 1,02, т.е. был больше единицы. Это значит, что данная агроси-стема с применением биологического препарата является в энергетическом отношении более устойчивой к возможным экстремальным условиям погоды и антропогенеза по сравнению с химическим препаратом.

С целью снижения пораженносш семян корневыми гнилями, повышения урожайности ячменя, снижения пестацидной нагрузки и затрат на защиту растений для сельскохозяйственного производства северо-восточного Нечерноземья РФ предлагаются следующие РЕКОМЕНДАЦИИ:

1. При предпосевной обработке семян для широких производственных испытаний рекомендуется использовать триходермин в жидкой препаративной форме с нормой расхода 1 л на тонну семян при титре спорагул 3- 5 млн. шт. в 1 мл препарата.

2. Для обеспечения комплексной защиты ячменя от корневых гнилей и пятнистостей ячменя для производственных испытаний рекомендуется использовать триходермин в жидкой препаративной форме при обработке семян (1 л/тн. семян) в сочетании с фунгицидом при опрыскивании посевов или 2-х кратное применение триходермина: при обработке семян (1 л/тн. семян) и опрыскивании посевов в фазу кущения (5л/га).

3.В биолабораториях, биофабриках, производящих жидкую форму триходермина рекомендуется апробировать технологию получения биопрепарата триходермин на основе метода глубинного культивирования с использованием экспериментальных данных разработанной схемы технологического процесса.

СПИСОК

основных работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Г.С. Марьин, Г.П. Мартынова, Г.В. Сыроватская. Проблемы ток-сиколошческого контроля // Физико-химические методы исследования структуры и динамики молекулярных систем, -Й-Ола, 1994,-С. 32-33.

2. Г.П. Мартынова, Ф.Л. Гущин. Биотехнология в защите растений // Защита растений, 1994, № 12, - С. 16-17.

3. Г.С. Марьин, Г.В. Сыроватская, Г.П. Мартынова, С.Г. Марьин. Сопряженность физико-химических и биологических методов экологического мониторинга пахотных почв // Структура и молекулярная динамика полимерных систем. - Йошкар-Ола, 1995, -С. 41-43.

4. Г.П. Мартынова, Ф.Л. Гущин. Триходерма лигнорум в борьбе с болезнями растений П Защита растений, 1995, -С. 18 -19.

5. Г.П. Мартынова, Ф.Л. Гущин, Г.С. Марьин. Технология получения биопрепарата триходермин в условиях малотоннажного производства // Вавиловские чтения: диалог наук на рубеже ХХ-ХХ1 вв., -Йошкар-Ола, 1996,-С.359-360.

6. Ф.Л. Гущин, Г.П. Мартынова, Г.С. Марьин, О.Г. Шашков Применение средств защиты растений в республике Марий Эл в условиях интенсивного земледелия // Защита растений, 1996, № 11, -С. 8.

7. Г.П. Мартынова, Ф.Л. Гущин, Г.С. Марьин. Глубинный способ выращивания гриба ТпсЬоскпш в условиях малотоннажного производства // Марийский ЦНТИ, 1996, № 72, -2 с.

8. Г.П. Мартынова, Ф.Л. Гущин. Биотехнология и защита растений от болезней и вредителей // Совершенствование технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства, Йошкар-Ола, 1997,-С.92-93.

9. С.А. Замятин, Г.П. Мартынова, Г.С. Марьин, Г.В. Глазырина. Влияние пестецидов и альтернативных средств защиты на микроми-цетный состав почвы и урожайность яровой пшеницы // Системы земледелия Нечерноземной зоны Российской Федерации и пути их совершенствования, Н. Новгород, 1997, -С.163-165.

10.Ф.Л. Гущин, Г.П. Мартынова, Г.С. Марьин. Биофизическая модель расчета аэрирования глубинной культуры микроорганизмов. II Вторые Вавиловские чтения: диалог наук на рубеже ХХ-ХХ1 вв., Йошкар-Ола, 1997, -С.203-204.