Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Фитосанитарное состояние и продуктивность яровой пшеницы в зависимости от использования физиологически-активных веществ в Предкамье Республики Татарстан

ВАК РФ 06.01.07, Плодоводство, виноградарство

Автореферат диссертации по теме "Фитосанитарное состояние и продуктивность яровой пшеницы в зависимости от использования физиологически-активных веществ в Предкамье Республики Татарстан"

На правах рукописи

Ширяев Геннадий Владимирович

ФИТОСАНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОСЕВОВ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ от ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПРЕДКАМЬЕ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

06.01.07 - защита растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

005058509

1 6 МАЙ 2013

Йошкар-Ола-2013

005058509

Работа выполнена на кафедре общего земледелия, защиты растений и селекции ФГБОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет»

Научный доктор сельскохозяйственных наук,

руководитель: профессор Сафин Радик Ильясович

оппоненты:

п, доктор биологических наук,

профессор Марьина-Чермных Ольга Геннадьевна

кандидат сельскохозяйственных наук Габдуллнн Вильдан Равилевич

Ведущая ГНУ «Марийский научно-исследователь-

организация: ский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии»

Защита состоится «24» мая 2013 г. в «10» часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.116.02 в ФГБОУ ВПО «Марийский государственный университет» по адресу: 424002, г. Йошкар-Ола, ул. Красноармейская, 71, ауд. 320. Факс: 8 (8362) 424017, e-mail: atf @ marsu. ru С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Марийского государственного университета.

Автореферат разослан «(9» апреля 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Н.Ф. Маслова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Интенсификация производства высококачественного продовольственного зерна яровой пшеницы -актуальная проблема современного растениеводства. Ее решение предполагает разработку приемов повышения продуктивности растений и улучшения качества продукции.

Яровая пшеница одна из основных полевых культур Российской Федерации. Формирование высокопродуктивных агроценозов пшеницы невозможно без разработки интегрированной системы защиты растений, в том числе от инфекционных болезней. Корневые и прикорневые гнили различной этиологии - наиболее распространенные и вредоносные болезни пшеницы (Бенкен, 1987; Менликиев, 2002; Гоголева, 2005). Бурая листовая ржавчина, мучнистая роса, септориоз, поражают растения от фазы всходов до полной спелости, причиняя особый ущерб в период колошения (Кочман, Изотова, 1979; Таланов, 2003).

Один из ключевых резервов защиты растений от фитопатогенов - использование различных полифункциональных физиологически-активных веществ (ФАВ), обладающих повышенной экологичностыо. Препараты на их основе помогут полнее реализовать потенциал возделываемых сортов (Петров, Бердников, 2008; Иванов, Чернуха, 2010; Милащенко, Трушкин, 2011), целенаправленно формируя определённые биопрограммы роста и развития растений, устранить или снизить негативное воздействие разнообразных абиотических, биотических и антропогенных факторов внешней среды. Эффект достигается за счёт изменений в фитогормональном балансе растений. До настоящего времени фитогормональная регуляция биопродукционных процессов при помощи ФАВ мало изучена. Они обладают ярко выраженным потенциалом снижения расхода минеральных удобрений, химических средств защиты растений, повышения экологичности продукции без ущерба для продуктивности растений. Изучение влияния ФАВ на рост и развитие растений яровой пшеницы является актуальным в растениеводстве.

Цель и задачи исследований. Цель работы — изучение влияния физиологически-активных веществ на рост и развитие яровой пшеницы в условиях Предкамья Республики Татарстан.

Для достижения цели исследований были поставлены следующие задачи:

1. Изучить влияние некорневого внесения различных серосодержащих видов мочевины на развитие основных микозов, формирование урожая и качество семян яровой пшеницы.

2. Разработать комплексные системы защиты растений и управления посевами на основе препарата Альбит.

3. Выявить экспериментальные ФАВ, оптимальные для обработки посевов в период вегетации растений.

4. Дать экономическую оценку изучаемым приемам.

Научная новизна. В условиях Предкамья Республики

Татарстан впервые изучено влияние физиологически активных веществ и схем их применения в системах интегрированной защиты растений и управления посевами на развитие основных микозов и формирование продуктивности растений пшеницы.

Экспериментально установлены оптимальные концентрации ФАВ, оказывающие высокий физиологический и экономический эффект на формирование урожая и качество зерна яровой пшеницы.

Практическая значимость. Оптимальные концентрации ФАВ и растворимых минеральных удобрений, применяемые в ключевые фазы роста и развития растений яровой пшеницы в условиях Предкамья Республики Татарстан, обеспечивают повышение урожайности и качества зерна. Разработанные агротехнологические приемы являются экономически эффективными. На основании экспериментальных данных разработаны рекомендации для производства.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Некорневое внесение мочевины с различным содержанием серы улучшает фитосанитарное состояние, увеличивает урожайность и качество семян яровой пшеницы.

2. Комплексное применение препарата Альбит повышает адаптивную способность яровой пшеницы к биотическим и абиотическим стрессовым факторам.

3. Опрыскивание экспериментальными видами и концентрациями физиологически активных веществ оптимизирует условия роста и развития растений, снижает развития листовых микозов яровой пшеницы.

Апробация результатов. Результаты исследований

обсуждены и одобрены на международных (Казань, 2010), всероссийских (Казань, 2011), региональных (Казань, 2012) конференциях и на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Казанского ГАУ (2009-2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 научных статей, в том числе 3 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов и рекомендаций производству. Она изложена на 143 страницах компьютерного текста, содержит 36 таблиц и 11 рисунков. Список литературы состоит из 267 наименований, в том числе 39 - иностранных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В данной главе представлены результаты исследований отечественных и зарубежных авторов по влиянию ФАВ и растворимых минеральных удобрений на рост и развитие различных сельскохозяйственных культур. Дан краткий анализ специфических физиологически активных веществ, оказывающих иммунизирующее и росторегулирующее действие на растения.

2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевые и лабораторные эксперименты по теме исследований проводили в 2009-2011 гг. на опытных полях и научных лабораториях ФГБОУ ВПО «Казанский государственный аграрный университет» и ГНУ «Учебно-опытное хозяйство Казанского государственного аграрного университета».

Опыт 1. Эффективность некорневой подкормки растворимыми удобрениями при совместном применении с фунгицидом на яровой пшенице. Схема опыта:

Фактор А: некорневое внесение мочевины

1. Контроль - без обработки; 2. Карбамид, 3 кг/га; 3. Карбамид, 5 кг/га; 4. Карбамид Б (серосодержащий карбамид), 3 кг/га; 5. Карбамид Б, 5 кг/га.

Фактор В: обработка фунгицидами

1. Без фунгицидов; 2. Обработка фунгицидом Фолинор, 1 л/га в фазу колошения (расход рабочей жидкости - 200 л/га).

Опыт 2. Влияние различных схем защиты растений на урожайность яровой пшеницы (2009-2011 гг.)

Схема опыта:

1. Контроль - без обработки семян; 2. Протравливание семян Кинто Дуо, 2 л/т (расход рабочей жидкости - 10 л/т); 3. Кинто Дуо, 2 л/т + Альбит, 30 г/т; 4. Фолинор, 1 л/га - опрыскивание в фазу колошения (расход рабочей жидкости - 200 л/га); 5. Кинто Дуо, 2 л/т + Фолинор, 1 л/га; 6. Кинто Дуо, 2 л/т + Альбит, 30 г/т и Фолинор, 1 л/га + Альбит 30 г/га.

Опыт 3. Влияние некорневого ФАВ на формирование урожая и качество семян яровой пшеницы (2009-2011 гг.) Схема опыта:

1. Контроль - без обработки; 2. Альбит 30 г/га; 3. Бензиход 0,005%; 4. Бензихол 0,0005%; 5. Этихол 0,004%; 6. Этихол 0,0004%; 7. ССС 0,0024%; 8. ССС 0,00024%.

Методика проведения полевых опытов следующая:

Общая площадь делянки - 27 м2, учетная - 20 м2. Повторность -четырехкратная, размещение делянок последовательное. Сорт — Эстер. Репродукция - ЭС. Предшественник - озимая пшеница. Опрыскивание проводили однократно в фазу колошения^ расход рабочей жидкости -200 л/га. Почва опытных участков - серая лесная среднесуглинистая с содержанием гумуса 3,4-3,6 %, подвижного фосфора - 190-198, обменного калия - 95-135 мг/кг. Удобрения вносили в норме N82,4P48K48 (3 ц/га азофоски под предпосевную культивацию; 1 ц/га аммиачной селитры в фазу кущения). Норма высева - 5 млн. всхожих семян/га. В фазу кущения против сорных растений проводили обработку гербицидами (Пума Супер 75 (0,7 л/га) + Ковбой (0,15 л/га). Агротехника возделывания яровой пшеницы, за исключением изучаемых приемов общепринятая в зоне.

В опытах проводились следующие наблюдения, учеты и анализы: идентификация болезней в полевых условиях по соответствующим определителям и атласам (Билай и др., 1988; Ишкова и др., 2002); микроскопические признаки изучались с помощью микроскопа Микромед-2 с цифровой камерой DCM 300; листовые болезни учитывали по визуальным шкалам поражения листьев (Чумаков, Захарова, 1990); поражение корневыми гнилями -по шкале ВИЗР; грибы идентифицировали на основе определителей (Mathre, 1997; Ишкова и др., 2002); фотоэкспертизу семян проводили рулонным методом и на твёрдых питательных средах по ГОСТ 12044-

93; видовой состав грибов, выделенных из семян - по В.И. Билай и др. (1988), Т.И. Ишковой и др. (2002). Биологическую эффективность препаратов против патогенов рассчитывали по формуле Аббота; площадь - по кривой развития болезни (ПКРБ) для листовых микозов по G. Shaner, R.E. Finney (1977); за развитием растений наблюдали по общепринятым методикам. Качество семян определяли: отбор проб -по ГОСТ 12036-85, 12037-81; массу 1000 семян (МТС) - по ГОСТ 12042-80, лабораторную всхожесть - по ГОСТ 12038-84, энергию прорастания - по ГОСТ 10968-88. Статистическую обработку экспериментальных данных проводили по методикам Б.А. Доспехова (1985), а также с помощью лицензионной программы обработки данных - Excel. Экономическую эффективность рассчитывали - по методике СибНИИСХ в ценах 2009 года. Лабораторные исследования по оценке эффективности обработки семян проводили в вегетационной камере - фитотроне.

3. НЕКОРНЕВАЯ ПОДКОРМКА РАСТВОРИМЫМИ

УДОБРЕНИЯМИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ФУНГИЦИДОВ

Рост и развитие растений. Некорневая обработка растений яровой пшеницы в фазу колошения растворимыми азотсодержащими удобрениями в смеси с фунгицидом Фолинор ускорила наступление фенологических фаз: цветения и полной спелости. Скорейшее наступление «колошения - полной спелости» отмечалось на вариантах с применением серосодержащих карбамидов, а также стандартного Карбамида с нормой расхода 5 кг/га.

Фотосинтетическая деятельность растений. Обработка растений яровой пшеницы в фазу колошения растворимыми азотсодержащими удобрениями в смеси с фунгицидом Фолинор увеличивала листовую поверхность растений. Особенно заметным эффект был на вариантах с серосодержащим Карбамидом с нормой расхода 3 кг/га в смеси с фунгицидом Фолинор, а также со стандартным карбамидом с нормой расхода 3 кг/га с Фолинором. Площадь листьев на этих вариантах к показателям в контроле без фунгицида в среднем увеличилась на 5,2%. Добавление в состав для некорневой обработки фунгицида Фолинор увеличивало площадь листовой поверхности на всех вариантах.

Динамика развития болезней. При некорневых подкормках фун-гистатичный и фунгицидный эффекты отмечались только при использовании серосодержащей мочевины. В баковой смеси с фунгицидом данный эффект значительно увеличивался на варианте

Карбамид +8 (особенно с нормой расхода 5 кг/га). Причина этого -улучшение условий проникновения д.в. Фолинора в растения и общее токсическое действие амидных форм азота на листовые патогены пшеницы.

В опытах проявилась разница между действием на листовые микозы обычной мочевины и серосодержащих карбамидов. Без фунгицида лучшими были варианты с применением серосодержащих удобрений. Однако против бурой листовой ржавчины вариант с обычным карбамидом оказался более эффективным по сравнению с вариантом Карбамид + 8 (3 кг/га).

По результатам полевых опытов, средняя биологическая эффективность серосодержащих карбамидов против основных микозов на яровой пшенице (даже без добавления в баковую смесь фунгицидов) превышает контрольный показатель чистого Карбамида в 2,8 и 3,8 раза, что подтверждает фунгистатическое воздействие (рис.1).

1 - Карбамид, 3 кг/га 6 - Карбамид, 3 кг/га + Фалинор, 1 л/га

2 - Карбамид, 5 кг/га 7 - Карбамид, 5 кг/га + Фолинор, 1 л/га

3 - Карбамид Б, 3 кг/ 8 - Карбамид Б, 3 кг/га + Фолинор, 1 л/га

4 - Карбамид Б, 5 кг/га 9 - Карбамид Б, 5 кг/га + Фолинор, 1 л/га

5 - Фолинор, 1 л/га

Рис. 1. Биологическая эффективность растворимых удобрений и фунгицида против листовых микозов, %, 2009-2011 гг.

Коэффициент биологической эффективности существенно варьировал в вариантах без использования фунгицида. В вариантах с добавлением в баковую смесь фунгицида коэффициент вариации был выше на 33%, что подтверждает редуцирующее влияние Фолинора на заражение листовыми микозами, особенно в менее засушливые 2009 и 2011 годы. Во время сильнейшей засухи 2010 года фунгицидное воздействие проявлялось меньше, т.к. в этот период возбудители листовых инфекций находились в неблагоприятных для распространения и развития условиях.

Урожайность и структура урожая. Результаты оценки урожайности яровой пшеницы приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Урожайность яровой пшеницы при использовании растворимых удобрений и фунгицида, т/га, 2009-2011 гг.

Вариант Год Средняя V, % Прибавка к контролю

2009 2010 2011 т/га %

Без фунгицида

Контроль 2,24 0,79 2,17 1,73 48,5 - -

Карбамид, 3 кг/га 2,40 0,53 2,81 1,91 63,8 0,18 10,4

Карбамид, 5 кг/га 2,46 0,93 2,77 2,05 48,7 0,32 18,5

Карбамид Б, 3 кг/га 2,58 0,88 2,55 2,00 47,4 0,27 15,6

Карбамид 8, 5 кг/га 2,43 0,41 2,49 1,78 66,4 0,05 2,9

Фолинор, 1 л/га

Контроль 2,48 0,94 2,51 1,98 45,0 0,25 14,5

Карбамид, 3 кг/га 2,34 0,89 2,07 1,77 43,6 0,04 2,3

Карбамид, 5 кг/га 2,86 0,91 2,38 2,05 48,8 0,32 18,5

Карбамид Б, 3 кг/га 2,68 1,28 2,92 2,29 39,2 0,56 32,4

Карбамид Б, 5 кг/га 2,64 1,30 2,97 2,30 39,1 0,57 32,9

НСР05 А 0,06 0,04 0,06

НСР05В 0,02 0,02 0,03

Примечание: V* - коэффициент вариации, %.

В более благоприятных условиях 2009 года некорневые подкормки дали положительный эффект, причём в случае с Карбамидом Б, пониженные нормы расхода (3 кг/га) имели преимущество перед более высокими (5 кг/га). При использовании баковой смеси с фунгицидами выделялся вариант Карбамид, 5 кг/га + Фолинор, в котором урожайность достигла 2,86 т/га (на 0,62 т/га больше, чем в варианте без обработок). В острозасушливых условиях 2010 года высокой отдачи от некорневых подкормок не было, напротив, в ряде случаев они даже снижали урожайность. Единственное исключение - вариант с Карбамидом с нормой расхода 5 кг/га, в котором прибавка урожая к контролю составила 0,14 т/га. В то же время на фоне использования фунгицида эффективность некорневых подкормок значительно возрастала, особенно в случае с Карбамидом Б.

Максимальная урожайность (1,3 т/га) в опыте в засушливом 2010 году достигалась при применении баковой смеси Карбамид Б, 5 кг/га +

Фолинор, что дало прибавку (0,51 т/га) к варианту без опрыскиваний.

За годы исследований наилучший результат от некорневых обработок достигался при использовании Карбамида в (5 кг/га) в баковой смеси с фунгицидом Фолинор.

Согласно данным структуры урожая, в вариантах Карбамид, 5 кг/га + Фолинор и Карбамид Б, 5 кг/га + Фолинор отмечается увеличение массы зерна с 1 колоса, а также количества зерен в колосе. Применение стандартного карбамида с нормой расхода 3 кг/га с одновременным использованием фунгицида увеличивало массу 1000 семян по сравнению с контрольным вариантом. На других вариантах показатель не отличался от контроля.

Качество семян. Некорневые обработки растворимыми азотными удобрениями уменьшали зараженность семян нового урожая фитопатогенами. В схемах без фунгицида выделяются варианты с серосодержащими карбамидами, причём, по всем показателям зараженности вариант Карбамид Б с нормой 3 кг/га является лучшим. Среди вариантов с одновременным использованием Фолинора вариант Карбамид Б 3 кг/га также оказался лучшим.

Анализ посевных качеств семян полученного урожая показал, что применение в летнюю вегетацию фунгицида Фолинор значительно увеличило лабораторную всхожесть и в отдельных случаях - энергию прорастания семян. Среди вариантов без применения фунгицидов выделяется Карбамид 3 кг/га, в котором семена показали лучшую лабораторную всхожесть и энергию прорастания - 96,5 и 94,3% соответственно. Данный вариант лучше отдельных вариантов с использованием фунгицида. В варианте Карбамид 3 кг/га + Фолинор лучший результат по всхожести и энергии прорастания - 98,7 и 97,9%. Необходимо отметить значительное увеличение числа корней и длины ростка в вариантах с серосодержащими карбамидами с одновременным использованием фунгицида (8,2 и 8,3%).

Экономическая эффективность. Лучшие результаты были получены при применении некорневой обработки посевов яровой пшеницы смесью серосодержащих карбамидов и фунгицида Фолинора. Так, при применении Карбамида Б, 3 кг/га + Фолинор чистый доход с 1 га по сравнению с контролем увеличился на 1,94 тыс. рубУга, себестоимость снизилась на 0,42%. Немного ниже показатели варианта Карбамид Б, 5 кг/га + Фолинор, разница с контролем соответственно - 1,92 тыс. руб./га и 0,42%.

4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЛЬБИТА И ФУНГИЦИДОВ

Рост и развитие растений. Предпосевная обработка семян смесями Кинто Дуо и Альбита способствовала тому, что всходы появились раньше, чем в контроле. Выраженная стимуляция прорастания отмечалась в варианте Кинто Дуо + Альбит. Последующее внесение фунгицида Фолинор и регулятора роста Альбита ускоряло наступление других фенологических фаз развития растений. Такой эффект от предпосевной обработки и некорневого внесения Фолинора и Альбита способствует повышению урожайности яровой пшеницы за счёт формирования максимальной площади листовой поверхности.

Оценка всхожести обработанных семян показала, что наибольшей она была при использовании смеси Кинто Дуо + Альбит. В данном же варианте отмечены наибольшая длина ростка и сухая масса. В целом в изучаемых вариантах положительное влияние на длину корней было выраженным.

Фотосинтетическая деятельность растений. Предпосевная обработка семян яровой пшеницы увеличивала листовую поверхность растений. Хотя в начале вегетативного периода это не было значительным, но уже в фазу кущения площадь листьев в вариантах Кинто Дуо и Кинто Дуо + Альбит увеличилась к контролю на 6,5 и 9,5% соответственно. В последующие фазы развития растений рост листовой поверхности от обработок семян сохранился. Кроме того, некорневая обработка фунгицидом Фолинор с добавлением Альбита усилила тенденцию. В среднем за вегетацию, максимальная ассимилирующая поверхность листьев отмечалась при обработке семян смесью Кинто Дуо и Альбита.

Динамика развития болезней. Анализ данных за три года по фитоэкспертизе семян перед закладкой полевых опытов показал, что протравливание Кинто Дуо значительно снижает инфицированность посевного материала, полностью исключает действие возбудителей фузариозной корневой гнили. Биологическая эффективность при его применении против семенной инфекции составила от 83 до 100%. Введение в защитный состав биологического препарата Альбит не снижало, а в некоторых случаях даже улучшало эффект, уменьшая инфицированность возбудителем В1ро1апз зогокМапа на 0,3%, по сравнению с Кинто Дуо.

Во всех вариантах с препаратом Кинто Дуо снизилась зараженность корневыми гнилями. В фазу всходов наименьшее поражение корневыми гнилями за три года отмечалось в вариантах: Кинто Дуо + Альбит + Фолинор + Альбит (некорневое внесение) и Кинто Дуо + Фолинор. В фазу полной спелости можно также отметить

варианты Кинто Дуо + Альбит + Фолинор + Альбит и Кинто Дуо + Фолинор.

Добавление в рабочий состав антистрессового препарата Альбит во все годы усиливало противодействие корневым гнилям. Добавление Альбита в защитный состав для протравливания несколько снизило биологическую эффективность препарата Кинто Дуо как фактора, препятствующего развитию корневых гнилей в фазу всходов, но в последующих фенологических фазах данный эффект не проявлялся (рис. 2).

1 - Кинто Дуо 4 - Кинто Дуо+Фолинор

2 - Кинто Дуо+Альбит 5 - Кинто Дуо+Альбит; Фолинор+Альбит

3 - Фолинор

Рис. 2 - Биологическая эффективность применения различных схем защиты растений против листовых микозов (стадия ВВСН 61), %, 2009-2011 гг.

При рассмотрении поражения листьев основными микозами отмечено, что предпосевная обработка защитным составом из Кинто Дуо + Альбит с дополнительным опрыскиванием фунгицидом Фолинор и регулятором роста Альбитом значительно уменьшила развитие болезни (средняя биологическая эффективность - 72,57%).

Наибольшую устойчивость к внешним условиям за годы исследований можно выявить, проанализировав коэффициенты вариации данных о поражённости септориозом. Практически каждый коэффициент в пределах медианы вариационного ряда, что говорит о стабильности проявляемого эффекта. Для мучнистой росы, средняя изменчивость зафиксирована в вариантах без опрыскиваний фунгицидом и регулятором роста, а в остальных - отмечена высокая вариабельность, что свидетельствует о резком изменении

эффективности препаратов против септориоза в разные годы.

Урожайность и структура урожая. Результаты учёта урожайности показывают, что за три года исследований лучшими оказались варианты: Кинто Дуо + Альбит + Фолинор + Альбит (некорневое внесение), Кинто Дуо + Фолинор и Кинто Дуо + Альбит -2,30-2,36 т/га (табл. 2).

Таблица 2 - Урожайность яровой пшеницы при использовании различных схем защиты растений, т/га, 2009-2011 гг.

Вариант Год Средняя V*, % Прибавка к контролю

2009 2010 2011 т/га %

Контроль 2,24 0,9 2,41 1,99 47,7 - -

Кинто Дуо 2,77 1,09 2,77 2,21 43,0 0,22 11,1

Кинто Дуо + Альбит 2,85 1,21 2,83 2,30 41,4 0,31 15,6

Фолинор 2,83 1,01 2,65 2,16 46,2 0,17 8,5

Кинто Дуо + Фолинор 3,1 1,25 2,61 2,32 40,9 0,33 16,9

Кинто Дуо + Альбит; Фолинор + Альбит 3,02 1,34 2,72 2,36 37,7 0,37 18,6

НСР05 0,17 0,04 0,14

Примечание: V* - коэффициент вариации, %.

Причём, в вариантах с Альбитом лучшие результаты наблюдались в условиях дефицита влаги, что говорит об антистрессовых свойствах препарата. Особенно заметно это в острозасушливом 2010 году, когда вариант с Кинто Дуо + Альбит даже без опрыскивания фунгицидом дал прибавку более 0,3 т/га, а с Кинто Дуо + Альбит + Фолинор + Альбит - более 0,4 т/га в сравнении с контролем. Рост урожайности во многом обусловлен увеличением продуктивной кустистости и массой зерна с одного колоса. Протравливание значительно повышало массу зерна и количество зерен с одного колоса, МТС.

В вариантах Кинто Дуо + Фолинор и Кинто Дуо + Альбит + Фолинор + Альбит повышалась масса зерна с 1 колоса. В этих же вариантах масса 1000 семян увеличивалась до 30,8 и 32,8 г соответственно. Больше зерён с одного колоса отмечено в вариантах Кинто Дуо + Фолинор и Кинто Дуо + Альбит.

Качество семян. Применение препаратов защиты растений в чистом виде и в комплексе с биологическим препаратом Альбит при подготовке семян к посеву и опрыскивании в период вегетации против листовых инфекций существенно снижало зараженность фитопатогенами семян полученного урожая. В первую очередь это касается возбудителей корневых гнилей Bipolaris sorokiniana, Fusarium spp. и Alternaría spp.

Среди всех вариантов схемы обработки - Кинто Дуо + Фолинор и Кинто Дуо + Альбит + Фолинор + Альбит были лучшими для снижения инфицированности семян патогеном. В вариантах, где Кинто Дуо применялся для протравливания в чистом виде, отсутствует зараженность фитопатогенами Fusarium spp.

Анализ посевных свойств семян полученного урожая показал, что применение фунгицидов отдельно и в смеси с Альбитом по сравнению с контрольным вариантом значительно повысило лабораторную всхожесть и энергию прорастания.

Увеличилось также количество корешков и накопление сухой массы в вариантах с добавлением Альбита в защитный состав при протравливании.

Экономическая эффективность. Использование препаратов защиты растений отдельно и в смеси с Альбитом при подготовке семян к посеву и опрыскивании в период вегетации против листовых инфекций увеличило производственные затраты.

Высокая стоимость фунгицида Фолинор повысила себестоимость продукции и, как следствие, снизила чистый доход и рентабельность, несмотря на то, что за три года исследований варианты с опрыскиванием Фолинором были самыми урожайными. В связи с этим, вариант Кинто Дуо + Альбит оказался экономически выгоднее (уровень рентабельности - 90%, чистый доход 5,45 тыс. руб./га).

Устойчивость яровой пшеницы к возбудителю корневой гнили в искусственно регулируемых условиях. Изучение пролонгированного действия химических и биологических препаратов защиты растений против гельминтоспориоза проводили в лабораторном опыте в вегетационной камере MLV ELN-138 94 (Германия).

В пластиковые сосуды объемом 1 л высевали по 7 семян в четырёх повторениях для каждого варианта. В качестве грунта использовали стерильную торфо-опилочную смесь. Растения выращивали при 14 часовом искусственном освещении и температуре 18-22 °С в течение 12-14 суток.

Схема опыта-. 1. Контроль; 2. Альбит, 30 г/т; 3.Кинто Дуо, 2 л/т; 4. Кинто Дуо 2 л/т + Альбит 30 г/т.

Исследования посевного материала перед посевом показали, что варианты с использованием химического протравителя Кинто Дуо, как в чистом виде, так и в смеси с Альбитом обеспечили полное обеззараживание семенного материала. В моноварианте с Альбитом зараженность семян также снизилась, однако заметно меньше эффект, чем в варианте, где применялся Кинто Дуо, особенно по зараженности В1ро1аг15 зогокШапа (рис. 3, 4, 5, опыты в фитотроне).

12 3 4

1 - Контроль 2 - Альбит 3 — Кинто Дуо 4 - Кинто Дуо + Альбит

Рис. 3 - Заражённость семян яровой пшеницы 5гро/ага яогокМапа

перед посевом, 2011, %

Применение протравителя отдельно и в смеси с биологическим препаратом относительно контроля повышало лабораторную всхожесть и энергию прорастания. В вариантах с Кинто Дуо растения имели наибольшую длину ростков и сформировали большее количество корней. В среднем лучшим бьш вариант Кинто Дуо + Альбит.

1 - Контроль 2 - Альбит, 30 г/т 3 - Кинто Дуо, 2л/т 4 - Кинто Дуо, 2л/т + Альбит, 30 г/т

Рис. 4 - Заражённость семян яровой пшеницы Fusarium spp.

перед посевом, 2011, % __

/МШШ

8 -

1 -

ь -

ь -

а -

3 •

2 -

1 ■ П -1 ж

1 2 3 «

1 - Контроль 2 - Альбит, 30 г/т 3 - Кинто Дуо, 2л/т 4 - Кинто Дуо, 2л/т + Альбит, 30 г/т

Рис. 5 - Заражённость семян яровой пшеницы Alternaría spp. перед посевом, 2011, %

Использование химического препарата Кинто Дуо в чистом виде и в защитном составе с Альбитом снижало распространённость гельминтоспориозной инфекции при искусственном заражении. Наименьшей (40%) она зафиксирована в варианте Кинто Дуо + Альбит (рис. 6, опыт в фитотроне).

12 3

1 - Контроль 2 - Кинто Дуо, 2л/т 3 - Кинто Дуо, 2 л/т + Альбит, 30 г/т

Рис. 6 - Распространённость гельминтоспориозной инфекции после искусственного заражения, 2011, %

5. ОПРЫСКИВАНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ-АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

Рост и развитие. Некорневая обработка растений в фазу колошения ФАВ ускоряла сроки наступления цветения и на несколько дней сокращала период «колошение - полная спелость», что ускоряло формирование продуктивности посевов. Особенно этот эффект проявился в варианте с Альбитом и препаратом Бензихол.

Фотосинтетическая деятельность растений. Площадь листовой поверхности в среднем за три года была максимальной в варианте с опрыскиванием препаратом Альбит, прирост по сравнению с контролем составил 4,15%. Также выделялись варианты с ССС в концентрации 0,00024% и с препаратом Бензихол в различных концентрациях.

Динамика развития болезней. Применение ФАВ оказывает значительное влияние на развитие септориоза листьев, несколько меньший положительный эффект относительно мучнистой росы и бурой листовой ржавчины. Препарат Бензихол в различной концентрации эффективно сдерживал развитие бурой листовой ржавчины. Выделялся вариант с препаратом ССС в концентрации

0,0024% относительно мучнистой росы - развитие данной листовой инфекции в сравнении с контролем было минимальным - 8,3% (рис.

7).

1 - Альбит, 30 г/га 2 - Бензихол, 0,005% 3 - Бензихол, 0,0005% 4 - Этихол, 0,004% 5 - Этихол, 0,0004% 6 - ССС, 0,0024% 7 - ССС, 0,00024%

Рис. 7. Биологическая эффективность при применении ФАВ против листовых микозов (через 10 дней после обработки), %, 2009-2011 гг.

Биологическая эффективность против всех заболеваний наблюдалась в варианте Бензихол с 0,0005% концентрацией, незначительно уступал вариант с Альбитом.

Урожайность и структура урожая. В среднем за три года максимальная урожайность яровой пшеницы достигалась на вариантах Альбит, Бензихол с 0,0005% и Бензихол с 0,005% концентрациями рабочего раствора (табл. 3). В благоприятных по увлажнению вегетационных периодах 2009 и 2011 гг., между вариантами с Альбитом и разными концентрациями Бензихола достоверных различий по величине урожайности не отмечалось. В засушливых условиях 2010 г. применение Альбита, Бензихола в концентрации 0,0005% и ССС 0,0024% дало достоверную прибавку урожая зерна. Статистический анализ урожайности по годам исследований подтверждает некоторое изменение способности растений противостоять абиотическим стрессовым факторам под влиянием ФАВ. Об этом можно судить по коэффициенту вариации урожайности. Наименьшая величина коэффициента вариации отмечена в вариантах с хлорхолинхлоридом в концентрации 0,0024%, а также с Этихолом в 0,0004% и Альбитом. Вместе с тем, различия по сравнению с

контролем невелики - около 2%. Но в некоторых вариантах отмечено повышение коэффициента вариации.

Таблица 3 - Урожайность яровой пшеницы при использовании различных физиологически активных веществ, т/га, 2009-2011 гг.

Вариант Урожайность, т/га Сред няя V** ,% Приб 1 КОНТ1 авка эолю

2009 2010 2011 т/га %

Контроль 2,24 1,00 2,45 1,90 41,1 - -

Альбит 30 г/га 2,46 1,19 2,77 2,14 38,8 0,24 12,6

Бензихол, 0,005% р-р 2,35 0,96 2,66 2,00 44,5 0,1 5,2

Бензихол, 0,0005% р-р 2,41 1,08 2,69 2,06 41,7 0,16 8,4

Этихол, 0,004% Р-Р 2,21 1,01 2,62 1,95 43,1 0,05 2,6

Этихол, 0,0004% р-р 2,40 0,98 2,42 1,93 38,9 0,03 1,6

ССС, 0,0024% Р-Р 2,38 1,11 2,43 1,97 38,1 0,07 3,7

ССС,0,00024% Р-Р 2,41 1,02 2,46 1,96 41,8 0,06 3,2

НСР 05 0,16 0,06 0,14 - - — -

Примечание: V** - коэффициент вариации, %.

Согласно результатам исследований, вариант с Альбитом выделяется большей массой 1000 семян и массой зерна с 1 колоса. Несмотря на то, что лучшим по МТС был вариант с ССС в концентрации 0,0024% (37,6 г), озернённость колоса в варианте была на уровне контроля - 14,1 шт. Вариант с Этихолом 0,004% оказался лучшим по количеству зерна с одного колоса - 19,8 шт. Однако данное зерно было легковесным, что определило невысокую МТС - 26,8 г (на уровне контроля).

Содержание и качество клейковины. В среднем за 2009-2011 гг. количество клейковины в зерне изменялось от 28,5 до 29,8%. При этом наибольшим (29,8%) оно было при обработке растений Этихолом в концентрации 0,0004%, что превысило контрольный вариант на 1,3%. Обработка Бензихолом 0,0005% и Альбитом, увеличивала содержание клейковины по сравнению с контролем на 1,2 и 1,1% соответственно.

Статистический анализ выявил различия в содержании

клейковины в зерне по годам исследований. Отмечено некоторое снижение коэффициента вариации при использовании отдельных препаратов, что свидетельствует об устойчивости процесса накопления клейковины от неблагоприятных внешних условий. Наименьший коэффициент вариации был в вариантах: Бензихол 0,005% , ССС 0,0024% и ССС 0,00024%. В остальных вариантах данный показатель был выше, чем в контроле.

Качество семян. Применение некорневых обработок ФАВ снижало зараженность фитопатогенами семян полученного урожая (рис. 8, 9,10).

40 35 30 25 20 15 10 5 0

1 - Контроль 2 - Альбит, 30 г/га 3 - Бензихол, 0,005% 4 - Бензихол, 0,0005% 5 -Эптеол, 0,004% 6 - Этахол, 0,0004% 7 - ССС, 0,0024% 8 - ССС, 0,00024%

Рис. 8 - Заражённость семян яровой пшеницы Bipolaris sorokiniana, %,

2009-2011 гг.

Bipolaris sorokiniana

O f 1 —--------------

12345678

1-Контроль 2-Альбит,30г/га 3 - Бензихол, 0,005% 4 - Бензихол, 0,0005% 5-Этихол, 0,004% 6-Эшхол, 0,0004% 7 - ССС, 0,0024% 8 - ССС, 0,00024%

Рис. 9 - Заражённость семян яровой пшеницы Fusarium spp., %, 2009-2011 гг.

1 - Контроль 2 - Альбит, 30 г/га 3 - Бензихол, 0,005% 4 - Бензихол, 0,0005% 5 -Этихол, 0,004% 6 -Эгихол, 0,0004% 7 - ССС, 0,0024% 8 - ССС, 0,00024%

Рис. 10 - Заражённость семян яровой пшеницы Alternaría spp., %, 2009-2011 гг.

Выделяются варианты с препаратами Альбит и Бензихол. Особо необходимо отметить вариант Бензихол в 0,0005%-ной концентрацией

рабочего раствора, где была минимальная зараженность грибами рода Bipolaris sorokiniana и Alternaría spp.

Анализ семян полученного урожая на последействие использованных препаратов ФАВ показал: среди вариантов лучшими по энергии прорастания и лабораторной всхожести были варианты с Этихолом в 0,004% концентрации и ССС - в 0,00024% концентрации. Хорошие результаты получены с Альбитом и Бензихолом в 0,005% растворе.

По показателям длины ростка и колеоптиля выделяются варианты ССС с концентрацией 0,0024% и Альбит, 30 г/га.

ВЫВОДЫ

1. Применение растворимых удобрений в качестве некорневой подкормки препятствует развитию листовых инфекций яровой пшеницы. Без дополнительной обработки фунгицидом наиболее эффективно применение серосодержащих карбамидов. При дополнительной обработке посевов фунгицидом Фолинором серосодержащие карбамиды также продемонстрировали наибольшую биологическую эффективность.

2. Опрыскивание растворимыми удобрениями в период колошения пшеницы снижало зараженность семян нового урожая различными видами инфекции. Гельминтоспориозную и фузариозную инфекции в вариантах без использования Фолинора сдерживали серосодержащие карбамиды. При использовании баковой смеси фунгицида и растворимых удобрений наименьшая зараженность гельминтоспориозной и фузариозной инфекциями была на вариантах: карбамид, 3 кг/ra и карбамид S, 3 кг/га. Семена с максимальной лабораторной всхожестью были получены при обработке посевов серосодержащими карбамидами.

3. Максимальная урожайность зерна яровой пшеницы получена при совместном использовании серосодержащих карбамидов и Фолинора. По сравнению с контролем прибавка в обоих случаях составила более 32%. В этих же вариантах зафиксированы наименьшие коэффициенты вариации: Карбамид S, 3 кг/га + Фолинор 1 л/га - 39,2%; Карбамид S, 5 кг/га + Фолинор 1 л/га - 39,1%.

4. Применение Кинто Дуо и Альбита препятствует развитию заболеваний корневой системы. Наибольшая биологическая эффективность зафиксирована в варианте с Альбитом - 55,2%.

5. Применение фунгицидов препятствует развитию листовых микозов. Наибольшая биологическая эффективность установлена при

комплексном использовании Кинто Дуо, Альбита и Фолинора -72,57%.

6. Наибольшая урожайность семян яровой пшеницы с 1 га получена в вариантах: Кинто Дуо + Альбит + Фолинор + Альбит - 2,36 т/га и Кинто Дуо + Фолинор + Альбит - 2,32 т/га. В сравнении с контролем эти варианты дали прибавку в количестве 18,6 и 16,9% соответственно. В этих же вариантах зафиксированы наименьшие коэффициенты вариации.

7. Положительное влияние на фитосанитарное состояние и биометрические показатели оказывает совместное использование Кинто Дуо и Альбита.

8. Применение физиологически активных веществ в некоторых случаях снижает развитие листовых микозов растений яровой пшеницы. На протяжении трёх лет исследований варианты с Альбитом и группой Бензихолов демонстрировали фунгицидную активность. Наибольшая биологическая эффективность зафиксирована в варианте с Альбитом —15,3%.

9. Максимальная урожайность семян яровой пшеницы получена при применении Альбита и Бензихола в концентрации 0,0005%. В первом случае выход зерна с 1 га увеличился на 12,6, а во втором — на 8,4%.

10. Применение физиологически активных веществ повышает стрессоустойчивость растений яровой пшеницы. Наименьший коэффициент вариации был зафиксирован в вариантах ССС 0,0024% -38,1%, Альбит - 38,8 и Этихол 0,0004% - 38,9%.

11. Наибольшее количество клейковины в зерне получено в вариантах: Этихол 0,0004% - 29,8%; Бензихол 0,0005% - 29,7 и Альбит-29,6%.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

1. На посевах яровой пшеницы для повышения продуктивности и снижения развития болезней проводить в период колошения некорневую подкормку баковой смесью серосодержащего карбамида (3 кг/га) с фунгицидом Фолинор (1 л/га).

2. Использовать (особенно в засушливых условиях) в баковых смесях с фунгицидами для протравливания семян и опрыскивания в период вегетации биологический препарат Альбит.

СПИСОК

работ соискателя, опубликованных по теме диссертации

Ведущие рецензируемые научные журналы, определенные ВАК Минобрнауки России:

1. Зиганшин A.A. Анализ особенностей развития корневых гнилей яровой пшеницы и приемы их контроля в Республике Татарстан / A.A. Зиганшин, А.Р. Магфуров, Г.В. Ширяев, Р.И. Сафин // Вестник КазанскогоГАУ,-Казань, 2011.-№4(22).-С. 125-128.

2. Ширяев Г.В. Влияние физиологически активных веществ на формирование урожая и качество зерна яровой пшеницы в условиях Предкамья Республики Татарстан / Г.В. Ширяев, Р.И. Сафин // Вестник Казанского ГАУ. - Казань, 2012. - № 1(23). - С. 160-164.

3. Ширяев Г.В. Оценка эффективности различных схем защиты растений на яровой пшенице / Г.В. Ширяев // Вестник Казанского ГАУ. Казань. 2012. - №4(26). - С.

Научные статьи:

4. Ширяев Г.В. Влияние различных приемов управления посевами на продуктивность яровой пшеницы в Предкамье Республики Татарстан / Г.В. Ширяев, Р.И. Сафин // Конкурентоспособная научная продукция — АПК России. Материалы всероссийской научно-практической конференции молодых ученых. — Казань, 2011. - С. 348-351.

5. Губайдуллина Г.З. Изменения в фитосанитарном состоянии посевов при применении некорневых подкормок яровой пшеницы / Г.З. Губайдуллина, Г.В. Ширяев, Р.И. Сафин // Студенческая наука -аграрному производству. - Казань, 2011.-Т. З.-С. 180-183.

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Ширяев, Геннадий Владимирович, Казань

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

04201357510

На правах рукописи

Ширяев Геннадий Владимирович

ФИТОСАНИТАРНОЕ СОСТОЯНИЕМ ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПРЕДКАМЬЕ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

06.01.07 - защита растений

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Сафин Р.И.

Казань -2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ................................................................. 4

Глава 1 Обработка препаратами ФАВ - инструмент для разработки и внедрения инновационных наукоемких агротехнологий (обзор литературы)............................................................... 7

1.1. Регуляция роста, развития и устойчивости к стрессовым факторам растений яровой пшеницы..................................................................7

1.2. Основные группы физиологически-активных веществ и роль почвенных микроорганизмов в формировании урожая пшеницы ..........................................................................................................................................9

1.3. Физиологически-активные вещества на основе регуляторов роста растений............................................................. 13

1.4. Физиологически-активные вещества на основе минеральных удобрений................................................................... 18

1.5. Физиологически-активные вещества и фитосанитарное состояние посевов......................................................... 23

Глава 2 УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Агроэкологические условия Предкамья Республики Татарстан .... 36

2.2. Агрометеорологические и почвенные ресурсы в годы проведения исследований................................................................................................39

2.3. Методика полевых и лабораторных исследований................. 45

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава 3 НЕКОРНЕВАЯ ПОДКОРМКА РАСТВОРИМЫМИ УДОБРЕНИЯМИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ФУНГИЦИДОВ

3.1. Рост и развитие растений....................................................................................................51

3.2. Фотосинтетическая деятельность растений....................................................52

3.3. Динамика развития болезней..........................................................................................53

3.4. Урожайность и структура урожая............................................................................57

3.5. Зараженность и характеристика качества семян..........................................60

3.6. Экономическая эффективность..................................................................................63

Глава 4 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЛЬБИТА И ФУНГИЦИДОВ

4.1. Рост и развитие растений....................................................................................................65

4.2. Фотосинтетическая деятельность растений....................................................67

4.3. Динамика развития болезней..........................................................................................68

4.4. Урожайность и структура урожая............................................................................73

4.5. Фитосанитарное состояние и посевные свойства семян....................75

4.6. Экономическая эффективность....................................................................................78

4.7. Устойчивость яровой пшеницы к возбудителю корневой гнили

в искусственно регулируемых условиях..............................................................79

Глава 5 ОПРЫСКИВАНИЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ-АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

5.1. Рост и развитие растений....................................................................................................87

5.2. Фотосинтетическая деятельность растений....................................................88

5.3. Динамика развития болезней..........................................................................................89

5.4. Урожайность и структура урожая............................................................................91

5.5. Изменение качества клейковины и семян......................................................94

Глава 6 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ФАВ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ........................................................99

ВЫВОДЫ......................................................................................................................................101

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ..............................................................103

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................................104

ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................................................................134

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Интенсификация производства высококачественного продовольственного зерна яровой пшеницы - актуальная проблема современного растениеводства. Ее решение предполагает разработку приемов повышения продуктивности растений и улучшения качества продукции.

Яровая пшеница одна из основных полевых культур Российской Федерации. Формирование высокопродуктивных агроценозов пшеницы невозможно без разработки интегрированной системы защиты растений, в том числе от инфекционных болезней. Корневые и прикорневые гнили различной этиологии - наиболее распространенные и вредоносные болезни пшеницы (Бенкен, 1987; Менликиев, 2002; Гоголева, 2005). Бурая листовая ржавчина, мучнистая роса, септориоз, поражают растения от фазы всходов до полной спелости, причиняя особый ущерб в период колошения (Кочман, Изотова, 1979; Таланов, 2003).

Один из ключевых резервов защиты растений от фитопатогенов - использование различных полифункциональных физиологически-активных веществ (ФАВ), обладающих повышенной экологичностью. Препараты на их основе помогут полнее реализовать потенциал возделываемых сортов (Петров, Бердников, 2008; Иванов, Чернуха, 2010; Милащенко, Трушкин, 2011), целенаправленно формируя определённые биопрограммы роста и развития растений, устранить или снизить негативное воздействие разнообразных абиотических, биотических и антропогенных факторов внешней среды. Эффект достигается за счёт изменений в фитогормональном балансе растений. До настоящего времени фитогормональная регуляция биопродукционных процессов при помощи ФАВ мало изучена. Они обладают ярко выраженным потенциалом снижения расхода минеральных удобрений, химических средств защиты растений, повышения экологичности продукции без ущерба для продуктивности растений. Изучение влияния ФАВ на рост и развитие растений яровой пшеницы является актуальным в растениеводстве.

Цель и задачи исследований. Цель работы - изучение влияния физиологически-активных веществ на рост и развитие яровой пшеницы в условиях Пред-камья Республики Татарстан.

Для достижения цели исследований были поставлены следующие задачи:

1. Изучить влияние некорневого внесения различных серосодержащих видов мочевины на развитие основных микозов, формирование урожая и качество семян яровой пшеницы.

2. Разработать комплексные системы защиты растений и управления посевами на основе препарата Альбит.

3. Выявить экспериментальные ФАВ, оптимальные для обработки посевов в период вегетации растений.

4. Дать экономическую оценку изучаемым приемам.

Научная новизна. В условиях Предкамья Республики Татарстан впервые изучено влияние физиологически активных веществ и схем их применения в системах интегрированной защиты растений и управления посевами на развитие основных микозов и формирование продуктивности растений пшеницы.

Экспериментально установлены оптимальные концентрации ФАВ, оказывающие высокий физиологический и экономический эффект на формирование урожая и качество зерна яровой пшеницы.

Практическая значимость. Оптимальные концентрации ФАВ и растворимых минеральных удобрений, применяемые в ключевые фазы роста и развития растений яровой пшеницы в условиях Предкамья Республики Татарстан, обеспечивают повышение урожайности и качества зерна. Разработанные агротехнологи-ческие приемы являются экономически эффективными. На основании экспериментальных данных разработаны рекомендации для производства.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Некорневое внесение мочевины с различным содержанием серы улучшает фитосанитарное состояние, увеличивает урожайность и качество семян яровой пшеницы.

2. Комплексное применение препарата Альбит повышает адаптивную способность яровой пшеницы к биотическим и абиотическим стрессовым факторам.

3. Опрыскивание экспериментальными видами и концентрациями физиологически активных веществ оптимизирует условия роста и развития растений, снижает развития листовых микозов яровой пшеницы.

Апробация результатов. Результаты исследований обсуждены и одобрены на международных (Казань, 2010), всероссийских (Казань, 2011), региональных (Казань, 2012) конференциях и на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Казанского ГАУ (20092011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 научных статей, в том числе три - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов и рекомендаций производству. Она изложена на 143 страницах компьютерного текста, содержит 36 таблиц и 11 рисунков. Список литературы состоит из 267 наименований, в том числе 39 - иностранных авторов.

Работа выполнена под руководством доктора сельскохозяйственных наук, профессора Сафина Радика Ильясовича, которому автор выражает глубокую благодарность за помощь в проведении полевых и лабораторных исследований.

Глава 1. ОБРАБОТКА ПРЕПАРАТАМИ ФАВ - ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ

РАЗРАБОТКИ И ВНЕДРЕНИЯ ИНОВАЦИОННЫХ НАУКОЕМКИХ АГРОТЕХНОЛОГИЙ (обзор литературы)

1.1. Регуляция роста, развития и устойчивости к стрессовым факторам

растений яровой пшеницы

В связи с ростом населения в мире развитие агропромышленного комплекса России, традиционно обладающей большим аграрным потенциалом для улучшения своей экономической позиции, в значительной степени определяется необходимостью постоянного увеличения объемов выращиваемой продукции без снижения её качества (Жученко, 2006; Дронкин, Журавлев, 2011). Однако, как показывает практика, данная задача не может быть решена без интенсификации сельскохозяйственного производства, что в свою очередь приводит к увеличению техногенной нагрузки на окружающую среду (Франк, Кищенко, 2008). В последние годы уделяется повышенное внимание агротехнологиям, позволяющим снизить эту нагрузку, а также обеспечить достижение необходимых производственных показателей, определяющих Доктрину продовольственной безопасности нашей страны (Кирюшин, 2004; Иванов, 2006).

Яровая пшеница является одной из наиболее ценных сельскохозяйственных продовольственных культур. Её доля, как в общероссийском, так и во внутриреспубликанском производстве зерна постоянно возрастает, но потенциальные возможности этой культуры по урожайности и качеству зерна реализуются не в полной мере. Как правило, это связано с воздействием неблагоприятных абиотических факторов окружающей среды, прямо и косвенно влияющих на фи-зиолого-биохимические процессы, и практически не поддающиеся целенаправленному регулированию: резкие перепады температуры, засухи, заморозки, избыточное увлажнение (Тарчевский, 1993, 2001; Тютерев, 2000; Трунова, 2007). Это типично и для территории Республики Татарстан, располагающейся в зоне неустойчивого земледелия, почвенно-климатические условия которой (определяющее

значение играет недостаточная увлажненность) входят в число главных сдерживающих лимитирующих факторов для получения высоких и стабильных урожаев яровой пшеницы (Гаптрашитов, 1986; Шайхутдинов и др. 2008). Кроме того, отрицательное воздействие оказывают также антропогенные и биотические факторы, из числа которых выделяются: влияние вредных биологических объектов, засоление и загрязнение почв тяжелыми металлами, различными промышленными ядами.

Одним из ключевых резервов в положительном изменении данной ситуации является совершенствование технологий сельскохозяйственного производства. Оно должно быть направлено на расширенное использование методов регуляции роста и развития, противодействие различным биотическим и абиотическим стрессорам, и на формирование естественной и индуцированной устойчивости (иммунитета) растений в рамках концепции управления продуктивностью посевами (Пухальский, 2007).

Под управлением продуктивностью посевами понимают совокупность организационно-хозяйственных, растениеводческих мероприятий с максимально полным использованием имеющихся почвенно-климатических ресурсов и генетического потенциала возделываемых растений для получения оптимальной урожайности и высокого качества сельскохозяйственной продукции (Бурлакова, 2007; Каракулев, Дубачинский, 2007).

В настоящее время в число этих мероприятий входят:

- внедрение и использование ГИС-технологий, являющихся неотъемлемой частью точного земледелия (precision farming) (Шпаар, 2007; Темников, 2008; Твердова и др., 2011);

- дифференцированное внесение посредством некорневых обработок различных биогенных элементов питаний и их сочетаний, в соответствии с потребностями сорта и культуры (Белкина, Дементьева, 2005);

- интегрированная защита растений против вредных биологических объектов (Чулкина и др., 2008);

— регулирование роста и развития растений препаратами различной природы, с целью формирования устойчивости к различным неблагоприятным условиям внешней среды (Ермаков, Попов, 2005).

Данные мероприятия можно объединить в общее направление ухода за посевами, в течение вегетационного периода. Это позволяет в ключевые фенологические фазы изменять ход ритма роста и развития растений, целенаправленно добиваясь необходимых урожайных и качественных характеристик.

1.2. Основные группы физиологически-активных веществ и роль почвенных микроорганизмов в формировании урожая пшеницы

Перспективным приемом повышения продуктивности растений яровой пшеницы является применение различных полифункциональных физиологически-активных веществ (ФАВ), обладающих повышенной экологичностью, которые могут устранить или снизить негативное воздействие разнообразных факторов внешней среды, а также реализовать как можно полнее потенциал возделываемых сортов (Петров, Бердников, 2008; Иванов, Чернуха, 2010; Милащенко, Трушкин, 2011), целенаправленно формируя определённые биологические программы роста и развития.

Экзогенная обработка препаратами на основе ФАВ в чистом виде, либо в составе различных защитно-стимулирующих смесей, включающих в себя синтетические и природные органические соединения, вносит определенные коррективы во взаимодействие растений и окружающей среды (Ямалеев и др., 2006)., что достигается, главным образом за счёт изменений в гормональном балансе растений. Это позволяет, зная химическое строение и биофизические свойства контролируемых гормонов, пользоваться ими как инструментами при разработке и внедрении инновационных наукоемких агротехнологий, отвечающих всем необходимым экологическим и экономическим требованиям (Тютерев, 2000).

В настоящее время для реализации данных целей выпускается множество препаратов. В их числе есть, как успевшие хорошо зарекомендовать себя на практике, так и новые, возможное использование которых требует всестороннего планомерного изучения.

Для управления продуктивностью сельскохозяйственных культур издавна используются почвенные микроорганизмы. В первую очередь это относится к деятельности свободноживущих азотфиксирующих бактерий, способных к симбиотическому существованию с высшими растениями. В период недоступности массового производства химически синтезируемых минеральных удобрений и необходимости в возделывании больших площадей азотфиксирующих бобовых растений, деятельность данных микроорганизмов, применительно к тому времени, может расцениваться в качестве основного источника пополнения азота в почвообразовательном процессе. В связи с этим неудивительно, что впоследствии ученые разработали удобрения, которые содержали почвенные бактерии, способные снабжать полевые культуры питательными биофильными элементами. Одними из первых подобных удобрений были созданы азотобактерин (Azotobacter) и фосфоробактерин (Рубенчик, 1960).

В настоящее время поиск и изучение микроорганизмов с полифункциональными полезными свойствами проводится на совершенно другом научном уровне. Производственные и перспективные штаммы ассоциативных азотфиксирующих бактерий, выделенные из почв и ризосферы растений разных регионов мира, проходят несколько этапов предварительного тщательного отбора. На основе подобных штаммов были созданы препараты агрофил (Agrobacterium radiobacter-10), ризоагрин (Agrobacterium radiobacter-204), азоризин (.Azospirillum), флавобактерин (Flavobacterium JI 30), мизорин (Arthrobacter mysorensj, бисолбиСан и бисолбиФит {Bacillus subtilis), Биоплант-К (.Klebsiella planticola.), Экстрасол (Pseudomonas), способствующие улучшению минерального питания растений и супрессивных свойств почвы (Каримов, Зарипов, 2007; Храмцов, Хусаинов, 2010; Крончев и др., 2011; Фарниев и др., 2012).

Некоторые из данных микроорганизмов обладают способностью улучшать фитосанитарное состояние посевов за счёт продуцирования антибиотиков для подавления фитопатогенов, стимуляции развития полезных микроорганизмов, выделения ФАВ, что в целом повышает иммунитет, стимулирует рост и развитие растений, болезнеустойчивость (Алехин, 2004; Заха