Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Использование биопрепаратов против болезней зернобобовых культур в условиях лесостепи Приобья

ВАК РФ 06.01.07, Плодоводство, виноградарство

Автореферат диссертации по теме "Использование биопрепаратов против болезней зернобобовых культур в условиях лесостепи Приобья"

На правах рукописи

КОРОБЕЙНИКОВ Александр Сергеевич

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОПРЕПАРАТОВ ПРОТИВ БОЛЕЗНЕЙ ЗЕРНОБОБОВЫХ КУЛЬТУР В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ ПРИОБЬЯ

06.01.07 — защита растений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

г 8 НОЯ 2013

Новосибирск, 2013

005541028

Работа выполнена на кафедре энтомологии и биологической защиты растений Новосибирского государственного аграрного университета.

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор

Штерншис Маргарита Владимировна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник Ашмарина Людмила Филипповна, заведующая сектором иммунитета и защиты растений Сибирского НИИ кормов Россельхозакадемии

кандидат биологических наук, Васильева Надежда Викторовна, старший научный сотрудник лаборатории обработки почв Сибирского НИИ земледелия и химизации сельского хозяйства Россельхозакадемии

Ведущая организация: Красноярский государственный аграрный

университет

Защита состоится 24 декабря 2013 г. в 1300 часов на заседании диссертационного совета ДКМ 220.048.02, на базе Новосибирского государственного аграрного университета (630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, д. 160; тел./факс: (383) 267-05-10; d_sovet@nsau.edu.ru).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный аграрный университет» и на сайте http://nsau. edu. ru

Автореферат разослан «20» ноября 2013 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Широких П. С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Зернобобовые культуры получают все большее распространение в агроценозах Сибири. Учитывая их способность усваивать азот воздуха в симбиозе с клубеньковыми бактериями, помимо продовольственного значения зернобобовые культуры выступают в роли сидератов, обогащая почву азотом и повышая урожайность следующих за ними в севообороте культур (Романенко, 1999; Кашеваров, 2004; Васько, 2006, Пигорев, Данилова, 2009).

В условиях Западной Сибири посевы зернобобовых культур почти ежегодно поражаются комплексом вредных организмов, существенно снижающих урожайность и качество зерна, а также качество посевного материала. Из болезней распространены корневые гнили (фузариоз, ризоктониоз), бактериальные пятнистости, отмечены случаи поражения посевов сои и фасоли вирусными инфекциями (Заостровных, Дубовицкая, 2003; Ашмарина, Горобей, 2008). Использующиеся в течение длительного времени для борьбы с болезнями химические средства защиты растений наряду с высокой эффективностью обладают рядом существенных недостатков (Шерстобоева, 2002; Штерншис, 2006; БМегпзЫз е! а1., 2007). Экологически безопасной альтернативой им служат биологические препараты, которые к настоящему времени недостаточно используются для защиты зернобобовых культур (Маслиенко и др., 2007). Биологизация сельского хозяйства предполагает более широкое использование биологических средств защиты растений, что определено «Комплексной программой развития биотехнологии в Российской Федерации на период до 2020 г.» (Говоров и др., 2013). Поэтому разработка экологически безопасных технологий защиты зернобобовых культур с использованием новых биопрепаратов в Западной Сибири является перспективной и актуальной задачей.

Цель исследований: изучить влияние биологических агентов и биопрепаратов на возбудителей болезней сои и фасоли для подбора наиболее эффективных биопрепаратов, улучшающих фитосанитарное состояние посевов в отношении болезней и продуктивность зернобобовых культур в условиях лесостепи Приобья.

В связи с этим поставлены следующие задачи:

1. Выявить и уточнить видовой состав возбудителей болезней зернобобовых культур и проследить динамику распространения и развития основных болезней в лесостепи Приобья;

2. Провести скрининг перспективных биологических агентов и биопрепаратов на антагонистическую активность в отношении возбудителей болезней сои и фасоли в лабораторных условиях;

3. Оценить влияние биологических препаратов на развитие и распространенность болезней зернобобовых культур, а также их стимулирующее действие на ростовые процессы и урожайность;

4. Изучить действие биологических препаратов на активность пероксидазы в тканях зернобобовых культур при инфицировании;

5. Определить экономическую эффективность применения биопрепаратов на сое и фасоли.

Научная новизна. Уточнен видовой состав возбудителей болезней сои, зерновой и овощной фасоли в условиях лесостепи Приобья. Выявлены биоагенты и биопрепараты, обладающие высокой антагонистической активностью в отношении возбудителей болезней. Впервые в условиях лесостепи Приобья определена эффективность применения новых биологических препаратов против болезней зерновой и овощной фасоли, разработаны элементы защиты сои и фасоли от болезней с использованием биопрепаратов. Установлено сходство и различие в действии биопрепаратов на основе биоагентов разной природы на корневые гнили и листостебельные инфекции. Впервые показано, что при обработке биопрепаратами происходит увеличение массы клубеньков на сое, зерновой и овощной фасоли и повышение урожайности культур. Подавление листостебельных и почвенных инфекций связано с повышением активности пероксидазы в тканях растений.

Практическая значимость. Результаты исследований показали, что в условиях лесостепи Приобья предпосевная обработка семян сои с последующим опрыскиванием растений биопрепаратами Бактофит и Фитолавин обеспечивает снижение индекса развития корневых гнилей в фазы всходов и начала цветения, увеличение массы клубеньков на корнях и повышение урожайности культуры. Предпосевная обработка семян зерновой и овощной фасоли с последующим опрыскиванием растений Бактофитом и Иммуноцитофитом позволяет увеличить массу клубеньков и урожайность зернобобовых культур.

Материалы диссертации могут быть использованы для разработки интегрированной системы защиты сои и фасоли от болезней в условиях лесостепи Приобья.

Основные положения, выносимые на защиту:

- особенности видового состава возбудителей болезней сои и фасоли в условиях лесостепи Приобья;

- антагонистическая активность микробных биоагентов как основы перспективных биопрепаратов против болезней зернобобовых культур;

- эффективность применения биологических препаратов на сое, зерновой и овощной фасоли.

Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на Международных экологических студенческих конференциях (Новосибирск, 2006, 2009, 2011гг.), VII региональной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Сибирского федерального округа "Инновационный потенциал молодых ученых в развитии агропромышленного комплекса Сибири" (Новосибирск, 2009), Международной научно-практической конференции

«Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем» (Краснодар, 2010).

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в восьми работах, в том числе три - в изданиях, рекомендуемых перечнем ВАК РФ.

Структура н объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов и практических рекомендаций. Работа изложена на 142 страницах текста, содержит 33 таблицы, 34 рисунка. Библиографический список включает 247 наименований, в т. ч. 59 иностранных авторов.

Автор выражает благодарность научному руководителю, доктору биологических наук, профессору М. В. Штерншис, а также кандидатам сельскохозяйственных наук, доцентам О.Г. Томиловой и О. В. Паркиной за помощь, оказанную при выполнении работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В аналитическом обзоре литературы представлены ботаническая характеристика сои и фасоли, технология их возделывания, описаны болезни сои и фасоли и методы защиты зернобобовых культур от вредных организмов. Рассмотрены биологические средства защиты зернобобовых культур от болезней, применяемые в России и за рубежом.

2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевые наблюдения и эксперименты проводились на посевах сои в 2005-2008 гг. на опытных полях СибНИИ Кормов и в 2009-2011 гг. на посевах фасоли - на опытных полях СибНИИРС.

Почвы опытных участков - серые лесные и темно-серые лесные с пятнами черноземов выщелоченных, оподзоленных и лугово-черноземных почв, почвообразующие породы лессовидные суглинки среднесуглинистого и тяжелосуглинистого гранулометрического состава. Гидротермические условия вегетационных периодов отличались по годам: 2005, 2007 и 2008 отличались сбалансированностью гидротермических показателей, 2006 и 2010 гг. отмечены скачкообразными колебаниями температуры и влажности, 2009 г. отличался повышенной влажностью, 2011г. - засушливостью. Наиболее благоприятными для развития болезней сон и фасоли были 20052008 и 2009 гг., неблагоприятными - 2010 и 2011 гг.

Объекты исследований: соя сорта СибНИИК-315, фасоль зерновая сорта Светлая, фасоль овощная сорта Дарина; возбудители болезней зернобобовых культур — грибы рода Fusarium (F. oxysporum Schlecht., F. oxysporum var. orthoceras, F. solcini var. coeruleum), бактерии родов Xanthomonas (Xanthomonas axonopodis pv. glycines) и Pseudomonas {Pseudomonas syringae pv. phaseolicola); болезни сои и фасоли - фузариозная корневая гниль, пустульный бактериоз, угловатая бактериальная пятнистость. Биологические препараты: Бактофит (ПО Сиббиофарм, Бердск), Фитолавин (ООО "Фармбиомедсервис", Москва), Иммуноцитофит (ЗАО Гингко, Москва). Экспериментальные биопрепараты: Веррукозин,

Фуникулозум, Oif 2-1, разработанные во ВНИИ масличных культур, г. Краснодар.

Выделение возбудителей болезней в культуру проводили методом высева колоний, полученных из почвенных разведений, на картофельно-глюкозный агар. Уровень заселенности семенного материала сои и фасоли возбудителями болезней определяли методом высева семян на картофельно-глюкозный агар с последующим подсчетом зараженных семян. Антагонистическую активность биопрепаратов оценивали по модифицированной методике агаровых блоков. Показателем антагонистической активности служила ингибирующая активность, рассчитанная относительно контрольного варианта (Соколова, 1995). Для создания искусственного инфекционного фона использовалась суспензия конидий F. oxysporum с титром 20* 107 конидий/мл для предпосевной обработки семенного материала. Активность пероксидазы в листьях сои и фасоли измеряли по методике Г. Н. Чупахиной (2000). Заселенность почвы возбудителями почвенных инфекций сои и фасоли определяли методом отбора почвенных проб из разных участков опытного поля (ГОСТ 28168-89) с последующим высевом почвенных разведений на питательную среду по методу Ваксмана.

В полевых условиях биопрепараты использовали путем обработки семян и последующего опрыскивания в период вегетации в нормах расхода: Бактофит, Фитолавин, Веррукозин, Винцит, Максим - 2 л/т (га), Иммуноцитофит - 1 таб/т (га), Фуникулозум, Oif 2-1 - 3 л/т (га). Размер делянок - 4,2 м2, повторность опытов 4-х кратная, размещение делянок -рендомизированное. В качестве химических стандартов использовали фунгициды Винцит к. с. и Максим к. с. Данные обрабатывали методом двухфакторного дисперсионного и корреляционного анализа (Доспехов, 1985). Расчет экономической эффективности проводили по методике составления технологической карты (Цеддиес и др., 2000).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 3.1 Видовой состав возбудителей болезней сои и фасоли

Наблюдение за динамикой развития листостебельных инфекций и корневых гнилей сои и фасоли вели в 2005-2011 гг. На сое наибольший индекс развития листостебельных инфекций наблюдался в 2005 г. (74%), на зерновой фасоли - в 2009-2010гг. (54,5 и 21,3% соответственно), на овощной фасоли - в 2010 гг. (17,5%). Наиболее сильное развитие листостебельных инфекций и корневых гнилей на зерновой и овощной фасоли наблюдалось в 2009 г., в следующие годы степень поражения была существенно снижена, а в 2011 г. поражение практически отсутствовало.

При анализе почвенных проб из ризосферы сои и фасоли были выделены грибы рода Fusarium. Преобладающими из выделенных нами возбудителей были F. oxysporum, F. oxysporum var. orthoceras, F. solani var. coeruleum. При анализе степени заселенности семенного материала фитопатогенами было выделено значительно меньше видов почвенных

патогенов рода Fusarium. Причиной незначительного по сравнению с F. oxysporum, F. oxysporum var. orthoceras и F. solani var. coeruleum распространения других видов на опытном участке может быть изначально низкая инфицированность почвы данными видами патогенов, что, в сочетании с интенсивным ростом вышеупомянутых преобладающих видов привело к подавлению остальных возбудителей болезней.

3.2. Проявление болезней зернобобовых культур 3.2.1. Корневые гнили на сое В 2005-2007 гг. регистрировали развитие корневых гнилей на сое в фазы всходов и начала цветения. В фазу всходов наибольшая степень поражения наблюдалась в 2006 г. (85,7%), наименьшая - в 2005 г. (73%). В

2007 г. развитие корневых гнилей существенно возросло к фазе начала цветения с 74 до 100%. Получена зависимость интенсивности развития корневых гнилей от ГТК. При наибольшем значении ГТК в 2007 г. (1,8) также наблюдалось увеличение развития заболевания.

3.2.2. Проявление листостебельных болезней на сое За все время наблюдений листостебельные инфекции на сое проявлялись в слабой степени. В некоторые годы исследований они практически не проявлялись. Так, в 2005-2007 гг. наблюдения за развитием листостебельных инфекций в динамике не проводились вследствие позднего развития болезни (к фазе начала цветения). Основные наблюдения за развитием листостебельных инфекций на сое проводили в 2008-2010 гг. В

2008 г. зарегистрировано слабое развитие заболеваний на уровне, не превышающем экономического порога вредоносности (ЭПВ), составляющего 15-20%. В 2009 г. развития листостебельных инфекций на сое практически не наблюдалось, за исключением нескольких единичных случаев. Погодные условия 2010 г. способствовали несколько более интенсивному развитию листостебельных инфекций на сое, среди которых был наиболее распространен пустульный бактериоз (возбудитель — Xanthomonas anoxopodis pv. glycines) на уровне 7,5%. Кроме того, были зарегистрированы единичные случаи поражения вирусной мозаикой (Phaseolus virus 1). Преобладающим видом листостебельных инфекций был пустульный бактериоз, распространенность заболевания составляла 80%, что существенно выше ЭПВ (15% пораженных растений). Тем не менее, степень развития болезни была невысокой; на некоторых растениях проявление бактериоза соответствовало только 1 баллу учетной шкалы. Корреляционная зависимость между индексом развития болезни и гидротермическим коэффициентом в фазу полной спелости отсутствовала.

3.2.3. Проявление корневых гнилей на зерновой фасоли В разные годы исследований на зерновой фасоли наблюдали различную степень поражения корневой шейки всходов фузариозной гнилью. В 2009 г. наблюдалось незначительное развитие корневых гнилей, начиная с фазы всходов, что связано с относительно невысокими значениями влажности воздуха и высокой температурой начала вегетационного периода.

В этот год инфекция не достигла уровня ЭПВ к фазе начала цветения. В 2010 г. при незначительном поражении всходов (2,3%) степень поражения корневой шейки к фазе начала цветения достигла 40%. В 2011 г. наблюдалась ситуация, аналогичная предыдущему году: резкое повышение степени поражения корневой системы от всходов (1,8%) к фазе начала цветения (46%). На основании полученных данных не выявлено какой-либо зависимости между значениями ГТК и ИРБ. Однако, при повышенном ГТК в 2010-2011 гг. также наблюдались очень высокие значения развития корневых гнилей. Тем не менее, достоверной корреляционной зависимости между ГТК и ИРБ не установлено.

3.2.4. Проявление листостебельных болезней на зерновой фасоли Среди листостебельных инфекций на зерновой фасоли в 2009-2011 гг. была наиболее распространена угловатая бактериальная пятнистость. Имели место единичные случаи поражения вирусной мозаикой. Относительно невысокая влажность воздуха в период от начала вегетации до цветения в 2009 г. привела к замедлению развития заболевания; уровень развития пятнистости в течение месяца не превышал 17,5%. Развитие инфекции на зерновой фасоли достигло уровня более 50% в фазу плодообразования. Погодные условия 2010 г. способствовали снижению интенсивности развития листостебельных инфекций. В начале вегетации развитие болезни не превышало 1%, однако впоследствии наблюдалось повышение степени поражения, начиная с фазы цветения. Наибольшего развития бактериальная пятнистость достигла в фазу интенсивного плодообразования (21,3%). На зерновой фасоли в фазу бутонизации по всем годам исследования получена тесная отрицательная корреляционная зависимость между индексом развития болезни и гидротермическим коэффициентом (г=-0,73), что может быть связано со снижением инфекционного начала в почве в 2010-2011 гг., а также с повышенным инфекционным фоном 2008-2009 гг., в связи с чем развитие болезни практически не зависело от условий температуры и влажности. В фазу полной спелости наблюдалась тенденция к положительной зависимости между значениями индекса развития болезни и ГТК (г=0,62), что может быть связано со снижением значений ГТК в июне-августе при практически не изменившихся значениях индекса развития болезни.

3.2.5. Проявление корневых гнилей на овощной фасоли На овощной фасоли во все годы исследований, кроме 2009 г., наблюдалось развитие корневых гнилей с повышением индекса развития болезни до уровня, превышающего ЭПВ к фазе начала цветения. В 2009 г. уровень развития корневых гнилей в фазу всходов был существенно ниже ЭПВ и составлял 6,1%; к фазе начала цветения развитие болезни достигло уровня 17,6%. В последующие годы подобным образом изначально незначительное поражение корневой шейки проростков распространялось на главный и боковые корни. Так, в 2010 г. незначительные поражения корневой шейки в начале всходов (5,1%) к фазе начала цветения развились до уровня 40%. Подобным образом в 2011 г. корневые гнили развились с

1,2% в фазу всходов, до 56,2% в фазу начала цветения. На основании полученных данных не выявлено положительной корреляционной зависимости между ГТК и индексом развития корневых гнилей. Характер развития корневых гнилей на овощной фасоли сходен с развитием корневых гнилей на зерновой фасоли: резкое повышение развития болезни к фазе начала цветения.

3.2.6. Проявление лнстостебельных болезней на овощной фасоли

На овощной фасоли в 2009-2011 гг. наблюдали развитие угловатой бактериальной пятнистости. В разные годы исследований степень развития заболевания отличалась. Так, в 2009 г. наблюдалось развитие пятнистости на уровне ниже ЭПВ с фазы бутонизации (14%) до фазы полной спелости (18%). В 2010 г. наибольшая интенсивность развития бактериальной пятнистости на овощной фасоли наблюдалась в фазу цветения — начала плодообразования (17,5%). К концу плодообразования развитие пятнистости было снижено (до уровня 5,7%). Болезнь, кроме листьев и стеблей, затрагивала молодые бобы. Снижение индекса развития бактериальной пятнистости к фазе плодообразования может быть связано с особенностью технологического процесса выращивания овощной фасоли (периодическая уборка технически спелых бобов), способствующей снижению биомассы и густоты стояния растений, что положительно сказывалось на оздоровлении растений. В данном случае наблюдались тенденции к обратной корреляционной зависимости между индексом развития болезни и ГТК в фазу бутонизации и положительной зависимости в фазу полной спелости (г=0,35) Возможно, что в данном случае развитие болезни было обусловлено в большей степени первоначальной степенью заражения семенного материала, а не погодными условиями. В 2011 г. развития угловатой бактериальной пятнистости зарегистрировано не было: отмечены лишь единичные случаи заболевания на уровне, существенно ниже ЭПВ, что может быть связано с общими засушливыми условиями вегетационного периода этого года.

3.3 Антагонистическая активность биопрепаратов в отношении возбудителен корневых гнилей зернобобовых культур

Чистые культуры выделенных нами из семян фасоли грибов F. oxyspornm и F. solani var. coeruleum послужили тест-объектами для оценки антагонистической активности биопрепаратов. Активность

зарегистрированного в России препарата Бактофит была не ниже 70%. По результатам лабораторного скрининга новых грибных биопрепаратов Веррукозин и Фуникулозум также отмечена высокая степень их ингибирующей активности в отношении двух видов грибов р. Fusarium (рис. 1,2).

?. охузрошт Р. эо|ат \яг. соетіеит

культура

Рисунок 1 — Ингибирующая активность биопрепарата Веррукозин

на 10-е сутки

73.5

р. охузрогит Р. БОІапі уаг. соетіеит

культура

Рисунок 2 - Ингибируюшая активность биопрепарата Фуникулозум

на 10-е сутки

Уровень активности бактериального препарата (Ж 2-1 несколько снижен (до 66%), что может быть объяснено относительно более медленным ростом бактериальных колоний в сравнении с грибными. Результаты лабораторных опытов явились основой для проведения полевых испытаний биопрепаратов.

3.4. Влияние биопрепаратов на болезни и продуктивность сои и фасоли 3.4.1. Испытания биопрепаратов на сое

В период исследований 2005-2007 гг. соя поражалась преимущественно пустульным бактериозом и фузариозной корневой гнилью. В наших исследованиях мы изучали действие биопрепаратов на основе микробов-

антагонистов (Бактофит) и микробных метаболитов (Фитолавин) на распространенность и развитие корневых и листостебельных болезней сои.

В разные годы исследований влажность в начале вегетационного периода была различной, что отразилось на степени поражения всходов сои корневыми гнилями. В относительно влажный 2005 г. в фазу всходов развитие корневых гнилей было выше ЭПВ во всех вариантах, одновременно с этим наблюдалось отсутствие эффекта от обработки препаратами -возможно, вследствие интенсивного развития фитопатогена, подавляющего развитие микробов-антагонистов, входящих в состав препаратов. В 2006 г. при сниженных значениях влажности в начале вегетационного периода препарат Бактофит обеспечил достоверное снижение индекса развития корневых гнилей до уровня 12,2%. В 2007 г. при обработке препаратом Фитолавин получены достоверно более низкие показатели пораженное™ всходов корневыми гнилями (15,5%) в сравнении с Бактофитом (18,7%). Это может являться следствием засушливых условий начала вегетационного периода этого года, что приводит к снижению жизнеспособности бактерий Bacillus subtilis - основы препарата Бактофит.

Влияние биопрепаратов на корневые гнили в фазу цветения в разные годы отличалось. Так, в 2005 г. Бактофит обеспечил достоверное снижение индекса развития корневых гнилей до 7,5%. Под влиянием Фитолавина в 2006 г. проявилось достоверное снижение индекса развития корневых гнилей в фазу цветения (до 21,7%). В 2007 г. Фитолавин также обеспечил достоверно более низкие значения ИРБ на уровне 22%.

В отношении листостебельных инфекций сои (пустульный бактериоз) положительное действие было отмечено только с препаратом Бактофит, обеспечившем существенное снижение степени распространенности заболевания более чем в 3,5 раза (14,8%) в сравнении с контролем (53,3%). Несмотря на то, что действие препаратов на болезни сои по годам было неоднозначным, наблюдалось выраженное положительное влияние биопрепаратов Бактофит и Фитолавин.

По результатам трехлетних исследований отмечено повышение массы клубеньков на корнях сои при использовании обоих биопрепаратов. В разные годы исследований наибольшая масса клубеньков наблюдалась при обработках Бактофитом и Фитолавином, что свидетельствует об их положительном влиянии на развитие клубеньковых бактерий. Масса клубеньков под влиянием этих препаратов была более чем в 1,5 раза больше массы клубеньков на корнях контрольных растений (табл. 1).

В период 2005-2007 гг. обнаружено статистически достоверное увеличение значений урожайности в вариантах со всеми препаратами (табл. 2). При наличии статистически подтвержденных различий с контролем, достоверность данных по урожайности между препаратами подтверждена не была.

Таблица 1 - Масса клубеньков на корнях сои в 2005-2007 гг.

Вариант

Контроль

Винцит

Бактофит

Фитолавин

2005

13.8

34.2

34.8

36.4

Масса клубеньков, мг/растение

2006

20.6

22.4

30.0

22.0

2007

13.2

18.0

21.2

19.8

Среднее за 3 года

15,9

24,9

28,7

26.1

HCPqs по вариантам ~ 0,3 ; НСР05 по годам = 0,2

Таблица 2 - Влияние биопрепаратов на урожайность сои в 2005-2007 гг.

Вариант Урожайность, т/га

2005 2006 2007 Среднее за 3 года

Контроль 3,3 3,3 3,3 3,3

Винцит 3,6 3,6 3,6 3.6

Бактофит 3,6 3,7 3,7 3,6

Фитолавин 3,7 3,5 3,5 3,6

НСРоз по вариантам = 0,3 т/га; НСР05 по годам = 0,2

Следует отметить, что ежегодно посев производили семенами, полученными от нового урожая сои на опытных делянках. Анализ частоты выделения фитопатогенных организмов из семян сои в лабораторных условиях показал достоверно доказанную динамику в отношении оздоровления семенного материала (табл. 3).

Таблица 3 - Частота выделения фитопатогенов из семенного _материала сои в 2005-2009 гг._

Вариант Частота выделения фитопатогенов, %

2005 2006 2007 2008 2009

Бактерии (р. Xanthomonas, Pseudomonas) 62 49 6,5 2,1 1,9

HCPos 2,2

Грибы (р. Fusarium) 81 2,5 2,5 2,4 2,6

HCPos 2,7

Положительное влияние биопрепаратов на оздоровление семенного материала выразилось снижением показателя исходной зараженности семян возбудителями бактериальных и грибных инфекций. Так, зараженность бактериями снизилась с 62% в 2005 г. до 1,9% в 2009 г., а грибами - с 81% в 2005 г. до 2,6% в 2009 г.

3.4.2. Применение биопрепаратов на зерновой фасоли Семенной материал зерновой фасоли во все годы исследований с 2009 по 2011 гг. был в значительной степени поражен грибными инфекциями,

12

однако большую часть грибных фитопатогенов, выделенных из семян, составляла контаминантная микрофлора, представленная грибами рода Pénicillium. Aspergillus и Botrytis. Доля грибов рода Fusarium, являющихся основными возбудителями корневых гнилей на данной культуре, среди общего числа грибной микрофлоры составляла менее 20%, что свидетельствует о низкой степени заражения семенного материала (ниже уровня ЭПВ).

В период проведения исследований 2009-2011 гг. зерновая фасоль поражалась, главным образом, фузариозной корневой гнилью и угловатой бактериальной пятнистостью. Обработки биопрепаратами Бактофит и Иммуноцитофит, а также их смесью проводили дважды: протравливание семян перед посевом и опрыскивание растений в фазу начала цветения.

Влияние биопрепаратов на поражение всходов корневыми гнилями в течение трех лет исследований было несущественным, что связано с низким уровнем инфицирования растений. Такая же ситуация наблюдалась и при учете действия биопрепаратов на поражение корневой гнилью в фазу цветения. В связи с низким уровнем поражения всходов в полевых условиях, для выяснения влияния биопрепаратов на развитие болезней на всходах провели лабораторный опыт на искусственном инфекционном фоне. Результаты показали, что все биопрепараты обеспечили достоверное снижение индекса развития корневых гнилей. Бактофит снижал развитие болезни в 4,8 раза, смесь препаратов Бактофит и Иммуноцитофит - в 5,5 раз.

В фазу начала цветения проводили вторичные обработки биопрепаратами, после чего учитывали развитие листостебельных инфекций. Однако выявить влияние биопрепаратов на развитие угловатой бактериальной пятнистости также не удалось в связи с низким уровнем развития болезни. Одновременно с учетом развития корневой гнили подсчитывали массу клубеньков на корнях растений (рис. 3).

120

Бактофит Иммуноцитофит Смесь Максим Контроль

Вариант

Рисунок 3 - Масса клубеньков на одно растение зерновой фасоли

в 2009 г.

Наибольшая масса клубеньков была зарегистрирована при обработке фасоли Бактофитом (100 мг/раст.), что более чем в 3 раза превосходит соответствующие величины при обработке химическим препаратом и в контроле. Применение смеси его с Иммуноцитофитом не привело к усилению эффекта.

Несмотря на несущественное влияние испытанных биопрепаратов на развитие болезней зерновой фасоли на низком инфекционном фоне в годы исследования, урожайность зерновой фасоли была достоверно выше при их использовании по сравнению с контролем (табл. 4). В среднем за 3 года показатели урожайности Бактофита и его смеси с Иммуноцитофитом были не ниже соответствующих показателей при обработке химическим препаратом.

Таблица 4— Урожайность зерновой фасоли в 2009-2011 гг.

Вариант Урожайность, т/га

2009 2010 2011 В среднем за 3 года

Бактофит (Б) 2,2 1,4 3,0 2,2

Иммуноцитофит (И) 2,0 1,3 2,5 1,9

Смесь (Б + И) 2,1 2,1 2,2 2,2

Максим 2,8 1,5 2,3 2,2

Контроль 1,7 1,0 2.7 1,8

НСР05ПО вариантам = 0,5 т/га; НСР05 по годам = 0,3

3.4.3. Испытание биопрепаратов на овощной фасоли

В отличие от зерновой фасоли, на семенах овощной фасоли сорта Дарина были зарегистрированы лишь единичные случаи наличия контаминантной микрофлоры.

В период с 2009 по 2011 гг. нами были проведены исследования по оценке влияния биопрепаратов на болезни и развитие растений овощной фасоли. Проводили предпосевную обработку семян овощной фасоли биопрепаратами Бактофит, Иммуноцитофит и их смесью. Распространенность корневых гнилей на всходах была довольно низкой и не превышала ЭПВ. В 2009 г. развитие болезни достигало 60%, при этом биопрепараты снижали эту величину в несколько раз. Результаты опыта на искусственном инфекционном фоне подтвердили достоверное снижение ИРБ корневой гнили при обработке семян биопрепаратами. Так, препарат Бактофит обеспечил снижение индекса развития корневых гнилей в 4,9 раза, смесь препаратов Бактофит и Иммуноцитофит — в 5,6 раз. Хотя распространенность и развитие угловатой бактериальной пятнистости овощной фасоли были на уровне ЭПВ, в 2009 г. отмечено существенное снижение развития листостебельной инфекции при обработке Иммуноцитофитом и смесью Иммуноцитофита с Бактофитом (рис. 4).

Рисунок 4 - Влияние биопрепаратов на распространенность и развитие угловатой бактериальной пятнистости на овощной фасоли в 2009 г.

В 2009-2010 гг. все препараты обеспечили достоверную прибавку урожая (Бактофит и смесь препаратов - 0,90 т/га, Иммуноцитофит - 0.95 т/га). В 2011 г. получены более высокие значения урожайности при применении Иммуноцитофита (2,3 т/га).

На овощной фасоли были испытаны также перспективные экспериментальные препараты на основе грибных и бактериальных микробов-антагонистов: Веррукозин, Фуникулозум и (Ж2-1. В фазу всходов влияние новых биопрепаратов на корневые гнили было сходным с влиянием Бактофита и Иммуноцитофита. Так, препараты Веррукозин и Фуникулозум обеспечили достоверное снижение индекса развития корневых гнилей в сравнении с контролем. При использовании препарата (Ж 2-1 наблюдалась тенденция к подавлению развития болезни.

В фазу цветения наблюдали существенное влияние биопрепаратов на развитие корневых гнилей (табл. 5). В 2009 г. применение препаратов обеспечило достоверное снижение индекса развития корневых гнилей, наименьшие значения ИРБ наблюдались при использовании (Ж2-1 (11,2%) и Фуникулозум (15%). В 2010 г. также наблюдалось существенное влияние препаратов на развитие заболевания. В 2011 г. в связи с повышенной сухостью вегетационного периода биопрепараты уменьшили ИРБ, однако развитие болезни было выше ЭПВ. В среднем за 2009-2011 гг. препараты Веррукозин и Фуникулозум обеспечили наибольшее снижение индекса развития корневых гнилей овощной фасоли.

На овощной фасоли анализировали влияние обработок экспериментальными биопрепаратами на развитие клубеньков. В 2009 г. отмечено существенное увеличение массы клубеньков под влиянием Веррукозина и Фуникулозума (рис. 5). В 2010-2011 гг. развития клубеньков на овощной фасоли не наблюдалось, по-видимому, в связи с засушливыми

погодными условиями вегетационного периода и обедненностью почвы соединениями азота.

Таблица 5 - Индекс развития корневых гнилей на овощной фасоли в фазу цветения в 2009-2011 гг._

Вариант Индекс развития болезни, %

2009 2010 2011 Среднее за 3 года

Веррукозин 16 11 46,8 24,6

Фуникулозум 15 4,6 46,5 22

ОІҐ2-1 11,2 9,8 59,5 26,8

Максим 6,4 22,5 55,8 28,2

Контроль 17,6 40 56,2 37,9

НСР05 по вариантам = 0,3: НСР05 по годам = 0,2

ОІГ2-1 Максим Контроль

Вариант

Рисунок 5 - Масса клубеньков на одно растение овощной фасоли

в 2009 г.

Урожайность овощной фасоли в среднем за 3 года была выше при обработке всеми экспериментальными препаратами, в среднем на 16%. Более всего урожайность повысилась в 2011 г. под влиянием грибных препаратов( в 1,5 раза). Возможно, это связано с тем, что мицелий грибов-антагонистов эффективнее развивается в условиях пониженной влажности и повышенной температуры. Таким образом, в целом экспериментальные биопрепараты на основе грибных и бактериальных антагонистов перспективны для использования на овощной фасоли.

3.5. Изменение пероксидазы растений под влиянием биопрепаратов Известно, что в поддержании жизнеспособности растительных клеток участвует фермент пероксидаза (Чупахина, 2000). Обычно активность пероксидазы увеличивается при использовании препаратов, способных оказать подавляющее влияние на фнтопатоген или увеличить устойчивость растения к болезни. В связи с этим, представляло интерес сопоставить

полученные результаты по влиянию биопрепаратов на растения зернобобовых культур с активностью пероксидазы в листьях растений.

Нами изучено влияние обработок биопрепаратами на активность пероксидазы в листьях зерновой и овощной фасоли в лабораторных и полевых условиях.

Результаты, полученные при выращивании овощной фасоли на искусственном инфекционном фоне, представлены на рисунке 6. Все изучаемые препараты обеспечили повышение активности пероксидазы в сравнении с химическим стандартом и контролем.

Веррукозин Фуникулозум Ои 2-1 Максим Контроль

Вариант

Рисунок 6 - Активность пероксидазы в тканях растений овощной фасоли, выращенных в лабораторных условиях на искусственном инфекционном фоне, мкмоль/мин на 1 г. НСР05 = 4,08

3.6. Экономическая эффективность защитных мероприятий

Основные показатели экономической эффективности, рассчитаны на основе технологической карты производства сои и фасоли (табл.6).

На сое Бактофит и Фитолавин обеспечили одинаковые значения чистой прибыли, что находится на одном уровне с химическим препаратом Винцит. Бактофит обеспечил наибольшую себестоимость 1 т продукции, а наибольшие значения рентабельности получены при использовании Фитолавина.

На зерновой фасоли наибольшие значения чистой прибыли среди биопрепаратов получены с использованием Иммуноцитофита. Оба биопрепарата обеспечили наибольшие значения рентабельности производства зерновой фасоли, в то же время использование их смеси нецелесообразно.

На овощной фасоли экспериментальные препараты биопрепараты Веррукозин, Фуникулозум и 01Г 2-1 обеспечили высокие показатели прибыли и уровней рентабельности производства. Расчет показателей экономической

эффективности зарегистрированных препаратов Бактофит, Иммуноцитофит и их смеси также указал на целесообразность их использования.

Таблица 6 - Основные показатели экономической эффективности от _применения средств защиты растений _

Вариант Урожайно Себестоимость Рентабельно- Прибыль

- сть, т/га 1 т продукции, сть производства

руб. производства ,% с 1 га, тыс. руб.

Соя СибНИИК-315

Бактофит 3,6 1059 220 300,9

Фитолавин 3,6 1053 261,5 300,9

Винцит 3,6 1040 426,7 308,7

Контроль 3,3 1098 187 265,6

Фасоль зерновая Светлая

Бактофит 2,2 1808 216 420,3

Иммуноцитофит 1,9 1997 226 428,2

Смесь 2,2 1798 198 407,4

Максим 2,2 1826 174 404,2

Контроль 1,8 2082 135 399,3

Фасоль овощная Дарина

Веррукозин 1,3 1826 260,2 960,6

Фуникулозум 1,2 1826 235,9 870,6

Oif 2-1 1,3 3141 228,8 905,4

Максим 1,4 2912 256,6 955,8

Контроль 1,1 3232 221,8 818,1

ВЫВОДЫ

1. В условиях лесостепи Приобья уточнен видовой состав возбудителей болезней зернобобовых культур. Впервые выявлен комплекс грибных фитопатогенов рода Fusarium на овощной фасоли. Из почвенной микрофлоры преобладающими видами были грибы рода Fusarium: F. oxysporum, F. oxysporum var. orthoceras и solani var. coeruleum. Из листостебельных инфекций в годы проведения исследований доминировали пустульный бактериоз на сое и угловатая бактериальная пятнистость на фасоли.

2. При изучении антагонистической активности экспериментальных биопрепаратов на чистых культурах грибов F. oxysporum и F. solani var. coeruleum наиболее высокую ингибирующую активность показали препараты грибной природы Веррукозин и Фуникулозум по сравнению с бактериальными. Ингибирующая активность превышала 78%. Смесь Бактофита с Иммуноцитофитом не приводила к усилению антагонистической активности Бактофита.

3. Предпосевная обработка семян сои Фитолавином и Бактофитом обеспечила достоверное снижение степени поражения корневыми гнилями в фазу всходов с 28,1 до 15,5%. Опрыскивание растений сои Бактофитом снижало распространенность и развитие пустульного бактериоза в 1,2 раза. Применение биопрепаратов на сое существенно увеличивало массу клубеньков (в 1,5-2 раза по сравнению с контролем).

4. Существенного влияния биопрепаратов на развитие болезней зерновой фасоли выявить не удалось в связи с низким уровнем развития болезней. Применение биопрепаратов на зерновой фасоли значительно повышало массу клубеньков (в 2,5 раза при обработке Бактофитом и в 1,5 раза при действии Иммуноцитофита по сравнению с контролем), при этом химический пестицид не оказывал влияния на этот показатель. Урожайность зерновой фасоли сорта Светлая при обработке биопрепаратами была на уровне химического фунгицида.

5. Использование новых перспективных биопрепаратов Веррукозин, Фуникулозум, Oif 2-1 на овощной фасоли сорта Дарина обеспечило наименьшую пораженность корневыми гнилями в фазу всходов (вдвое по сравнению с контролем). Снижение этого показателя в фазу цветения зависело от погодных условий года. В отношении угловатой бактериальной пятнистости наблюдалась тенденция незначительного снижения пораженности растений под влиянием биопрепаратов. Масса клубеньков более всего увеличивалась при использовании Веррукозина (в 4 раза по сравнению с контролем).

6. Активность пероксидазы в листьях зерновой фасоли сорта Светлая и овощной фасоли сорта Дарина, увеличивалась при обработке биопрепаратами в лабораторных и полевых опытах. Так, низкие значения индекса развития корневых гнилей в фазу цветения при использовании Веррукозина (2%) связаны с повышенной активностью пероксидазы под влиянием этого препарата (в 1,6 раз выше значений активности пероксидазы в контроле).

7. Применение биопрепаратов на зернобобовых культурах экономически выгодно. В результате предпосевной обработки семян сои с последующим опрыскиванием растений биопрепаратами урожайность сои возросла на 0,3 т/га при рентабельности 220-261,5%. На зерновой фасоли сорта Светлая применение биопрепаратов обеспечило повышение урожайности на 0,1-0,25 т/га, при рентабельности 198226%. Обработка семян и опрыскивание растений овощной фасоли сорта Дарина биопрепаратами приводит к повышению урожайности на 0,15-0,3 т/га при рентабельности 228,8-260,2%.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ: С целью улучшения фитосанитарного состояния посевов сои сорта СибНИИК-315 и получения экологически безопасной продукции в условиях лесостепи Приобья целесообразно включать в системы защиты культуры

предпосевную обработку семян Бактофитом или Фитолавином в норме 2 л/т с последующим опрыскиванием растений по вегетации этими препаратами, что обеспечивает снижение индекса развития корневых гнилей в фазы всходов и начала цветения, увеличение массы клубеньков на корнях и повышение урожайности культуры.

Для проведения регистрационных испытаний предлагается предпосевная обработка семян овощной фасоли с последующим опрыскиванием растений новыми грибными биопрепаратами Веррукозин на основе Pénicillium verrucosum штамм PV-3 и Фуникулозум на основе Pénicillium funiculosum штамм PF-1.

Основные положения диссертации опубликованы в работах: В журналах, рекомендованных Перечнем ВАК

1. Томилова О. Г. Биопрепараты для защиты сои от болезней / О. Г. Томилова, А. С. Коробейников, М. В. Штерншис // Защита и карантин растений. - 2009. - № 11. - С. 33-33.

2. Коробейников А. С. Испытание биопрепаратов против бактериального ожога зерновой фасоли // Сиб. вестник с.-х. науки. - 2011. - № 7-8. - С. 134-136.

3. Коробейников А. С. Испытание биопрепаратов на овощной фасоли в условиях лесостепи Приобья / А. С. Коробейников, О. В. Паркина, О. Г. Томилова, М. В. Штерншис, Л. В. Маслиенко // Вестник НГАУ. - 2012. - № 22-1,- С. 34-37.

В других изданиях

4. Коробейников А. С. Применение препаратов на основе БАВ для защиты сои от болезней / Материалы VII межвуз. науч.-практ. конф. "Химия и жизнь", Новосибирск, 2008. — С. 15-17.

5. Цвых А. М. Биопрепараты грибной и бактериальной природы против болезней овощной фасоли / А. М. Цвых, А. С. Коробейников // Материалы XIV Международ, экологической студенческой конф. "Экология России и сопредельных территорий", Новосибирск, 2009. - С. 194-195;

6. Коробейников А. С. Оценка биологических препаратов для защиты овощной фасоли от болезней в условиях Западной Сибири // Материалы VII межрегион, конф. молодых ученых и специалистов аграрных вузов СФО "Инновационный потенциал молодых ученых в развитии агропромышленного комплекса Сибири". Новосибирск, 2009. — С. 61-63.

7. Томилова О. Г. Испытание перспективных биопрепаратов против болезней растений в Западной Сибири / О. Г. Томилова, А. С. Коробейников, М. В. Штерншис, JI. В. Маслиенко, А. М. Асатурова, Е. Ю. Шипиевская // Биологическая защита растений - основа стабилизации агроэкосистем. -Вып. 6. - Краснодар, 2010. - С. 442-444.

8. Коробейников А. С. Влияние биопрепаратов на обыкновенную корневую гниль овощной фасоли // Вестник ОмГАУ. - 2011. - №2 - С. 6-9.

Подписано в печать 15 ноября 2013 г. Формат 60x84 '/i6. Объем 1 печ. л. Бумага офсетная. Гарнитура «Times New Roman». Заказ № 197. Тираж 100 экз.

Отпечатано в ООО «Печатное издательство Агро-Сибирь» Новосибирск, ул. Никитина, 155, тел.: (383) 267-19-90, 264-00-72 e-mail: agroprint@mail.ru