Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Применение физического метода в защите ячменя от болезней и вредителей в лесостепи Среднего Поволжья

ВАК РФ 06.01.07, Плодоводство, виноградарство

Автореферат диссертации по теме "Применение физического метода в защите ячменя от болезней и вредителей в лесостепи Среднего Поволжья"

На правах рукописи

Меньшова Елена Александровна

ПРИМЕНЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОГО МЕТОДА В ЗАЩИТЕ ЯЧМЕНЯ ОТ БОЛЕЗНЕЙ И ВРЕДИТЕЛЕЙ В ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

06.01.07 - защита растений

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

' "л П

Новосибирск - 2013

005535472

Работа выполнена на кафедре химии и защиты растений Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Самарская государственная сельскохозяйственная академия» в 2009-2011 гг.

Научный руководитель:

доктор биологических наук, профессор Каплин Владимир Григорьевич

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Торопова Плена Юрьевна, профессор кафедры фитопатологии и систем защиты растений НГАУ

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Горобен Ирина Михайловна, главный учёный секретарь ГНУ СО Россельхозакадемии

Ведущая организация:

Алтайский государственный аграрный университет

Защита диссертации состоится 12 ноября 2013г. в 13.00 час. на заседании диссертационного совета ДКМ 220.048.02 при Новосибирском государственном аграрном университете (630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160, тел/факс (383)2670510)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного аграрного университета

Автореферат разослан « -У » 20/^ г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Широких П.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Ячмень — одна из наиболее древних сельскохозяйственных культур. В России, где ячмень выращивают практически повсеместно, он занимает второе место по объему производства после пшеницы. По производству ячменя Россия занимает пятое место в мире. По мировой классификации ячмень - кормовая культура. В наибольших объемах его используют как ценный концентрированный корм для домашних животных, в частности, в свиноводстве и птицеводстве. Однако он является также основным сырьем для пивоваренной промышленности, широко используется для продовольственных и технических целей. Из зерна ячменя вырабатывают перловую и ячневую крупы, ячменную муку, добавляемую к пшеничной при выпечке специальных сортов хлеба. ■ •

В Самарской области посевные площади ячменя составляют около 300 тыс. га. Однако урожайность-его зерна остается на низком уровне и не превышает в среднем 10-11 ц/га. К основным причинам низкой урожайности ячменя относятся недостаток осадков в период вегетации культуры, недостаток минеральных удобрений, возбудители болезней и вредители (Макеева, Соколова, Фицуков, 2007). В защите ячменя и других зерновых культур от болезней и вредителей к одним из эффективных и экономически наиболее обоснованных приемов относится предпосевная обработка семян. В связи с этим поиски и внедрение в производство наиболее эффективных и экологически безопасных приемов предпосевной обработки семян несомненно актуальны.

Цель исследований — оценить эффективность предпосевной обработки семян ячменя импульсным магнитным полем и электромагнитным излучением в подавлении фитопатогенов и фитофагов.

Задачи исследований:

1. Выявить оптимальные параметры предпосевной обработки семян ячменя импульсным магнитным полем (ИМП).

2. Установить влияние предпосевной обработки семян ИМП и электромагнитным излучением в сравнении с химическим и биологическим методами на посевные качества семян и фитосанитарное состояние посевов.

3. Изучить влияние предпосевной обработки семян физическими методами в сочетании с опрыскиванием посевов фунгицидом на поражаемость ячменя болезнями, повреждаемость вредителями и его урожайность.

4. Дать оценку экономической эффективности применения физического метода, в сравнении с химическим и биологическим, при возделывании ячменя.

Научная новизна. Впервые определены оптимальные параметры импульсного магнитного поля для предпосевной обработки семян ячменя, а также эффективность электромагнитного излучения и комбинированного воздействием (ИМП+Агат-25К+системный инсектицид Круйзер) для защиты ячменя от грибных болезней и вредителей.

Практическая значимость результатов исследований. Основные положения работы, ее результаты и выводы вносят существенный вклад в разра-

ботку региональной, экологически и экономически обоснованной интегрированной защиты ячменя от болезней и вредителей. Даны практические рекомендации по применению предпосевной обработки семян ячменя против сетчатой пятнистости, корневых гнилей, внутристеблевых вредителей, полосатой хлебной блошки, а также, повышения устойчивости растений к стрессовым факторам.

Положения, выносимые на защиту:

1. Оптимальные параметры импульсного магнитного поля для предпосевной обработки семян ячменя.

2. Влияние предпосевной обработки семян импульсным магнитным полем и электромагнитным излучением на фитосанитарное состояние посевов и урожайности ячменя.

Апробация результатов исследований. Материалы исследований были доложены на Межвузовской научно-практической конференции «Аграрная наука - сельскому хозяйству» (Самара, 2010); на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 145-летию РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева «Адаптация сельского хозяйства России к меняющимся погодно-климатическим условиям» (Москва, 2010); на Третьем съезде микологов России (Москва, 2012).

По теме диссертации опубликовано 8 работ, из них 4 статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Диссертация содержит фактический материал, полученный автором в 2009-2011 гг. Помощь в закладке опытов, проведении учетов болезней оказали: от Самарской ГСХА - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры химии и защиты растений А.Б. Кошелева, кандидат биологических наук, доцент кафедры физики Т.С. Нижарадзе; от Поволжского НИИ селекции и семеноводства им. П.Н. Константинова - кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции и семеноводства зернофуражных культур Н.В. Санина. Обработка и анализ собранного материала выполнены автором самостоятельно.

Струю-ура и объем работы. Диссертация изложена на 139 страницах компьютерной верстки, иллюстрирована 3 рисунками и 28 таблицами, состоит из введения, 6 глав, выводов и практических рекомендаций. Библиографический список включает 142 источника.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность, научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, цель и задачи исследований.

1. Современное состояние исследований по влиянию предпосевной обработки семян ячменя на устойчивость к болезням и урожайность

Выполнен обзор литературных источников по теме исследований, по применению в защите растений фунгицидов, регуляторов роста, биопрепаратов,

физических методов предпосевной обработки семян, фитосанитарному состоянию посевов ячменя в Поволжье и Самарской области.

2. Природные условия и методика исследований

Рассмотрены климат, почвы, растительность, метеоусловия в годы исследований (2009-2011 гг.). Погодные условия вегетационного периода 2009 г. были засушливыми, 2010 г. - острозасушливыми, 2011 г. - благоприятными для роста и развития растений ячменя. Дана характеристика места проведения исследований.

Полевые опыты (два однофакторных опыта) проводились на опытных полях Поволжского НИИ селекции и семеноводства им. П.Н. Константинова в окрестностях п. Усть-Кинельский. Почвенный покров опытного поля, типичный для юга лесостепи Среднего Поволжья, представлен чернозёмом обыкновенным среднегумусным с содержанием гумуса 6-7%, среднемощным, тяжелосуглинистым.

Опыт 1: предпосевная обработка семян физическими, биологическим, химическим и комбинированным методами. Воздействия на семена осуществлялись путём обработки их электромагнитным излучением с помощью аппарата КВЧ-терапии «Явь-1», созданного в Поволжском государственном университете телекоммуникаций и информатики (ПГУТИ); импульсным магнитным полем (ИМП) - на магнитно-импульсной установке типа МИУ-30/20 КП, созданной в Самарском государственном аэрокосмическом университете (СГАУ), а также регулятором роста Агат-25К, ТПС и комбинированным фунгицидом системного действия Дивиденд Стар, КС в лаборатории кафедры химии и защиты растений Самарской ГСХА. Кроме того в схему опыта была включена комбинированная обработка семян (ИМП + Агат-25К + системный инсектицид Круйзер, КС).

Схема опыта 1 по изучению эффективности различных методов обработки семян в его защите от возбудителей болезней и вредителей была следующей:

1. Контроль (10 л/т Н20);

2. КВЧ - излучение (Л=7,1 мм, и=42194± 10 мГц, 1=30 мин) (10 л/т Н20);

3. ИМП (импульсное магнитное поле, \У = 4,7 кДж; п = 5) (10 л/т Н20);

4. Регулятор роста, биофунгицид Агат-25К, ТПС (40 мл/т + 10 л/т Н20);

5. Комбинированный фунгицид системного действия Дивиденд Стар, КС (0,75 л/т+10 л/т Н20);

6. ИМП + Агат-25К + системный инсектицид Круйзер, КС (10 л/т Н20 + 40 мл/т + 0,75 л/т).

Опыт 2: опыт 1 + однократное опрыскивание растений фунгицидом Амистар Экстра, СК (0,75 л/га, расход рабочей жидкости - 300 л/га) в течение вегетации.

Объектом исследований служил сорт ярового ячменя Поволжский 65, включенный в Госреестр по Средневолжскому региону с 1998 г. Посев осуществлялся сеялкой ССФК-7. Варианты опыта размещались систематическим ме-

тодом в 4-х кратной повторности по методике Доспехова Б.А. (1985). Учетная площадь делянки 10 м2. Предпосевная обработка семян препаратами, а также воздействие на них физическими приёмами проводились в недельный срок перед началом посевных работ.

Энергию прорастания и всхожесть семян ячменя определяли по ГОСТу -12038-84 (1991). Густоту всходов и густоту стояния растений перед уборкой урожая подсчитывали, отбор снопов для определения структуры урожайности проводили на закрепленных учетных площадках по 0,25 м2, расположенных по диагонали, в четырехкратной повторности на каждой делянке (Майсурян, 1970; Митрофанов, Новоселов, Харьков, 1971). Фенологические наблюдения проводили по фазам развития растений на двух несмежных повторностях опыта в соответствии с методикой ГСУ (Балакшева и др., 1971). Пораженность опытных растений болезнями учитывали в течение всей вегетации, руководствуясь рекомендациями Г. П. Шуровенкова и А. Ф. Ченкина (1984). Распространенность и развитие, или интенсивность развития болезней определяли по указаниям А. Е. Чумакова, Т. И. Захаровой (1990).

Повреждённость растений личинками двукрылых, стеблевых блошек учитывали в фазах от 3-го листа до полного кущения, начала стеблевания; пильщиками - в фазах колошения - молочной спелости. Для этого на варианте опыта брали в 10 местах в шахматном порядке по 10 растений, всего 100 растений, доставляли их в лабораторию, где стебли вскрывали, начиная от узла кущения, и просматривали под бинокуляром. Полосатую хлебную блошку учитывали при полном появлении всходов яровых злаковых культур. Глазомерно в процентах оценивали повреждённость листовой поверхности (Каплин и др., 2004).

Определение водоудерживающей способности листьев ячменя проводили с фазы кущения до фазы налива зерна, по общепринятой методике (Диагностика растений ..., 1988).

Структуру урожайности определяли путем разбора снопов, отобранных перед уборкой урожая (Майсурян, 1970). Уборку урожая ячменя проводили малогабаритным самоходным комбайном «Sampo-130».

Статистическая обработка полученных данных осуществлялась дисперсионным методом (Доспехов, 1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3. Влияние предпосевной обработки семян на посевные качества и рост

ячменя

При обработке семян ячменя импульсным магнитным полем наиболее эффективны его параметры с энергией импульса (W) - 4,7 цДж, числом импульсов (п) - 5, при длительности импульса - 15-20 мкс.

Влияние предпосевной обработки на энергию прорастания и лабораторную всхожесть семян ячменя в значительной мере зависит от качества посевного материала. Чем ниже энергия прорастания и всхожесть семян, тем эффек-

тивность обработки семян физическими методами выше и ниже в вариантах с регулятором роста и химическими протравителями (с коэффициентами корреляции при обработке семян электромагнитными волнами КВЧ-диапазона соответственно -0,947 и -0,956, импульсным магнитным полем - -0,502 и -0,913, Агатом-25К - 0,913 и 0,771, Дивидендом Стар - 0,843 и 0,819, ИМП + Агат-25К + Круйзер - 0,999 и 0,982). Предпосевная обработка некондиционных семян ячменя (с низкой (70%) контрольной всхожестью) физическими методами способствовала увеличению их энергии прорастания на 4, лабораторной всхожести на 9%, а их протравливание фунгицидами снижало энергию прорастания на 1013, лабораторную всхожесть на 8-9%. Предпосевная обработка высококачественных семян (с контрольной лабораторной всхожестью около 97%) практически не оказывала влияния на их посевные качества, где в опытах с КВЧ и Агат-25К их лабораторная всхожесть возрастала на 1,4%, а с химическими протравителями снижалась на 1,3-2,4% (табл. 1).

Таблица 1.- Влияние предпосевной обработки на посевные качества семян

ячменя сорта Поволжский 65 (контроль - %, опыт - отклонение от контроля, __%}_

№ Варианты опыта Энергия прорастания Лабораторная всхожесть

2009 г. 2010 г. 2011 г. 2009 г. 2010 г. 2011г.

1 Контроль 70,0 92,0 97,3 70,3 92,7 97,3

2 КВЧ +4,3 -0,3 +0,4 +9,5 0,0 +1,4

3 ИМП +3,8 +4,7 0,0 +9,1 +5,0 0,0

4 Агат-25К -11,0 +5,4 +1,4 -2,8 +5,7 +1,4

5 Дивиденд Стар -10,0 +2,2 -2,4 -9,1 +2,8 -2,4

6 ИМП+Агат-25К+Круйзер -12,8 -3,0 -1,3 -7,5 -1,1 -1,3

НСРоз 0,94 0,79 0,61 0,81 0,52 0,60

Чем ниже посевные и фитосанитарные качества семян ячменя, тем ниже эффективность их предпосевной обработки против возбудителей корневых гнилей. В лабораторных условиях на среде Чапека через 5 дней после закладки опыта эффективность Дивиденда Стар в их подавлении на поверхности некондиционных семян составила около 15%, а высококачественных - 72-100%.Сравнительно высокая эффективность (46-51%) наблюдалась также при обработке семян электромагнитными волнами КВЧ-диапазона.

Среди возбудителей корневых гнилей во все годы исследований на поверхности семян преобладали грибы Bipolaris sorokiniana и Fusarium spp., колонии которых занимали на среде Чапека на 9-й день после закладки опыта соответственно 3-75 и 0-7% площади. Развитие грибов рода Fusarium наиболее эффективно подавляла предпосевная обработка семян системным фунгицидом Дивиденд Стар, импульсным магнитным полем, Агатом-25К и особенно их со-

вместное воздействие (в комбинированной обработке) с биологической эффективностью соответственно до 9-96, 51-100, 48-51 и 75-100%. Против грибов 5/ро/ато эогоктапа при высокой пораженности семян наибольшую эффективность проявил Дивиденд Стар (6-87%).

Полнота всходов ячменя зависела от качества посевного материала и метеоусловий года. Она была наибольшей в благоприятном для развития ячменя 2011 г. при посеве высококачественных семян (84,5%) и минимальной - в засушливом 2009 г. при посеве некондиционных семян (72%). В засушливые годы (2009, 2010 гг.) полноту всходов, в наибольшей степени, увеличивали: предпосевная обработка семян импульсным магнитным полем и Агатом-25К (при посеве некондиционных семян - на 17-18, высококачественных - на 1011%); в благоприятном для развития культуры 2011 г. - электромагнитными волнами КВЧ-диапазона и фунгицидом Дивиденд Стар (9-10%).

Влияние различных приемов предпосевной обработки семян ячменя на его рост и развитие неоднозначное и зависит от качества посевного материала, метеоусловий года, фазы развития культуры. Наибольшее положительное влияние всех изучаемых приёмов предпосевной обработки семян на высоту растений отмечено в острозасушливом 2010 г. (при посеве высококачественных семян 1-го класса), когда перед колошением высота опытных растений превышала на 2-11%, а перед уборкой - на 4-7% высоту контрольных растений. В опыте с ИМП высота растений перед колошением возрастала на 2, а перед уборкой - на 4%, в остальных вариантах опыта — соответственно на 9-11 и 57%, по сравнению с контролем. Отрицательное или слабо выраженное положительное влияние предпосевной обработки семян на высоту растений наблюдалось при посеве некондиционных семян в засушливом 2009 г., когда перед колошением отмечено отчетливое ретардантное действие на высоту растений предпосевной обработки семян электромагнитными волнами КВЧ-диапазона, Агатом-25К, Дивидендом Стар, способствовавшей уменьшению высоты растений соответственно на 17, 13 и 5%. Однако перед уборкой высота контрольных и опытных растений была практически одинаковой. В благоприятном для развития ячменя 2011 г. при посеве высококачественных семян перед колошением растения заметно (на 4-5%) отставали в росте (по сравнению с контрольными) в опыте с физическими методами обработки семян; однако, перед уборкой высота опытных растений в большинстве вариантов, за исключением ИМП+Агат-25К+Круйзер, была на 7-8 (КВЧ, ДивидендСтар), 4 (Агат-25К), 1% (ИМП) выше, чем контрольных. В среднем среди исследованных вариантов предпосевной обработки семян наименьшее влияние на высоту растений ячменя оказывает импульсное магнитное поле.

4. Влияние предпосевной обработки семян на поражённость ячменя болезнями и повреждённость вредителями

В фазе молочной спелости распространенность сетчатой пятнистости на листьях ячменя составляла в годы исследований 97-100%, а интенсивность ее

развития достигала минимальных значений в острозасушливом 2010 г. (2,3%), увеличиваясь до 11% в благоприятном 2011 г. и до 44% в засушливом 2009 г. При столь высокой распространенности заболевания предпосевная обработка семян оказывала влияние в основном на интенсивность развития болезни и ее эффективность была тем выше, чем меньше развивалась болезнь, достигая максимума в 2010 г. и минимума - в 2009 г. (табл. 2).

Таблица 2. - Влияние предпосевной обработки семян на пораженность ячменя сорта Поволжский 65 сетчатой пятнистостью (Drechslera teres) (контроль - %, опыт - отклонение от контроля, %)

№ п/п Варианты опыта 2009 г. 2010 г. 2011г. Среднее

Р' | И Р | И Р I И Р I И

Фаза выхода в трубку

1 Контроль 100,0 1,2 46,7 3,9 100,0 3,6 82,2 2,9

2 КВЧ 0,0 -19,4 +42,8 -32,1 0,0 +7,5 +8,2 -13,8

3 ИМП 0,0 -1,6 0,0 -85,6 0,0 -34,9 0,0 -52,8

4 Агат-25К 0,0 -15,3 +28,5 -63,8 0,0 -40,0 +5,5 -46,9

5 Дивиденд Стар 0,0 -15,3 +49,9 -52,7 0,0 -41,9 +9,5 -42,8

6 ИМП+Агат-25К+Круйзер 0,0 -11,3 +62,7 -73,0 0,0 -19,3 +11,9 -41,1

HCP0S 0,08 1,92 0,36 0,40

Фаза молочной спелости

1 Контроль 100,0 44,2 97,0 12,3 100,0 11,1 99,0 22,5

2 КВЧ 0,0 -20,1 -27,8 -71,2 0,0 -41,5 -9,1 -29,2

3 ИМП 0,0 -11,6 0,0 -28,3 0,0 -35,8 -2,3 -20,3

4 Агат-25К 0,0 -21,6 -10,6 -35,0 0,0 -34,0 -3,4 -27,6

5 Дивиденд Стар 0,0 -38,2 -4,1 -51,8 0,0 -3,3 -1,3 -31,1

6 ИМП+Агат-25К+Круйзер 0,0 -5,9 -17,5 -64,2 0,0 -12,4 -5,8 -8,3

НСР05 1,69 1,84 0,82 0, 78

* Р - распространённость (%), И — интенсивность поражения (%).

Развитие сетчатой пятнистости в наибольшей степени подавляла предпосевная обработка семян электромагнитными волнами КВЧ-диапазона с эффективностью 20-71 (в среднем 29%), Агатом-25К - 22-35 (28%) и фунгицидом Дивиденд Стар - 3-52% (31%), а в наименьшей - импульсным магнитным полем (в среднем 8-20%). От фазы выхода в трубку к молочной спелости эффективность предпосевной обработки против сетчатой пятнистости нарастала лишь в опыте с электромагнитными волнами КВЧ-диапазона (в 2,1 раза). В остальных вариантах она была выше в фазе выхода в трубку и снижалась к фазе молочной спелости в варианте с Дивиденд Стар в 1,4, Агат-25К в 1,7, ИМП в 2,6, ИМП+Агат-25К+Круйзер в 5,0 раз. Учитывая изложенное, предпосевная обработка семян ячменя электромагнитными волнами КВЧ-диапазона наиболее ус-

тойчиво и эффективно сдерживала развитие сетчатой пятнистости ячменя и может быть рекомендована к практическому внедрению при возделывании этой культуры в Среднем Поволжье.

В засушливые годы комплексное применение предпосевной обработки семян и опрыскивания посевов ячменя фунгицидом Амистар Экстра против сетчатой пятнистости повышает эффективность приема в опыте с обработкой семян КВЧ-излучением на 12-45, импульсным магнитным полем - 12-28, Ага-том-25К - 32-38, Дивидендом Стар - 18-28%, по сравнению с этими же вариантами опыта, но без применения Амистара Экстра.

В наиболее уязвимой для корневых гнилей фазе всходов распространенность и интенсивность развития болезни зависит прежде всего от качества посевного материала, наличия и обилия инфекции в пахотном слое почвы, метеоусловий года и предпосевной обработки семян, а в фазе восковой спелости в основном от двух последних условий и развития болезни в предшествующих фазах. Фитосанитарное состояние семян имело достоверное влияние на распространенность и развитие корневых гнилей в фазе всходов ячменя с коэффициентом корреляции 0,617-0,635, в фазе восковой спелости значимых корреляционных связей между этими показателями не выявлено.

Максимальная распространенность и интенсивность развития корневых гнилей в контроле в фазах всходов (37,8 и 21,0%, соответственно) и восковой спелости (63,8 и 27,7%) отмечена в засушливом 2009 г. с некондиционным, наиболее зараженным спорами возбудителей корневых гнилей (73%) посевным материалом (табл. 3).

В острозасушливом 2010 г. и в благоприятном по метеоусловиям 2011 г. (с высококачественным посевным материалом) в фазе всходов показатели распространенности и интенсивности развития корневых гнилей отличались незначительно с их несколько более высокими значениями в 2010 г. (18,6 и 6,6%, • соответственно). В фазе восковой спелости в 2011 г. (46,0 и 19,2%), несмотря на то, что в 2010 г. 65, а в 2011 г. лишь 5% посевных семян содержали на своей поверхности споры возбудителей корневых гнилей.

На протяжении всего периода вегетации ячменя во всех вариантах опыта наибольшая эффективность предпосевной обработки семян против корневых гнилей отмечена в наиболее благоприятном для развития ячменя 2011 г. с высококачественным посевным материалом, которая составила в фазе всходов 5662, а в фазе восковой спелости 35-38%. В 2009 г. с некондиционным посевным материалом предпосевная обработка семян сдерживала развитие корневых гнилей лишь в фазе всходов, а к фазе восковой спелости опытные растения оказались даже более пораженными корневыми гнилями, чем контрольные.

В среднем, наилучшие показатели в защите ячменя от корневых гнилей отмечены в варианте с предпосевной обработкой семян системным фунгицидом Дивиденд Стар с эффективностью 80-89% в фазе всходов и 23-24% в фазе восковой спелости. В фазе всходов сравнительно высокая эффективность против корневых гнилей наблюдалась в вариантах КВЧ и ИМП+Агат-25К+Круйзер

(30-35%), а в фазе восковой спелости - ИМП+Агат-25К+Круйзер (10-13%). К практическому внедрению в защите ячменя от корневых гнилей может быть рекомендована предпосевная обработка семян Дивидендом Стар и импульсным магнитным полем в комплексе с биопрепаратом Агат-25К.

Таблица 3. - Влияние предпосевной обработки семян на устойчивость ячменя сорта Поволжский 65 к корневым гнилям (Fusarium graminearum, Bi-polaris sorokiniana (Helminthosporium sativum) (контроль — %, опыт — отклонение от контроля, %)

№ п/п Варианты опыта 2009 г. 2010 г. 2011г. среднее

р- 1 И Р 1 И Р 1 И Р 1 И

Фаза всходов

1 Контроль 37,8 21,0 18,6 6,6 17,3 5,8 24,6 ПД

2 КВЧ -13,5 -16,7 -42,5 -39,8 -65,3 -68,4 -32,9 -30,5

3 ИМП +20,6 -15,7 -50,0 -59,8 -57,8 -65,7 -15,9 -33,4

4 Агат-25К -4,8 -11,0 +11,3 +35,3 -38,2 -51,5 -8,5 -14,2

5 Дивиденд Стар -63,0 -82,4 -96,2 -97,4 100,0 ■100,0 -80,1 -88,5

6 ИМП+Агат-25К+Круйзер -7,4 -21,4 -85,5 -85,0 -19,1 -22,2 -30,1 -34,6

HCPoS 1,08 0,93 1,91 0,68 1,29 0,46

Фаза восковой спелости

1 Контроль 63,8 27,7 33,3 15,8 46,0 19,2 47,8 20,9

2 КВЧ +9,7 +64,9 +8,1 -14,6 -29,1 -28,1 -3,3 +6,8

3 ИМП +8,5 +65,5 +6,0 +29,7 -30,4 -30,7 -4,8 +19,3

4 Агат-25К -22,6 +32,8 0,0 -15,8 -24,8 -19,3 -18,2 -1,1

5 Дивиденд Стар -7,2 +36,2 +6,0 -28,5 -65,2 -75,5 -23,0 -23,9

6 ИМП+Агат-25К+Круйзер -4,7 +44,6 -9,9 -36,7 -24,8 -35,9 -12,6 -9,7

НСР„5 1,87 1,00 1,47 0,69 1,09 0,92

* Р — распространённость (%), И - интенсивность поражения (%). ';

Пораженность семян ячменя «черным зародышем» не превышала 2-3% и в наибольшей степени снижалась в вариантах с предпосевной обработкой семян электромагнитными волнами КВЧ-диапазона и Агатом-25К, соответственно на 35-66 и 10-71%, по сравнению с контролем, с наиболее высокой эффективностью в засушливые годы. Однако, на фоне опрыскивания вегетирующих растений фунгицидом Амистар Экстра высокая эффективность всех исследованных приемов предпосевной обработки семян отмечена в благоприятном для развития ячменя 2011 г. с максимумом в опыте с Дивидендом Стар и ИМП+Агат-25К+Круйзер, когда она возрастала соответственно на 64-84 и 5070%, по сравнению с контролем.

Внутристеблевые вредители (личинки шведских мух и стеблевых блошек) повреждают в основном придаточные стебли ячменя, особенно в острозасушливые (37%) и засушливые (28%) годы. В благоприятном для развития 2011 г. поврежденность ими побегов снижалась до 20%. Эффективность предпосевной обработки семян против внутристеблевых вредителей в засушливые годы составляла в среднем 28,5 (2010 г.) - 33,6 % (2009 г.). В благоприятном для развития ячменя 2011 г. поврежденность побегов ячменя внутристеблевыми вредителями в вариантах с предпосевной обработкой семян, напротив, увеличивалась, по сравнению с контролем, в среднем на 23,5%. Наибольшие показатели эффективности в защите ячменя от внутристеблевых вредителей отмечены в вариантах с предпосевной обработкой семян импульсным магнитным полем и Агатом-25К. Влияние импульсного магнитного поля на внутристеблевых вредителей ячменя изучено впервые и может быть рекомендовано к внедрению в практику.

Полосатая хлебная блошка относится к первостепенным вредителям ячменя и других злаковых культур в фазе всходов. Ежегодно практически все всходы ячменя повреждены этим вредителем в той или иной степени. К важным показателям вредоносности этого вредителя относится выраженная в % степень повреждения жуками листовой поверхности культуры, которая более высокая в засушливые годы и снижалась от 27% в острозасушливом 2010 г. до 5% в благоприятном для развития ячменя 2011 г. Все исследованные приемы предпосевной обработки семян снижали степень повреждения листьев ячменя полосатой блошкой с максимальной эффективностью (64-89%) в варианте с системным инсектицидом Круйзер, который может быть рекомендован в защите ячменя от полосатой блошки.

5. Влияние предпосевной обработки семян на водный режим растений и химический состав обработанного зерна ячменя

Под влиянием стрессовых факторов (засуха, болезни) общая оводнен-ность и водоудерживающая способность ячменя уменьшаются, а содержание подвижной влаги увеличивается. В благоприятном для развития ячменя 2011 г. в фазе трубкования общая оводненность листьев ячменя составляла 81, водоудерживающая способность — 65, а подвижная влага - 16%, а в засушливые 2009-2010 гг., соответственно, 72-73, 29-49 и 25-43%. Наиболее неблагоприятные показатели водного режима растений ячменя отмечены в засушливом 2009 г. (с некондиционным посевным материалом) со значительным поражением ячменя сетчатой пятнистостью и корневыми гнилями. При этом предпосевная обработка семян в 2009 г. ухудшала показатели водного режима растений или почти не оказывала на них влияния, по сравнению с контролем. В 2010 и 2011 гг. (с высококачественным посевным материалом) в фазы молочной (2011 г.), молочной и восковой спелости (2010 г.) наблюдалось отчетливое положительное влияние предпосевной обработки семян на показатели водного режима: увеличение общей оводненности тканей в среднем на 5-6, водоудерживающей

способности на 9-19 и снижение содержания подвижной влаги на 16-18%, что способствовало некоторому возрастанию продолжительности периода вегетации растений и накоплению питательных веществ (табл. 4).

В 2009 г. заметное положительное влияние на водный режим растений отмечено лишь в фазе трубкования в опыте с обработкой семян электромагнитным излучением КВЧ-диапазона, в острозасушливом 2010 г. - в фазе кущения в опыте с Агатом-25К. В благоприятном для развития ячменя 2011 г. в фазе молочной спелости во всех вариантах опыта наблюдалось улучшение водного режима растений; в фазе трубкования наибольшая эффективность была в опыте с импульсным магнитным полем + Агатом-25К; в фазе молочной и восковой спелости - в опыте с КВЧ-облучением семян. К внедрению в практику для улучшения водного режима растений ячменя, повышения их устойчивости к стрессовым факторам рекомендуется предпосевная обработка семян излучением КВЧ-диапазона.

Таблица 4. - Параметры водного режима листьев растений ячменя сорта Поволжский 65, пораженных сетчатой пятнистостью (контроль - %, опыт — отклонение от контроля, %)

№ п/ п Варианты опыта Фаза молочной спелости, 29.06 Фаза восковой спелости, 09.07

О.О.* В.С. П.В. О.О. В.С. П.В.

2010 г.

1 Контроль 62,7 36,1 26,6 57,2 33,5 23,7

2 КВЧ +2,0 -1,1 +6,4 -3,5 +3,9 -13,9

3 ИМП +0,2 +3,6 -4,5 -1,6 +6,0 -12,2

4 Агат-25К -2,7 -2,0 -2,6 -0,2 -0,6 +0,4

5 Дивиденд Стар 0,0 -2,8 +3,8 -4,0 +0,6 -10,5

6 ИМП+Агат-25К+ Круйзер +3,8 -2,8 +12,8 +1,2 +3,0 -1,3

2011г.

1 Контроль 78,0 50,5 27,5 68,6 41,3 27,3

2 КВЧ -5,3 +0,4 -15,6 +1,6 +9,0 -12,8

3 ИМП -1,5 +7,5 -17,8 -0,2 +1,9 -3,3

4 Агат-25К -2,2 +5,9 -17,1 -0,2 +13,6 -20,8

5 Дивиденд Стар +1,0 +15,8 -26,2 -0,8 +8,2 -14,3

6 ИМП+Агат-25К+ Круйзер -1,7 +11,9 -26,5 -1,5 +0,5 -4,8

*0.0. - общая оводненность; B.C. - водоудерживающая способность; П.В. -«подвижная» влага.

Импульсное магнитное поле и Агат-25К способствуют усилению дыхания зерна, снижению в нем легкодоступных питательных веществ для зародыша, в

связи с этим не рекомендуется заблаговременная обработка ими семян ячменя (табл. 5).

Таблица 5. - Влияние предпосевных обработок на химический состав зерна ячменя сорта Поволжский 65 через три недели после его обработки (25 мая 2011 г.) (контроль — %, опыт - отклонение от контроля, %)

Варианты опыта Показатели, %

Влага Сырой протеин Сахар Крахмал

Контроль 9,5 13,1 1,5 49,9

КВЧ +0,6 +2,8 +2,6 -0,4

ИМП +2,6 +3,9 -3,9 -8,1

Агат-25К +3,2 +2,1 -3,9 -6,3

ИМП+Агат-25К+Круйзер -5,3 +5,5 +3,3 -1,3

В среднем +0,3 +3,6 -0,5 -4,0

* обработка семян - 3 мая 2011 г.

6. Влияние предпосевной обработки семян на структуру урожайности и эффективность возделывания ячменя В контроле (без применения предпосевной обработки семян) среди элементов структуры урожайности ячменя наибольшие показатели густоты стояния, сохранности растений, количества продуктивных стеблей отмечены в засушливом 2009 г., а продуктивной кустистости, числа и массы зерен в колосе, массы 1000 зерен, урожайности - в благоприятном для развития ячменя 2011 г. Минимальные значения количества продуктивных стеблей, массы зерен в колосе, массы 1000 зерен и урожайности были в острозасушливом 2010 г., а числа зерен в колосе — в засушливом 2009 г. Чем выше была густота стояния и сохранность растений ячменя, тем меньше их продуктивная кустистость с коэффициентом корреляции -0,507. Наиболее значительное положительное влияние на продуктивную кустистость ячменя оказала сумма осадков в апреле-мае с коэффициентом корреляции 0,942. У количества продуктивных стеблей установлены наиболее тесные положительные связи с суммой осадков в мае-июне, массы 1000 зерен — в апреле-июне, числа и массы зерен в колосе и урожайности - в апреле-мае с коэффициентами корреляции, соответственно 0,660, 0,907, 0,716,0,999 и 0,989.

Интенсивность развития сетчатой пятнистости листьев в фазу выхода в трубку за годы исследований была невысокой (1,2-3,9%), ее влияние в наибольшей степени проявилось в снижении количества продуктивных стеблей ячменя с коэффициентом корреляции -0,990, массы 1000 зерен (-0,381). Корреляционный анализ между развитием корневых гнилей и элементами структуры урожайности ячменя показал, что чем раньше начиналось поражение растений

этим заболеванием, тем выше была его вредоносность. Коэффициент корреляции между развитием корневых гнилей в фазе всходов и числом зерен в колосе составил -0,918, массой зерен в колосе - -0,410, урожайностью - -0,240. Пора-женность растений ячменя возбудителями «черного зародыша», прежде всего грибами Alternaría tenuis, способствовала снижению числа и массы зерен в колосе, урожайности с коэффициентами корреляции, соответственно -0,977, -0,580 и -0,424. Более высокой вредоносностью отличались внутристеблевые вредители, представленные личинками злаковых мух и стеблевых блошек. Коэффициент корреляции между количеством поврежденных внутристеблевыми вредителями побегов ячменя и числом зерен в колосе составил -0,396, массой зерен в колосе - -0,913, массой 1000 зерен - -0,970, урожайностью - -0,971.

В засушливые годы (2009, 2010 гг.) предпосевная обработка семян импульсным магнитным полем и Агатом-25К способствовала увеличению густоты стояния и сохранности растений, соответственно на 22-25 и 5-12%, но снижала их продуктивную кустистость на 8-32%. В благоприятном 2011 г. предпосевная обработка семян оказала менее значительное влияние на густоту стояния и сохранность растений, чем в сухие годы, с наилучшими показателями в опыте с КВЧ-излучением, где густота стояния увеличивалась на 12%, и Агатом-25К, где сохранность растений возрастала на 4,5%, по сравнению с контролем. В благоприятном 2011 г. во всех вариантах опыта возрастала продуктивная кустистость растений, особенно в опыте с Дивидендом Стар (на 24%) и импульсным магнитным полем (на 19%), по сравнению с контролем, что необходимо учитывать при составлении прогнозов эффективности предпосевной обработки семян.

Влияние предпосевной обработки семян на количество продуктивных стеблей, число и массу зерен в колосе, массу 1000 зерен и урожайность в среднем возрастало от острозасушливого 2010 г. к сравнительно благоприятному 2011 г. В острозасушливом 2010 г. в опытах с предпосевной обработкой семян количество продуктивных стеблей в большинстве вариантов уменьшалось, по сравнению с контролем, особенно в варианте ИМП+Агат-25К+Круйзер (на 19%). Однако в засушливом 2009 г. при обработке семян импульсным магнитным полем число продуктивных стеблей возросло на 15%, а в благоприятном 2011 г. высокий положительный эффект получен во всех вариантах опыта с увеличением количества продуктивных побегов на 20-24%, за исключением варианта с Дивидендом Стар (около 2%). Число зерен в колосе увеличивалось в засушливые 2009-2010 гг. в опыте с Агатом-25К на 11-22%, а в благоприятном 2011 г. при обработке семян КВЧ-излучением - на 20, импульсным магнитным полем - на 12%. Во все годы исследований увеличению массы зерен в колосе на 17-19% способствовала комбинированная предпосевная обработка семян (ИМП+Агат-25К+Круйзер), в острозасушливом 2010 г. этот показатель структуры урожайности ячменя возрастал также на 15% в варианте с Дивидендом Стар, а в благоприятном 2011 г., соответственно на 18 и 21% в вариантах с КВЧ-излучением и импульсным магнитным полем. Заметное увеличение массы

1000 зерен наблюдалось в 2010 г. в варианте с Дивидендом Стар (на 9%) и в 2011 г. - с Дивидендом Стар (на 12%) и импульсным магнитным полем (на 9%).

В целом, наибольшая прибавка урожайности зерна ячменя в острозасушливом 2010 г. отмечена в опыте с предпосевной обработкой семян Дивидендом Стар (на 16%), засушливом 2009 г. — импульсным магнитным полем (28), Ага-том-25К (на 24%), а в благоприятном 2011 г. - с КВЧ-облучением (28) и импульсным магнитным полем (21%). Иными словами, в экстремальных засушливых условиях наиболее эффективна в повышении урожайности зерна предпосевная обработка семян химическими протравителями. Чем более благоприятны условия увлажнения и произрастания культуры, тем выше эффективность биологических и особенно физических методов предпосевной обработки семян (табл. 6).

Однократное опрыскивание посевов ячменя Амистаром Экстра против сетчатой пятнистости не оказало достоверного влияния на показатели густоты стояния, сохранности, продуктивной кустистости растений, числа зерен в колосе, так как проводилось в сравнительно поздние сроки органогенеза культуры.

Таблица 6. - Влияние предпосевной обработки семян на урожайность ячменя сорта Поволжский 65 (контроль — т/га, опыт — отклонение от контроля, %)

№ п/п Варианты опыта 2009 г. 2010 г. 2011 г. Среднее

1 Контроль 2,08 1,64 2,98 2,23

2 КВЧ -3,8 -1,8 +27,9 +10,8

3 ИМП +28,4 +2,4 +20,8 +14,3

4 Агат -25К +23,6 -2,4 +11,4 +11,7

5 Дивиденд Стар +4,3 +16,5 0,0 +5,8

6 ИМП+Агат-25К+Круйзер +13,9 -5,5 +17,1 +10,8

НСР„5 0,11 0,16 0,22

Однако установлено достоверное положительное влияние сочетания предпосевной обработки семян с опрыскиванием посевов ячменя Амистаром Экстра на массу зерна в колосе, массу 1000 зерен и урожайность зерна в целом, особенно в засушливые годы. Вероятно, это связано, кроме фунгицидного, с физиологическим действием- этого препарата, который повышает эффективность использования воды растением; улучшает его фотоассимиляцию; оптимизирует азотный обмен; продлевает вегетацию. В острозасушливом 2010 г. в опыте с предпосевной обработкой семян и опрыскиванием посевов Амистаром Экстра масса зерна в колосе в опыте с КВЧ-облучением возрастала на 28, импульсным магнитным полем - 12, ИМП+Агат-25К+Круйзер - 10%; масса 1000 зерен, соответственно на 21, 16 и 15%, урожайность зерна — на 22, 9 и 18%, по сравнению с предпосевной обработкой семян без применения Амистара Экстра.

Наивысший показатель уровня рентабельности возделывания ячменя (%) отмечен в варианте с обработкой семян импульсным магнитным полем (95,2), немного меньше он (90,4) - в варианте с Агат-25К, а также при облучении электромагнитными волнами КВЧ -диапазона и в варианте с комбинированной обработкой семян (83,4).

ВЫВОДЫ

1. При обработке семян ячменя импульсным магнитным полем наиболее эффективны его параметры с энергией импульса - 4,7 кДж, числом импульсов (п) - 5, при длительности импульса - 15-20 мкс. Чем ниже посевные качества семян, тем выше положительное влияние их предпосевной обработки физическими методами в повышении энергии прорастания и лабораторной всхожести и ниже - регулятором роста Агат-25К и химическими протравителями.

2. Предпосевная обработка семян ячменя электромагнитными волнами КВЧ-диапазона наиболее устойчиво и эффективно сдерживала развитие сетчатой пятнистости ячменя. В засушливые годы комплексное применение предпосевной обработки семян и опрыскивания посевов ячменя фунгицидом Амистар Экстра против сетчатой пятнистости повышает эффективность приема на 1245%.

3. В фазе всходов распространенность и интенсивность развития корневых гнилей зависит, прежде всего, от качества посевного материала, наличия и обилия инфекции в пахотном слое почвы, метеоусловий года и предпосевной обработки семян, а в фазе восковой спелости в основном от двух последних условий и развития болезни в предшествующих фазах. На протяжении всего периода вегетации ячменя во всех вариантах опыта наибольшая эффективность предпосевной обработки семян против корневых гнилей отмечена в наиболее благоприятном для развития ячменя 2011 г. В среднем, наилучшие показатели в защите ячменя от корневых гнилей отмечены в варианте с предпосевной обработкой семян системным фунгицидом Дивиденд Стар, а также импульсным магнитным полем в комплексе с биопрепаратом Агат-25К.

4. Пораженность семян ячменя «черным зародышем» в наибольшей степени снижалась в вариантах с предпосевной обработкой семян электромагнитными волнами КВЧ-диапазона и Агатом-25К, с наиболее высокой эффективностью в засушливые годы.

5. Внутристеблевые вредители (личинки шведских мух и стеблевых блошек) повреждают в основном придаточные стебли ячменя, особенно в острозасушливые (37%) и засушливые (28%) годы. Наибольшие показатели эффективности в защите ячменя от внутристеблевых вредителей отмечены в вариантах с предпосевной обработкой семян импульсным магнитным полем и Агатом-25К, особенно в засушливые годы.

6. Все исследованные приемы предпосевной обработки семян снижали степень повреждения полосатой блошкой листьев ячменя (64-89%) с максимальной эффективностью в варианте с системным инсектицидом Круйзер.

7. Под влиянием стрессовых факторов (засуха, болезни) общая оводнен-ность и водоудерживающая способность ячменя уменьшаются, а содержание подвижной влаги увеличивается. Предпосевная обработка семян способствовала увеличению общей оводненности тканей в среднем на 5-6, водоудерживаю-щей способности на 9-19 и снижению содержания подвижной влаги на 16-18%, увеличению продолжительности периода вегетации растений и дополнительному накоплению питательных веществ.

8. Предпосевная обработка семян ячменя импульсным магнитным полем и Агатом-25К за 3 недели и более до посева способствуют усилению дыхания зерна, снижению в нем легкодоступных питательных веществ для зародыша в предпосевной период.

9. Интенсивность развития сетчатой пятнистости листьев в наибольшей степени снижала количество продуктивных стеблей ячменя и массы 1000 зерен. Чем раньше начиналось поражение растений корневыми гнилями, тем выше была их вредоносность. Пораженность растений ячменя корневыми гнилями, возбудителями «черного зародыша», прежде всего грибами Alternaría tenuis, способствовала снижению числа и массы зерен в колосе, урожайности зерна. Высокой вредоносностью отличались внутристеблевые вредители, представленные личинками злаковых мух и стеблевых блошек и снижавшие число и массу зерен в колосе, массу 1000 зерен, урожайность зерна.

10. В засушливые годы (2009, 2010 гг.) предпосевная обработка семян импульсным магнитным полем и Агатом-25К способствовала увеличению густоты стояния и сохранности растений; в благоприятном 2011 г. во всех вариантах опыта возрастала продуктивная кустистость растений, особенно в опыте с Дивидендом Стар (на 24%) и импульсным магнитным полем (на 19%). Влияние предпосевной обработки семян на количество продуктивных стеблей, число и массу зерен в колосе, массу 1000 зерен и урожайность в среднем возрастало от острозасушливого 2010 г. к сравнительно благоприятному 2011 г. Наибольшая прибавка урожайности зерна ячменя в острозасушливом 2010 г. отмечена в опыте с предпосевной обработкой семян Дивидендом Стар (на 16%), засушливом 2009 г. - импульсным магнитным полем (28), Агатом-25К (на 24%), а в благоприятном 2011 г. - с КВЧ-облучением (28) и импульсным магнитным полем (21%). Установлено достоверное положительное влияние сочетания предпосевной обработки семян с опрыскиванием посевов ячменя фунгицидом Ами-стар Экстра на массу зерна в колосе, массу 1000 зерен и урожайность зерна в целом, особенно в засушливые годы.

11. Наивысший уровень рентабельности возделывания ячменя (%) отмечен в варианте с предпосевной обработкой семян импульсным магнитным полем (95,2).

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. В Среднем Поволжье против сетчатой пятнистости, а также для улучшения водного режима растений ячменя, повышения их устойчивости к стрессовым факторам может быть рекомендована к практическому внедрению пред-

посевная обработка семян ячменя электромагнитными волнами КВЧ-диапазона; корневых гнилей - протравителем Дивиденд Стар и импульсным магнитным полем в комплексе с биопрепаратом Агат-25К; против внутристеб-левых вредителей - импульсным магнитным полем, полосатой хлебной блошки — системным инсектицидом Круйзер.

2. Не рекомендуется заблаговременная (ранее 3-4 недель) обработка семян ячменя импульсным магнитным полем и Агатом-25К, способствующим усилению дыхания зерна, приводящая к снижению в нем легкодоступных питательных веществ для зародыша в предпосевной период.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Влияние различных режимов предпосевной обработки семян ячменя на устойчивость растений к некоторым заболеваниям / Т.С. Нижарадзе, Е.А. Меньшова // Иммунопатология, Аллергология, Инфектология. - 2010. - №1. - С. 94 - 95.

2. Сравнительное изучение режимов предпосевного облучения семян ячменя электромагнитными волнами КВЧ-диапазона / Е.А. Меньшова // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. - 2010. - №4. - С. 24-26.

3. Влияние предпосевной обработки семян на параметры водного режима листьев пшеницы и ячменя / Е.А. Меньшова, А.И. Соколова, Т.С. Нижарадзе // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2012. - №7(93). - С. 13-16.

4. Влияние предпосевной обработай семян ячменя на его устойчивость к болезням и урожайность / Е.А. Меньшова, Т.С. Нижарадзе // Известия Самарского научного центра РАН. - 2012,- том 14. - №5. - С. 241-244.

Публикации в других изданиях

5. Эффективность предпосевной обработки семян в защите зерновых колосовых от корневых гнилей / Е.А. Меньшова, А.И. Соколова, Т.С. Нижарадзе // Современная микология в России. Материалы III съезда микологов России. М.: Национальная академия микологии. - 2012. - том 3. — С. 299.

6. Сравнительная оценка влияния физических, химических и биологических методов предпосевной обработки семян на устойчивость к болезням, развитие и продуктивность зерновых культур в лесостепи Среднего Поволжья. 4.1: отчет о НИР (промежуточный) / ВНТИЦентр. ОЦ02604И5В; рук. Нижарадзе Т.С.; исполн.: Меньшова Е.А., Соколова А.И., Фирсов А.В. - М.: ВНИЦИОАСУ, 2010. - 55 с. - № ГР 01.200965475. - Инв. № 02.201153086.

7. Сравнительная оценка влияния физических, химических и биологических методов предпосевной обработки семян на устойчивость к болезням, развитие и продуктивность зерновых культур в лесостепи Среднего Поволжья. 4.1: отчет о НИР (промежуточный) / ВНТИЦентр. ОЦ02604И5В; рук. Нижарадзе Т.С.; исполн.: Меньшова Е.А., Соколова А.И. - М.: ВНИЦИОАСУ, 2011. - 48 с. - № ГР 01.200965475. - Инв. № 02.201252364.

8. Сравнительная оценка влияния физических, химических и биологических методов предпосевной обработки семян на устойчивость к болезням, развитие и продуктивность зерновых культур в лесостепи Среднего Поволжья. 4.1: отчёт о НИР (промежуточный) / ВНТИЦентр. (Щ02604И5В; рук. Нижарадзе Т.С.; ис-полн.: Меньшова Е.А. - М.: ВНИЦИОАСУ, 2012. - 44 е.- № ГР 01.200965475. -Инв. № 02201352395.

ЛР № 020444 от 10.03.98 г. Подписано в печать 01.10.2013. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная Усл. печ. л.1

Заказ 339 тираж 100 «

Редакционно-издательский центр Самарской ГСХА 446442, Самарская обл., п.г.т. Усть-Кинельский, ул. Учебная 2

Тел.: (84663) 46-2-44,46-2-47 Факс 46-2-44 E-mail: ssaariz@ mail.ru

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Меньшова, Елена Александровна, Киналь

ФГБОУ ВПО «САМАРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

На правах рукописи

04201365842

Меньшова Елена Александровна

Применение физического метода в защите ячменя от болезней и вредителей в лесостепи Среднего Поволжья

06.01.07 - защита растений

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор В.Г. Каплин

Кинель 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

С.

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

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ВЛИЯНИЮ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЯЧМЕНЯ НА УСТОЙЧИВОСТЬ К БОЛЕЗНЯМ, ВРЕДИТЕЛЯМ И

7

УРОЖАЙНОСТЬ...........................................................

1.1. Физические методы предпосевной обработки семян............... И

1.2. Фитосанитарное состояние посевов ячменя в Поволжье и в Самарской области.......................................................... 22

2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ ... 29

2.1. Климат, почвы и растительность.......................................... 29

2.2. Метеоусловия в годы исследований...................................... 34

2.3. Агротехника опытного поля............................................... 38

2.4. Методика проведения исследований..................................... 39

3. ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН НА ПОСЕВНЫЕ КАЧЕСТВА И РОСТ ЯЧМЕНЯ......................... 55

3.1. Определение оптимального режима обработки семян ячменя физическими методами воздействия....................................

3.2. Влияние предпосевной обработки семян ячменя на их посевные качества...........................................................

3.3. Влияние предпосевной обработки семян на рост растений......... 65

4. ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН НА ПОРАЖЁННОСТЬ ЯЧМЕНЯ БОЛЕЗНЯМИ И ПОВРЕЖДЁННОСТЬ ВРЕДИТЕЛЯМИ............................... 69

4.1. Сетчатая пятнистость {БгескзЫга гегев)................................. 71

4.2. Корневые гнили.............................................................. 75

4.3. «Чёрный зародыш»......................................................... 78

4.4. Внутристеблевые вредители.............................................. 81

5. ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН НА

Г'

ВОДНЫЙ РЕЖИМ РАСТЕНИЙ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ

ОБРАБОТАННОГО ЗЕРНА ЯЧМЕНЯ.................................. 89

6. ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН НА СТРУКТУРУ УРОЖАЙНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ

ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯЧМЕНЯ..................................................... 100

6.1. Экономическая эффективность методов предпосевной

обработки семян ярового ячменя............................................. 115

ВЫВОДЫ...................................................................... 118

ПРАКТИЧЕСКЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.................................... 121

Список литературы........................................................... 122

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Ячмень - одна из наиболее древних сельскохозяйственных культур. В России, где ячмень выращивают практически повсеместно, он занимает второе место по объему производства после пшеницы. По производству ячменя Россия занимает пятое место в мире. По мировой классификации ячмень - кормовая культура. В наибольших объемах его используют как ценный концентрированный корм для домашних животных, в частности, для свиноводства и птицеводства. Он является также основным сырьем для пивоваренной промышленности, широко используется для продовольственных и технических целей. Из зерна ячменя вырабатывают перловую и ячневую крупы, ячменную муку, добавляемую к пшеничной при выпечке специальных сортов хлеба.

В Самарской области посевные площади ячменя составляют около 300 тыс. га. Однако урожайность его зерна остается на низком уровне и не превышает в среднем 10-11 ц/га. К основным причинам низкой урожайности ячменя относятся недостаток в период вегетации осадков, минеральных удобрений, возбудители болезней и вредители (Макеева и др., 2007). В защите ячменя и других зерновых культур от болезней и вредителей к одним из эффективных и экономически наиболее обоснованных приемов относится предпосевная обработка семян. В связи с этим поиски и внедрение в производство наиболее эффективных и экологически безопасных приемов предпосевной обработки семян несомненно актуальны.

Цель исследований - оценить эффективность предпосевной обработки семян ячменя импульсным магнитным полем и электромагнитным излучением в подавлении фитопатогенов и фитофагов.

Задачи исследований:

1. Выявить оптимальные параметры предпосевной обработки семян ячменя импульсным магнитным полем (ИМП).

2. Установить влияние предпосевной обработки семян ИМП и электромагнитным излучением в сравнении с химическим и биологическим методами на посевные качества семян и фитосанитарное состояние посевов.

3. Изучить влияние предпосевной обработки семян физическими методами в сочетании с опрыскиванием посевов фунгицидом на поражаемость ячменя болезнями, повреждаемость вредителями и его урожайность.

4. Дать оценку экономической эффективности применения физического метода, в сравнении с химическим и биологическим, при возделывании ячменя.

Научная новизна. Впервые определены оптимальные параметры импульсного магнитного поля для предпосевной обработки семян ячменя, а также эффективность электромагнитного излучения и комбинированного воздействием (ИМП+Агат-25К+системный инсектицид Круйзер) для защиты ячменя от грибных болезней и вредителей.

Практическая значимость результатов исследований. Основные положения работы, ее результаты и выводы вносят существенный вклад в разработку региональной, экологически и экономически обоснованной интегрированной защиты ячменя от болезней и вредителей. Даны практические рекомендации по применению предпосевной обработки семян ячменя против сетчатой пятнистости, корневых гнилей, внутристеблевых вредителей, полосатой хлебной блошки, а также, повышения устойчивости растений к стрессовым факторам.

Положения, выносимые на защиту:

1. Оптимальные параметры импульсного магнитного поля для предпосевной обработки семян ячменя.

2. Влияние предпосевной обработки семян импульсным магнитным полем и электромагнитным излучением на фитосанитарное состояние посевов и урожайности ячменя.

Апробация результатов.

Материалы исследований были доложены на межвузовской научно-практической конференции «Аграрная наука — сельскому хозяйству» (Самара, 2010); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 145-летию РГАУ-МСХА им. К. А. Тимирязева «Адаптация сельского хозяйства России к меняющимся погодно-климатическим условиям» (Москва, 2010); Третьем Съезде Микологов России (Москва, 2012).

По теме диссертации опубликовано 8 работ, из них 4 статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Диссертация содержит фактический материал, полученный автором в 2009-2011 гг. Помощь в закладке опытов, проведении учетов болезней оказали: от Самарской ГСХА - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры химии и защиты растений А.Б. Кошелева, кандидат биологических наук, доцент кафедры физики Т.С. Нижарадзе; от Поволжского НИИ селекции и семеноводства им. П.Н. Константинова - кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник лаборатории селекции и семеноводства зернофуражных культур Н.В. Санина. Обработка и анализ собранного материала выполнены автором самостоятельно.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ВЛИЯНИЮ

ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЯЧМЕНЯ НА УСТОЙЧИВОСТЬ К БОЛЕЗНЯМ, ВРЕДИТЕЛЯМ И УРОЖАЙНОСТЬ

Надёжная защита сельскохозяйственных культур может быть достигнута только при применении интегрированной защиты посевов. В её основу положены принципы фитосанитарной оптимизации растениеводства - использование всех методов борьбы с предпочтительным применением нехимических, с учётом экономических порогов вредоносности на базе фитосанитарного мониторинга вредных организмов (Ченкин, 1990).

К концу XX века в России была разработана концепция фитосанитарной оптимизации растениеводства. Это обусловлено тем, что пестициды наряду с преимуществами (например, быстрое и резкое снижение численности вредных организмов, широкий спектр действия) обладают существенными недостатками, такими как накопление остатков химикатов в сельскохозяйственной продукции, высокая токсичность отдельных препаратов для теплокровных, загрязнение окружающей среды (водоёмов, почвы, воздуха), гибель нецелевых объектов (полезных насекомых, животных, рыб, птиц) и др. (Кошелева, Нижарадзе, 2008).

Применение фунгицидов. Наиболее эффективный подход к защите семенного материала - применение протравителей по результатам фитоэкспертизы (Семынина, 2012). В настоящее время сельхозтоваропроизводителям предлагается большой выбор химических препаратов с высокой биологической эффективностью против головнёвых болезней, плесневения семян, корневых гнилей различной этиологии, пятнистостей листьев, ржавчины. Современные фунгициды достаточно универсальны по своему действию на разные виды возбудителей, особенно 2-3-компонентные препараты. Автором отмечено, что даже в случае начавшегося эпифитотийного развития болезни, проведённая фунгицидом обработка не только сдерживает развитие заболевания, но и позволяет

растениям сформировать новые листья и определённый урожай. Однако применять их всё-таки следует на основании данных фитоэкспертизы семян и мониторинга посевов.

Современные системные и комбинированные препараты, обладающие широким спектром действия, позволяют полностью уничтожать патогенную инфекцию на семенах и защищать проростки от почвенной инфекции на ранних этапах развития растений в течение 30-35 дней после посева (Лавринова, 2011). При выборе протравителя следует исходить из того, что препарат должен воздействовать на комплекс возбудителей различных болезней, передающихся семенами. Поверхностную инфекцию, в том числе твёрдой головни, эффективно уничтожают практически все виды зарегистрированных протравителей. В отношении возбудителей пыльной головни ярового ячменя наибольшую биологическую эффективность (близкую к 100%) проявляют препараты: дивиденд стар, агросил, раксил, раксил ультра, премис, премис двести, колфуго супер колор, комфорт, витавакс 200, витарос. Менее эффективен против головнёвых грибов на ячмене фундазол и совсем не эффективны биологические препараты (Лавринова, 2011). Дивиденд Стар обеспечивает более глубокое залегание узлов кущения, что повышает устойчивость и значительно снижает пораженность корневыми гнилями. Во время вегетации ячмень значительно поражается сетчатой, тёмно-бурой, полосатой пятнистостями, мучнистой росой, септориозом и другими заболеваниями. Протравливание семян практически не оказывает влияния на их развитие. Необходима обработка посевов фунгицидами.

Обязательным приёмом сохранения урожая следует считать предпосевное протравливание семян химическими фунгицидами. Эффективно также использование микробиологических препаратов и регуляторов роста, которые способны стимулировать иммунную систему и индуцировать неспецифическую устойчивость растений к болезням (Курылёва, 2012). Исследования показали, что наиболее эффективно снижали

распространение и развитие корневых гнилей химические фунгициды. Биологическая эффективность биопрепаратов в защите растений от корневых гнилей не превышала 48,3% (обработка Агатом-25К).

Химическую защиту должен заменить во всех случаях, где это возможно, биологический метод. Использование грибных, бактериальных и вирусных препаратов относится и к фундаментальным, и к оперативным способам воздействия на агроэкосистемы, обеспечивая экологически безопасную защиту растений от вредных организмов.

Регуляторы роста. Широкое применение регуляторов роста растений, которые обладают разносторонним спектром действия, способствует значительному снижению объемов применяемых средств защиты растений от вредителей и болезней. Учитывая, что некоторые препараты обладают значительным иммуностимулирующим действием, комплексное их применение совместно с фунгицидами дает основание для снижения норм расхода последних на 25-30%, что позволит получать экологически безопасную и более дешевую продукцию (Вакуленко, Шаповал, 1998,1999).

Кроме того, регуляторы роста способствуют уменьшению как генетических, так и функциональных нарушений клеточного деления, вызванного пролонгированным действием пестицидов. Обладая антистрессовыми свойствами, регуляторы роста повышают устойчивость растений к низким и высоким температурам, избытку и недостатку воды, засухе и заморозкам (Вакуленко, Шаповал, 2000, 2001).

Регуляторы роста (морфорегуляторы) рекомендуется применять для получения высоких и стабильных урожаев зерна ячменя. Они способствуют: сокращению длины междоузлий и высоты стебля, увеличению диаметра соломины и толщины ее стенок, вследствие чего растения ячменя становятся устойчивыми к полеганию. Помимо защиты от полегания, регуляторы роста влияют на процесс кущения растений. Они уменьшают апикальное доминирование главного стебля, формируется больше боковых стеблей,

которые равномерно развиты и мало отстают в росте от основного стебля, то есть обеспечивается синхронное кущение.

В результате проведённых исследований было установлено (Кудряшов, 1980), что предпосевная обработка семян овса регуляторами роста способствует интенсивному поглощению воды семенами на первых этапах прорастания, что оказывает влияние на активизацию физиолого-биохимических процессов и находит выражение в повышении их посевных качеств как в лабораторных, так и полевых условиях. В ряде работ отмечается повышение энергии прорастания, лабораторной и полевой всхожести различных сельскохозяйственных культур - озимой ржи, яровой и озимой пшеницы, ячменя, гороха (Костин, Офицеров, 1997; Исаичев, Хованская, 2000; Антонова, 2004).

Использование различных регуляторов роста не изменяет общей направленности водопоступления в семена, но увеличивает скорость, которая выражается в более раннем достижении пороговых уровней, необходимых для активизации метаболических процессов семени. Именно в результате метаболической регуляции происходит дальнейшее усиление всех активированных систем. В результате проведённых исследований было установлено (Карпова, 2008), что под действием регуляторов роста происходит увеличение активности амилолитических ферментов и фермента каталазы в течение всего периода измерений относительно контрольных данных. Синхронность происходящих процессов указывает на сохранение общей метаболической направленности в семенах, при повышении интенсивности гидролиза крахмала и процессов дыхательного окисления в вариантах с использованием регуляторов роста, что может иметь определённую экологическую значимость.

Биопрепараты. Начиная с 90-х годов, в ассортименте биофунгицидов широко стали применяться бактериальные препараты. Их доля от общего количества биопротравителей колеблется от 50 до 85,7%. Наиболее широко

и

для обработки семян используются планриз, агат-25К, фитоспорин, фитолавин.

Агат-25К содержит биологически активные вещества из проросших растений, сбалансированный набор стартовых доз 14 микроэлементов и 3 макроэлемента, бактерий Pseudomonas aureofaciens, штамм Н-16, обеспечивающих защитные свойства растений против грибных и бактериальных заболеваний и улучшение минерального питания.

1.1. Физические методы предпосевной обработки семян

Известны многочисленные и многолетние попытки замены химических методов обработки семян физическими методами. В значительной мере этому способствуют популярные идеи перехода к возделыванию сельскохозяйственных культур без пестицидов и агрохимикатов (Кошелева, Нижарадзе, 2008).

В литературе упоминается более двух десятков различных физических методов предпосевной обработки семян, которые стимулируют рост проростков, эффективны против патогенов, повышают урожай (Белов, 1999; Исмаилов,1987; Кудряшов, 1980; Кузин, 1974; Шкаликов, 2001). Среди них наиболее часто рекомендуются следующие предпосевные обработки семян: в электрическом поле постоянного тока, в электрическом поле переменного тока высокого напряжения, в электромагнитном поле низкой частоты, в высокотемпературной плазме, в магнитном поле; облучение семян инфракрасными (ИК), ультрафиолетовыми (УФ), гамма-лучами лучами и др.

Среди всего спектра электромагнитного излучения радиоволнового диапазона выраженным биологическим действием обладают сверхвысокочастотные (СВЧ) электромагнитные поля или микроволны, к которым относят практически весь диапазон волн, занимающий промежуточное положение между ультравысокочастотным и оптическим. Им соответствует частота колебаний от 3 * 109 до 3-1011 Гц. Именно в этом диапазоне выделяют непосредственно сверхвысокочастотное (v=3-109 - 3 • 1010

Гц) и крайневысокочастотное (КВЧ) (у=3-1010 - 3-Ю11 Гц) излучение (Кошелева, Нижарадзе, 2008).

Влияние электромагнитного излучения КВЧ-диапазона. Обзор экспериментальных данных по действию миллиметровых (ММ) волн на биологические объекты свидетельствует о возможности существования механизмов вза