Предпосевная подготовка семян как эффективный прием снижения вредоносности корневых гнилей и повышения продуктивности растений ячменя - Статья

Предпосевная подготовка семян как эффективный прием снижения вредоносности корневых гнилей и повышения продуктивности растений ячменя Изучено влияние предпосевной обработки семян ячменя биологически активными препаратами и градиентным магнитным полем на посевные качества семян, продуктивность и степень развития корневых гнилей. Установлено, что биологические препараты "Гуми", "Фитоспорин", "Альбит" и градиентное магнитное поле, используемые для предпосевной обработки семян ячменя, снижали степень развития корневых гнилей, способствовали повышению посевных качеств семян, повышали степень кущения и площадь листовой поверхности растений, что приводило к повышению урожайности ячменя.В сложившихся условиях диспаритета цен на основные средства производства (сельскохозяйственную технику, запасные части к ней, горюче-смазочные материалы, высококачественные семена, удобрения, средства защиты растений) и продукцию растениеводства система земледелия большинства сельскохозяйственных предприятий южной части Нечерноземной зоны характеризуется минимализацией обработки почвы и высокой насыщенностью севооборотов зерновыми культурами [1-3]. Это приводит к истощению почвы и накоплению в ней вредителей, возбудителей болезней, ухудшающих фитосанитарное состояние посевов зерновых культур [4-7]. Из совокупности инфекционных заболеваний зерновых культур, по данным различных исследований, первое место по распространению и вредоносности принадлежит корневым гнилям, которые вызываются, как правило, грибковой инфекцией. У пораженных растений уменьшается число нормально функционирующих корней, нарушается водоснабжение и питание надземных органов и, как следствие, происходит снижение или полная потеря продуктивности растений. Вредоносность корневых гнилей проявляется не только в потерях зерновой продуктивности растений, но и в ухудшении качества урожая (снижение количества белка, крахмала, минеральных соединений и витаминов) [8-11].Биопрепараты "Фитоспорин" и "Альбит" обеспечили энергию прорастания семян на уровне 84 и 82 %, соответственно, а на варианте "Гуми" ГРМП отмечен максимальный показатель - 88%. На седьмые сутки показатель лабораторной всхожести семян на контроле составил 87%, предпосевная обработка семян "Гуми" повысила ее до 93%. Наибольшая длина ростка и корней на 3 сутки исследований наблюдалась в варианте с обработкой семян препаратом "Гуми" и составила 1,5 и 4 см, соответственно, что в 5 и 4 раза больше, чем на контроле. На 7 сутки различия с вариантом без обработки уменьшились почти в 2 раза и составили 5,6 см на ростках и 3,8 см на корешках. Количество всходов на варианте без обработки семян составило 81,9% от посеянных, предпосевная обработка семян повысила количество всходов на варианте с "Гуми" до 84%, а с препаратами "Фитоспорин" и "Альбит" оно составило 83,7 и 83,9 %.Изученные варианты предпосевной обработки способствовали повышению посевных качеств семян, повышали степень кущения и площадь листовой поверхности растений, что приводило к повышению урожайности ячменя.

В сложившихся условиях диспаритета цен на основные средства производства (сельскохозяйственную технику, запасные части к ней, горюче-смазочные материалы, высококачественные семена, удобрения, средства защиты растений) и продукцию растениеводства система земледелия большинства сельскохозяйственных предприятий южной части Нечерноземной зоны характеризуется минимализацией обработки почвы и высокой насыщенностью севооборотов зерновыми культурами [1-3]. Это приводит к истощению почвы и накоплению в ней вредителей, возбудителей болезней, ухудшающих фитосанитарное состояние посевов зерновых культур [4-7]. Из совокупности инфекционных заболеваний зерновых культур, по данным различных исследований, первое место по распространению и вредоносности принадлежит корневым гнилям, которые вызываются, как правило, грибковой инфекцией. Потери урожая от них составляют в среднем до 15%, а в отдельные годы - до 50% и более. Это заболевание проявляется в любой период вегетации и, в результате поражения подземной и прикорневой части, приводит к изреживанию всходов. У пораженных растений уменьшается число нормально функционирующих корней, нарушается водоснабжение и питание надземных органов и, как следствие, происходит снижение или полная потеря продуктивности растений. Вредоносность корневых гнилей проявляется не только в потерях зерновой продуктивности растений, но и в ухудшении качества урожая (снижение количества белка, крахмала, минеральных соединений и витаминов) [8-11].

Наиболее восприимчивой к корневым гнилям культурой является яровой ячмень. Так, в Рязанской области развитие болезни на ячмене достигает 20-45 %, а распространенность - от 85 до 98 % [12, 13].

Имеется несколько основных причин массового распространения корневых гнилей на посевах зерновых. В настоящее время при высоком насыщении севооборотов зерновыми культурами их приходится часто возвращать на одно и то же поле или возделывать повторно. Повторные посевы восприимчивых зерновых культур приводят к эпифитотийному развитию болезни и интенсивному накоплению патогенов в почве. Другой причиной является свойство возбудителей образовывать и выделять в почву большое количество токсичных веществ. Этими токсинами они подавляют многообразную естественную почвенную микрофлору, являющуюся в норме антагонистом возбудителей болезни. На полях, где почва инфицирована в сильной степени, токсичные вещества патогенов ослабляют растения и делают их более уязвимыми для поражения. При этом изменения метеорологических условий, часто вызывающие стрессовое ослабление растений, также способствуют заражению. Все это создает определенные трудности в борьбе с заболеванием [14].

Известно, что основным источником инфекции корневых гнилей являются семена и зараженные растительные остатки. Поэтому важным приемом снижения заражения растений является протравливание семян. Тем не менее, широкое применение пестицидов в сельском хозяйстве неблагоприятно сказывается на объектах окружающей среды, поэтому ставится вопрос о более широком использовании менее токсичных биопрепаратов, которые при сравнительной дешевизне по эффективности не уступают химическим [12, 15-17]. Много в последнее время говорится и об использовании в предпосевной обработке семян физических полей. Часто воздействие таких приемов связано, во-первых, со снижением патогенности или вирулентности паразита, подавлением патологического процесса, проявляющегося в изменении состава продуктов, необходимых для успешного заражения растений. Во-вторых, обработка позволяет повысить устойчивость растения посредством изменения биофизиологических процессов (гормонального обмена, дыхания, фотосинтеза) и усиления естественных механизмов устойчивости. Стимулируется синтез фунгитоксических веществ - фитоалексинов, формируются физиологические барьеры и прочие механизмы устойчивости.

Поэтому целью исследований было изучение влияния биологических препаратов для предпосевной обработки семян и градиентного магнитного поля (ГРМП) на посевные качества семян, рост, развитие продуктивность растений ячменя и степень развития корневых гнилей.

Условия эксперимента

Исследования проводились в условиях агротехнологической опытной станции ФГБОУ ВО РГАТУ на серой лесной среднесуглинистой почве, содержание гумуса (по Тюрину) - 3,4-3,6 %, подвижного фосфора (по Кирсанову) - 160-169 мг/кг, калия - 127-132 мг/кг, обменная кислотность (вытяжка хлористого калия) - 5,7. В лабораторных и полевых исследованиях определяли влияние изучаемых вариантов на посевные качества семян ячменя. При наблюдениях за развитием растений ячменя сорта Криничный определяли полевую всхожесть, биометрические показатели растений, продуктивные показатели, индекс развития и распространенность корневых гнилей.

В опыт были включены следующие варианты: контроль (без обработок); обработка препаратом Дивиденд Стар с нормой расхода препарата 1,5 кг/т семян; обработка природным регулятором роста и развития растений Гуми с нормой расхода 300 г/т; биологическим препаратом Фитоспорин с нормой расхода 500 г/т семян; препаратом микробиологического происхождения Альбит с нормой расхода 30 г/т семян.

Определяли также эффективность этих препаратов в комплексе с однократной обработкой ГРМП. Для сравнения использовался вариант с непротравленными, но облученными семенами. Напряженность постоянного магнитного поля составляла до 50 эрстед. Все исследования проводили по установленным методикам.

В лабораторных испытаниях было установлено, что обработка семян ячменя изучаемыми препаратами перед посевом положительно влияет на посевные качества и стимулирует начальные ростовые процессы.

У обработанных семян энергия прорастания была выше, чем на контроле по всем вариантам опыта. Так, на контроле энергия прорастания составила 70%, обработка "Гуми" повысила ее на 16%. Биопрепараты "Фитоспорин" и "Альбит" обеспечили энергию прорастания семян на уровне 84 и 82 %, соответственно, а на варианте "Гуми" ГРМП отмечен максимальный показатель - 88%.

На седьмые сутки показатель лабораторной всхожести семян на контроле составил 87%, предпосевная обработка семян "Гуми" повысила ее до 93%. "Фитоспорин" и "Альбит" увеличили лабораторную всхожесть по сравнению с контролем на 4%, "Гуми" ГРМП - до 96%.

Препарат "Гуми" способствовал усилению образования зародышевых корешков в 1,96 раза, в свою очередь, препараты "Фитоспорин" и "Альбит" - в 1,89 и 1,85 раза, соответственно.

При обработке семян биопрепаратами по сравнению с контролем изменялась длина ростков и корешков. Так, на контроле на 3 сутки после закладки опыта длина ростка составила 0,3 см, а корешка - 1 см. На 7 сутки длина ростка увеличилась до 6,1 см, а корешка - до 6,3 см.

Наибольшая длина ростка и корней на 3 сутки исследований наблюдалась в варианте с обработкой семян препаратом "Гуми" и составила 1,5 и 4 см, соответственно, что в 5 и 4 раза больше, чем на контроле. На 7 сутки различия с вариантом без обработки уменьшились почти в 2 раза и составили 5,6 см на ростках и 3,8 см на корешках.

В полевых исследованиях посев ячменя проводили 10 мая с нормой высева 100 зерен на погонный метр, что соответствует 5,5 млн. всхожих семян на гектар. Посев осуществляли вручную, на глубину 2-3 см, расстояние между рядами - 15 см.

Через 2 недели после посева на учетных площадках проводили определение полевой всхожести семян ячменя. Количество всходов на варианте без обработки семян составило 81,9% от посеянных, предпосевная обработка семян повысила количество всходов на варианте с "Гуми" до 84%, а с препаратами "Фитоспорин" и "Альбит" оно составило 83,7 и 83,9 %. Комбинирование предпосевной обработки семян ячменя биопрепаратами с ГРМП позволило увеличить полевую всхожесть по всем вариантам на 0,3-0,7 % Таким образом, можно сказать, что тенденция, сложившаяся при определении лабораторной всхожести, сохранилась и в полевых условиях.

Учет пораженности растений корневыми гнилями проводили два раза за вегетационный период: первый - в фазу кущения-выход в трубку, второй - после уборки урожая.

Исследования показали, что корневая гниль начинает активно поражать ячмень с самых ранних фаз развития растений. При этом наибольший процент развития заболевания в фазу кущение-выход в трубку наблюдается в контрольном варианте - 23.6%. Пораженность растений корневой гнилью в вариантах с обработкой препаратами "Гуми", "Фитоспорин" и "Альбит", была практически на одном уровне и различалась в пределах 0.5-1 %. По сравнению с химическим эталоном - "Дивиденд Стар", развитие заболевания в вариантах с биологическими препаратами было выше на 4-6 %. Это можно объяснить тем, что препараты химической природы начинают действовать на патогенную микрофлору практически сразу с момента их контакта, а биологически активные вещества и микробиологические препараты проявляют свое действие постепенно, либо, вызывая у растений выработку защитных механизмов, либо способствуя развитию естественной почвенной микрофлоры, которая вступает в симбиотические отношения с корнями ячменя и тем самым вытесняет патогенное начало корневых гнилей.

Использование градиентного магнитного поля (ГРМП) в предпосевной обработке семян также дало положительные результаты в снижении развития корневых гнилей. Так, в варианте ГРМП индекс развития болезни снизился по сравнению с контролем на 3.8%, или почти в 1.2 раза. В комплексных вариантах по сравнению с обычным протравливанием семян также наблюдалось небольшое снижение пораженности растений. Наибольшие различия были достигнуты в варианте ГРМП "Альбит": на 1.4% ниже показателей варианта с "Альбитом".

К моменту второго учета развитие болезни в контрольном варианте усилилось и составило 32.7%. В вариантах "Гуми", "Фитоспорин" и "Альбит" пораженность растений была на 4.3-4.5 % ниже, чем в контроле. "Дивиденд Стар" подтвердил свою эффективность в снижении поражения растений болезнью до 26%. В вариантах с комплексной обработкой семян препаратами и ГРМП также наблюдалась тенденция к снижению развития болезни. Простая обработка семян ГРМП сводила пораженность растений к уровню вариантов с биологическими препаратами. Использование в обработке семян ГРМП "Гуми" и ГРМП "Альбит" снижало индекс развития болезни по сравнению с контролем на 5.1-5.2 %. Вместе с тем наблюдалось некоторое увеличение уровня пораженности растений в вариантах ГРМП "Фитоспорин" и ГРМП "Дивиденд Стар" по сравнению с однофакторными вариантами. Это ,возможно, связано с опосредованным влиянием магнитного поля на бактериальную составляющую Фигоспорина, с одной стороны, и инактивацией компонентов Дивиденд Стар вследствие усиления метаболических процессов в растении, вызванных магнитобиологическим эффектом, с другой стороны.

Немаловажным показателем, характеризующим фитосанитарное состояние посевов, является распространенность заболевания. Так, уже в первом учете установлено, что распространенность болезни находится на высоком уровне, что свидетельствует о большой агрессивности и вредоносности патогенов. Наибольшая распространенность болезни была в контрольном варианте - 95%, В варианте с "Гуми" она была на 2% ниже, чем в контроле; в вариантах "Фитоспорин" и "Альбит" - на 6% ниже, варианте "Дивиденд Стар" - на 9%.

Применение ГРМП также снизило распространенность болезни: в варианте ГРМП и ГРМП "Гуми" на 5% по сравнению с контролем, ГРМП "Фитоспорин", ГРМП "Альбит" и ГРМП "Дивиденд Стар" - на 3 и 2 %, соответственно. Однако по сравнению с однофакторными вариантами здесь произошло увеличение распространенности заболевания на 3 и 7 %. При втором учете распространенность заболевания практически во всех вариантах была чуть ниже, чем в контроле.

Проведение фенологических наблюдений за развитием растений ячменя позволило выявить благоприятное влияние обработки семян биопрепаратами и ГРМП на формирование биомассы растений. По сравнению с контролем у растений вариантов с обработкой семян увеличилась высота растений и площадь листовой поверхности.

В частности, было установлено, что обработка семян перед посевом ГРМП и препаратом "Гуми" способствовала увеличению высоты растений на 1,3-3,3 % и нарастанию объема фотосинтетического аппарата на 6,7-24,4 %. При этом наибольшие показатели были достигнуты в фазу выхода в трубку в варианте с обработкой семян препаратом "Гуми".

При наступлении полной спелости культуры проводили определение урожая и элементов продуктивности.

Установлено, что наибольший урожай был сформирован растениями на варианте с предпосевной обработкой семян препаратом "Гуми" - 38,8 ц/га. У данных растений ячменя отмечалась более высокая степень кущения и хорошая выполненность зерновок. Масса 1000 зерен составила 42,5 г, что на 3,9% больше, чем на контроле. Была выше и озерненность колоса по сравнению с другими вариантами.Таким образом, применение биологических препаратов "Гуми", "Фитоспорин", "Альбит" и градиентного магнитного поля для предпосевной обработки семян ячменя является высокоэффективным приемом, снижающим степень развития корневых гнилей и повышающим урожайность культуры. Изученные варианты предпосевной обработки способствовали повышению посевных качеств семян, повышали степень кущения и площадь листовой поверхности растений, что приводило к повышению урожайности ячменя. препосевной ячмень кущение магнитный поле

1. Гогмачадзе Г.Д., Титов Г.А., Безуглов В.Г., Заварзин В.И. О некоторых проблемах экологии сельского хозяйства // АГРОЭКОИНФО. - 2010, № 1. - http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2010/1/st_09.doc.

2. Гогмачадзе Г.Д., Саранин Е.К. Основные принципы биологизации сельского хозяйства // Достижения науки и техники АПК. - 2003, № 11. - С. 40.

3. Гогмачадзе Г.Д., Титов Г.А., Виноградов Д.В., Духанин М.Ю., Саранина А.В. Об экономических причинах экологических проблем сельского хозяйства России // В сборнике: Общество, современная наука и образование: проблемы и перспективы сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции: в 10 частях. - 2012. - С. 50-51.

4. Виноградов Д.В., Гусев В.И., Кузнецов Н.П., Степура Е.Е., Синиговец М.Е. Деградационные процессы почв и земельных угодий Рязанской области // АГРОЭКОИНФО. - 2013, № 2. - http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2013/2/st_15.doc.

5. Соколов А.А., Пахомова А.Ю. Корневые гнили ячменя - опасное заболевание // Юбилейный сборник статей студентов, аспирантов и преподавателей агроэкологического факультета, посвященный 75-летию со дня рождения профессора В.И. Перегудова. Материалы научно-практической конференции. - Рязань: Издательство РГАТУ. - 2013. - С. 125-128.

6. Щур А.В., Виноградов Д.В., Гогмачадзе Г.Д. Экологические особенности микробиоты почв в условиях радиоактивного загрязнения территории Республики Беларусь при применении биологически активных препаратов // АГРОЭКОИНФО. - 2016, № 1 (23). - http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2016/1/st_51.doc.

7. Щур А.В., Виноградов Д.В., Валько В.П., Валько О.В., Фадькин Г.Н., Гогмачадзе Г.Д. Радиоэкологическая эффективность биологически активных препаратов в условиях Беларуси // АГРОЭКОИНФО. - 2015, №5. - http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2015/5/st_20.doc.

8. Соколов А.А., Левин В.И., Крючков М.М., Виноградов Д.В. Эффективность предпосевной обработки семян ячменя градиентным магнитным полем и биологическим препаратом "Гуми 80" // Международный научный журнал. - 2015, №4. - С. 98-104.

9. Соколов А.А., Виноградов Д.В., Крючков М.М. Влияние предпосевной обработки семян биопрепаратами на продуктивность растений // Международный технико-экономический журнал. - 2015, №4. - С. 88-94.

10. Соколов А.А., Виноградов Д.В. Продуктивность ярового ячменя при использовании различной предпосевной обработки семян // Вестник РГАТУ. - 2016, №1. - С. 47-51.

11. Соколов А.А. Эффективность предпосевной обработки семян в снижении развития корневых гнилей ячменя // Технологические аспекты возделывания сельскохозяйственных культур: сборник статей по материалам VI Междунар. науч.-практ. конф., посвященной 90-летию агрономического факультета. - Горки: БГСХА. - 2015. - С. 146-149.

12. Соколов, А.А., Виноградов Д.В. Продуктивность ячменя при использовании различной предпосевной обработки семян // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета имени П.А. Костычева. Научно-производственный журнал. - Рязань: ФГБОУ ВО РГАТУ. - 2016, № 1. - С. 47-50.

13. Соколов А.А., Виноградов Д.В. Эффективность биологически активных препаратов в повышении продуктивности ячменя и его устойчивости к корневым гнилям / Здоровая окружающая среда - основа безопасности регионов: материалы первого международного экологического форума в Рязани - Рязань: ФГБОУ ВО РГАТУ. - 2017, т. 2. - С. 269-272.

14. Соколов А.А., Виноградов Д.В. Влияние предпосевной обработки семян ячменя биологически активными препаратами и градиентным магнитным полем на его продуктивность // Технологические аспекты возделывания сельскохозяйственных культур: сборник статей по материалам VIII Междунар. науч.-практ. конф. - Горки: БГСХА. - 2016. - С. 110-113.

15. Безуглов В.Г., Гогмачадзе Г.Д. Как повысить урожайность и получить экологически чистую продукцию яровых зерновых культур в Нечерноземье // АГРОЭКОИНФО. - 2010, № 2. http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2010/2/st_18.doc.

16. Соколов А.А., Виноградов Д.В., Крючков М.М. Влияние предпосевной обработки семян биопрепаратами на продуктивность растений // Международный технико-экономический журнал. - 2015, №4. - С. 88-94.

17. Хромцев Д.Ф., Виноградов Д.В., Гармаш Н.Ю., Гогмачадзе Г.Д. Применение биостимуляторов роста при возделывании кориандра на семена // АГРОЭКОИНФО. - 2017, № 1 (27). - http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2017/1/st_103.doc.

Размещено на .ru