Биологическая защита сои в условиях восточной части лесостепи Украины

Бесплатный доступ

Проведена оценка влияния биологических препаратов биополицид, ризоплан и хетомик в сравнении с химическим протравителем витавакс 200 ФФ ВСК (200 + 200 г/л) на распространение и развитие корневых гнилей сои, а также на хозяйственно ценные показатели культуры. Исследовано влияние препаратов на ограничение развития возбудителей болезни в условиях in vitro и полевых. В условиях in vitro выявлена высокая степень эффективности препаратов Витавакс 200 ФФ ВСК (200 + 200 г/л) и Хетомик на ограничение развития мицелия гриба. Однако установлено негативное влияние эталонного препарата 200 ФФ ВСК (200 + 200 г/л) на урожайность культуры и позитивное влияние биологических препаратов при обработке ими семян сои.

Еще

Соя, фузариоз, биологическая защита

Короткий адрес: https://sciup.org/142151139

IDR: 142151139

Текст научной статьи Биологическая защита сои в условиях восточной части лесостепи Украины

Введение. На сое зарегистрированы более 45 болезней, которые вызываются грибами, бактериями и вирусами. Наиболее вредоносны болезни всходов, корневой системы, листовой поверхности, особенно те, что вызывают пятнистость листьев [1]. Корневая гниль — заболевание корневой системы, корневой шейки и нижней части стеблей растений. Болезнь может проявляться на растениях на протяжении всей вегетации. Особенно вредоносна фузариозная корневая гниль, возбудителями которой являются некоторые виды рода Fusarium . К наиболее патогенным и часто встречающимся относятся Fusarium solani (Mart.) App. et

Wr., Fusarium oxysporum Schlecht., Fusarium avenaceum (Fr.) Sacc., Fusarium heterosporum Nees. [2].

Агротехнические и организационнохозяйственные мероприятия предупреждают массовое развитие основных болезней и вредителей, обеспечивают повышение валовых сборов возделываемой культуры. Для надежной защиты посевов часто возникает необходимость в специальных химических обработках [1].

Однако на современном уровне ведения агропроизводства решить задачу борьбы с болезнями только посредством массового применения химических пестицидов невозможно. Во многих случаях хорошим дополнением к химическому методу служит использование биологических средств, которое наряду с сохранением урожая обрабатываемых культур способствует снижению загрязнения среды и сельскохозяйственной продукции и препятствует появлению резистентности у возбудителей болезней.

Российские ученые являются пионерами в развитии биометода. Первый в мире биопрепарат был создан И.И. Мечниковым более 100 лет назад, и это положило начало развитию микробиологического метода защиты растений [3].

В настоящее время во ВНИИМК (г. Краснодар) Л.В. Маслиенко и другими учеными ведется разработка биологического метода защиты сельскохозяйственных культур от болезней [4; 5]. В частности разрабатываются микробиопрепараты для снижения вредоносности заболеваний сои и их совместное применение с химическими фунгицидами для интегрированной защиты культуры [6].

Цель и задачи. Целью наших исследований было определение влияния биопрепаратов на показатели всхожести семян сои в лабораторных условиях, а также их эффективности против развития корневых гнилей в полевых условиях. Нами было оценено влияние микробиологических препаратов на непосредственно культуру гриба Fusarium sрp. in vitro.

Материалы и методы . Исследования проводили в условиях лаборатории устойчивости растений к биотическим факторам ИР им. В.Я. Юрьева НААН. Использовали биологические препараты Биополицид, Ризоплан и Хетомик. Бактериальный препарат Биополицид предназначен для предотвращения грибных заболеваний корневой системы. Действующее вещество — споровые бактерии Penibacillus polymyxa П, концентрация не менее 5–6 × 109 КОЕ/мл. Препарат разработан, зарегистрирован и производится на Южной опытной станции ИСХМ НААН, Украина. Препарат Ризоплан создан на основе бактерии Pseudomonas fluorescens АР 33. Препаративная форма –– культуральная жидкость с титром 2 × 109 КОЕ/мл, разработан и зарегистрирован НИИ генетики и цитологии АН Беларуси. В Украине Ризоплан производит компания ООО «БИОЗАР». Микробный препарат Хето-мик создан на основе природного штамма гриба-антагониста Chaetomium cochliodes 3250, титр 1–2 × 109 КОЕ/г. Изготавливается лабораторным способом. Оригина-тором и производителем препарата является Институт сельскохозяйственной микробиологии и агропромышленного производства НААН, Украина.

При этом эталонным вариантом был Витавакс 200 ФФ ВСК (200 + 200 г/л), контролем — семена, обработанные водой. Все варианты обработки семян проводили на сое сорта Романтика. Всхожесть семян определяли согласно общепринятой методике [7]. Биологическую эффективность препаратов определяли по формуле [8]:

1 О О X ( Рк - Рд )

где Е – биологическая эффективность, %;

Р к – показатель развития болезни на контроле;

Р д – показатели развития болезни на опытном участке.

Для выявления фузариозных гнилей отбирали по 100 растений с каждого ва- рианта в трехкратном повторении. Интенсивность поражения гнилями определяли по шкале, приведенной в методических указаниях «Методика выявления, учета и прогноза вредителей и болезней зернобобовых культур» [9].

Пораженность сои корневыми гнилями определяли по побуревшей площади корней:

0 – здоровые растения;

  • 1    – слабое побурение, почернение корневой шейки или основания стебля;

  • 2    – побурение или почернение корневой шейки и основания стебля, загнивание стержневых и боковых корней охватывает до 50 % их поверхности;

  • 3    – сильное побурение, свыше 50 %, на пораженных тканях белый, серый, бурый налет, растения низкорослые, легко вырываются из почвы;

  • 4    – очень сильное поражение, свыше 75 % поверхности, растения увядают и гибнут.

При учете болезней сои определяли наиболее важные показатели фитопатологической оценки посевов – распространенность и интенсивность (степень развития болезни).

В условиях лаборатории испытывали действие биологических препаратов на степень роста чистой культуры патогенов популяции Fusarium spp. в соответствии с методикой [10], разработанной в ВИЗР. При этом культивировали их на агаризи-рованой среде (картофельно-глюкозный агар) с введением в неё препаратов.

Статистическую обработку полученных результатов проводили по методике Б. А. Доспехова [11].

Результаты исследований . При обработке семян препаратами наиболее позитивное влияние на их всхожесть оказывали Ризоплан и Хетомик. Энергия прорастания семян в варианте с Ризопла-ном колебалась в пределах 82,0–89,3 %, в варианте с Хетомиком – 82,3–91,0 %. Эти показатели, в среднем за три года, при обработке Витаваксом 200 ФФ ВСК (200 + 200 г/л) (83,7%) и Ризопланом (82,4 %)

не сильно отличались от контроля (81,5%). Все вышеуказанные препараты имели одинаковое влияние на лабораторную всхожесть семян (от 94,2 до 94,9 %).

Полевая всхожесть семян при обработке биологическими препаратами повышалась в среднем за три года на 3,9–10,1 % в сравнении с контрольным вариантом (77,5 %). При использовании эталонного препарата Витавакс 200 ФФ ВСК (200 + 200 г/л) всхожесть семян повышалась на 14,4 % (табл. 1).

Таблица 1

Зависимость всхожести семян сои сорта Романтика от обработки биопрепаратами

Вариант

Год

Энергия прорастания семян, %

Всхожесть семян, %

лабо-ратор-ная

полевая

Контроль (вода)

2010

84,0

95,0

81,0

2011

82,0

92,8

77,7

2012

78,5

89,0

73,9

среднее

81,5

92,3

77,5

Витавакс 200 ФФ ВСК (200 + 200 г/л) (эталон)

2010

86,3

95,3

92,4

2011

84,3

93,0

91,1

2012

80,5

94,3

92,2

среднее

83,7

94,2

91,9

Биополицид (5–6 × 109 КОЕ/мл)

2010

84,5

95,8

84,3

2011

83,0

94,5

79,8

2012

79,8

92,3

80,0

среднее

82,4

94,2

81,4

Хетомик (1–2 × 109 КОЕ/г)

2010

88,0

97,0

89,7

2011

91,0

94,8

85,3

2012

82,3

92,8

87,8

среднее

87,1

94,9

87,6

Ризоплан (2 × 109 КОЕ/мл)

2010

84,8

96,0

87,4

2011

89,3

94,5

80,4

2012

82,0

92,5

81,2

среднее

85,4

94,3

83,0

Обработка семян биопрепаратами по-разному влияла и на развитие корневых гнилей на протяжении всего периода вегетации культуры (табл. 2). В среднем за 2010–2012 гг. в вариантах Хетомик, Био-полицид, Ризоплан выявлено уменьшение развития болезни на всходах в 1,9; 1,8 и 1,7 раза по сравнению с контролем, где уровень развития составлял 5,7 %. В фазе цветения развитие болезни при обработке семян данными биологическими препаратами было в 1,6; 1,2 и 1,4 раза меньше контрольного варианта (10,6 %). В фазе созревания — в 1,3; 1,2 и 1,2 раза меньше контроля (26,7 %).

Таблица 2

Влияние биопрепаратов на распространение и развитие фузариозных корневых гнилей у сои сорта Романтика

Вариант

Год

Пораженность растений по фазам развития, %

Урожай-ность, т/га

± к контр олю, т/га

всходы

цветение

созревание

P

R

P

R

P

R

Контроль (вода)

2010

11,3

3,4

16,3

5,2

12,7

5,2

1,04

2011

14,0

6,0

36,7

12,5

96,7

49,2

2,94

2012

23,3

7,6

38,3

14,2

61,3

25,8

1,51

среднее

16,2

5,7

30,4

10,6

56,9

26,7

1,83

Витавакс 200 ФФ ВСК (200 + 200 г/л) (эталон)

2010

4,3

1,4

7,0

2,8

9,3

3,4

0,98

-0,06

2011

5,0

1,3

16,7

4,2

83,3

42,5

2,87

-0,07

2012

6,3

1,7

21,7

5,8

48,7

16,7

1,40

-0,11

среднее

5,2

1,5

15,1

4,3

47,1

20,9

1,75

-0,08

Биополи-

цид (5–6 ×109 КОЕ/ мл)

2010

7,7

2,3

13,7

4,3

9,7

3,8

1,11

0,07

2011

10,0

3,5

30,0

9,2

90,0

44,2

2,83

-0,11

2012

11,7

3,8

27,0

9,4

55,0

20,3

1,58

0,07

среднее

9,8

3,2

23,6

8,5

51,6

22,8

1,84

0,01

Хетомик (1–2 × 109 КОЕ/г)

2010

7,0

2,1

10,7

3,8

8,7

3,5

1,03

-0,01

2011

8,0

3,0

26,7

6,7

86,7

40,8

2,90

-0,04

2012

12,3

3,9

32,0

9,7

50,3

17,8

1,55

0,04

среднее

9,1

3,0

23,1

6,7

48,6

20,7

1,83

0,0

Ризоплан (2 × 109 КОЕ/мл)

2010

7,3

2,4

14,0

4,2

11,7

4,3

1,05

0,01

2011

9,0

3,3

30,0

8,3

86,7

43,3

2,85

-0,09

2012

12,3

4,3

33,3

10,2

54,3

19,1

1,51

0,0

среднее

9,5

3,3

25,8

7,6

50,9

22,2

1,80

-0,03

НСР 05

0,09

Примечание: Р – распространенность, R – развитие.

Полученные нами результаты исследований свидетельствуют о равноценном защитном действии всех биопрепаратов на ранних этапах онтогенеза (в фазе всходов). Что касается эталонного варианта, то при его использовании развитие болезни в фазе всходов уменьшалось в 3,8 раза, в фазе цветения – 2,5, а в фазе созревания – в 1,3 раза, что равноценно биологическому препарату Хетомик. Несмотря на значительное снижение уровня болезни, урожайность в варианте с обработкой семян Витаваксом 200 ФФ ВСК (200 + 200 г/л) была 1,75 т/га. В контрольном варианте и при применении биопрепаратов она колебалась от 1,80 до 1,84 т/га, что не имело существенной разницы.

По результатам подсчета биологической эффективности применения препаратов установлено, что в среднем за годы исследований наибольшую эффектив- ность показал Витавакс 200 ФФ ВСК (200 + 200 г/л) – 53,6 % (табл. 3). Так, в фазе всходов его эффективность составляла 73,7 %, в фазе цветения – 59,4 , в фазе созревания – 27,8 %.

Таблица 3

Биологическая эффективность биопрепаратов против фузариозных корневых гнилей на сое сорта Романтика, 2010–2012 гг.

Вариант

Год

Эффективность по фазам развития, %

Среднее за вегетацию

всходы

цветение

созревание

Витавакс 200 ФФ ВСК (200 + 200 г/л) (эталон)

2010

58,8

46,2

34,6

46,5

2011

78,3

66,4

13,6

52,8

2012

77,6

59,2

35,3

57,4

среднее

73,7

59,4

27,8

53,6

Биополицид (5–6 × 109 КОЕ/мл)

2010

32,4

17,3

26,9

25,5

2011

41,7

26,4

10,2

26,1

2012

50,0

33,8

21,3

35,0

среднее

43,9

19,8

19,5

27,7

Хетомик (1–2 × 109 КОЕ/г)

2010

38,2

26,9

32,7

32,6

2011

50,0

46,4

17,1

37,8

2012

48,7

31,7

31,0

37,1

среднее

47,4

36,8

26,9

37,0

Ризоплан (2 × 109 КОЕ/мл)

2010

29,4

19,2

17,3

22,0

2011

45,0

33,6

12,0

30,2

2012

43,4

28,2

26,0

32,5

среднее

42,1

28,3

18,4

29,6

Эффективность биологических препаратов в среднем за вегетацию была в пределах 27,7–37,0 %, что значительно ниже эталонного варианта. В фазе всходов разница между Витаваксом 200 ФФ ВСК (200+200 г/л) и Биополицидом составляла 29,8 %, Хетомиком – 26,3, Рио-планом – 31,6 %; в фазе цветения – соответственно 39,6 %, 22,6, 31,1 %; в фазе созревания – соответственно 8,3 %, 0,9; 9,4%.

Таким образом, наибольшую биологическую эффективность среди биопрепаратов показал Хетомик.

В результате исследований структуры урожая установлено, что биологическая урожайность в контрольном варианте составляла 1,93 т/га, а при использовании протравителя Витавакс 200 ФФ ВСК (200 + 200 г/л) – 1,83 т/га (в пределах ошибки опыта). В вариантах с использованием биологических препаратов Ризоплан, Хе-томик и Биополицид урожайность коле- балась от 1,91 до 2,03 т/га (табл. 4), что также в пределах ошибки опыта. Тем не менее, если сравнивать урожайность в варианте с использованием Витавакса 200 ФФ ВСК (200 + 200 г/л) и Биополицида, то разница между ними была существенной (1,83 и 2,03 т/га соответственно) и составила 0,2 т/га (НСР05 = 0,11).

Относительно таких показателей, как количество бобов, семян, массы семян с одного растения и массы 1000 семян, то в сравнении с другими вариантами с наилучшей стороны себя зарекомендовал биологический препарат Хетомик. Результаты испытаний других препаратов по данным показателям были ниже контроля, и лишь по массе 1000 семян отмечено превышение (149,7–155,4 г) относительно контроля (146,5 г).

Таблица 4

Показатели структуры урожая сои сорта Романтика в зависимости от обработки биопрепаратами

Вариант

Высота стебля, см

Количество бобов, шт./раст.

Количество семян, шт./раст.

Масса семян с растения, г

Масса 1000 семян, г

Биологическая урожайность, т/га

Контроль (вода)

78,4

17,7

25,3

3,7

146,5

1,93

Витавакс 200 ФФ ВСК (200 + 200 г/л) (эталон)

82,4

16,5

22,3

3,3

154,8

1,83

Биополицид (5–6 × 109 КОЕ/мл)

81,9

17,0

24,0

3,6

155,4

2,03

Хетомик (1–2 × 109 КОЕ/г)

81,2

18,1

25,1

3,7

159,2

1,98

Ризоплан (2 × 109

КОЕ/мл)

79,3

16,2

22,6

3,3

149,7

1,91

НСР 05

4,0

1,5

1,6

0,2

2,0

0,11

В результате лабораторной оценки эффективности препаратов в ограничении развития возбудителей болезни сои установлено, что рост мицелия грибов рода Fusarium spp. полностью угнетался при введении в питательную среду Витавакс 200 ФФ ВСК (200 + 200 г/л) и Хетомик. Биополицид и Ризоплан ограничивали рост гриба на 64,6 и 39,6 % соответственно (табл. 5). Низкий процент влияния по- следних препаратов, возможно, связан с их составом (бактерии Penibacillus poly-myxa П., Pseudomonas fluorescens АР-33), который угнетался составом питательной среды (КГА), способствующей лучшему росту грибной флоры, а не бактериальной. Второй фактор, повлекший низкое ограничение роста патогена в условиях in vitro, что бактерии обеспечивают защитный эффект, заселяя ризосферу молодого растения, выделяя при этом антибиотики и вещества, которые стимулируют рост и развитие именно растения.

Таблица 5

Влияние биопрепаратов на степень роста патогена Fusarium spp. in vitro

Год

Степень ограничения роста мицелия, % к контролю

Витавакс

200 ФФ ВСК (200 +

200 г/л) (эталон)

Биополицид (5–6 × 109 КОЕ/мл)

Хетомик (1–2 × 109 КОЕ/г)

Ризоплан (2 × 109 КОЕ/мл)

2010

100

53,2

99,9

34,4

2011

100

71,6

100

35,3

2012

100

69,1

100

49,1

Среднее

100

64,6

100

39,6

Выводы. В условиях восточной части лесостепи Украины обработка семян сои перед посевом препаратом Витавакс 200 ФФ ВСК (200+200 г/л) способствовала повышению полевой всхожести в среднем за три года на 14,4 % по сравнению с контрольным вариантом. Биологические препараты Биополицид, Ризоплан были менее эффективными, так как их применение при обработке семян обеспечивало повышение полевой всхожести на 3,9 и 5,5 % соответственно. Хетомик способствовал повышению полевой всхожести на 10,1 %, что свидетельствует о его большей эффективности по сравнению с другими биопрепаратами.

Ограничение распространенности фу-зариозных корневых гнилей в период вегетации на 12,0 % и развития на 5,4 % обеспечивал препарат Витавакс 200 ФФ ВСК (200 + 200 г/л). При этом доля пораженных растений составляла 34,5 %, а

ISSN 0202-5493. МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 2 (155–156), 2013

развитие болезни – 14,3 %. Биологические препараты снижали распространенность заболевания на 5,8–7,6 %, а развитие болезни – на 2,8–4,2 %.

Биологическая эффективность Вита-вакса 200 ФФ ВСК (200 + 200 г/л) за период вегетации сои составила 53,6 %. Среди биопрепаратов наиболее эффективным был Хетомик (37,0 %), а Биопо-лицид и Ризоплан показали эффективность в пределах 27,7 и 29,6 %.

Показатели структуры урожая при обработке семян сои исследованными препаратами не имели существенных различий, кроме массы 1000 семян, у которой отмечено повышение значений по сравнению с контролем (146,5 г) на 3,2– 12,7 %.

Степень развития мицелия Fusarium spp. in vitro на 100 % ограничивали Вита-вакс 200 ФФ ВСК (200+200 г/л) и Хето-мик, на 64,6 % – Биополицид и на 39,6 % – Ризоплан.

Статья научная