Фитосанитарное состояние агроценоза озимой ржи в зависимости от паровых предшественников

Введение. Одной из причин нестабильности высоких урожаев сельскохозяйственных культур в Нечерноземной зоне России является низкий уровень плодородия почв. В настоящее время, в связи с резким сокращением использования сельхозпредприятиями страны органических и минеральных удобрений, эта проблема стала еще актуальней. Поэтому агрономическая наука стала уделять больше внимания изучению проблем биологизации земледелия, позволяющей создавать высокопродуктивные и экологически устойчи- вые агроэкосистемы, полно и рационально использовать биоценотический потенциал агроценоза и природные ресурсы региона.

Протекающие в почве биологические процессы, интенсивность которых зависит главным образом от количества и качества поступающего в нее органического вещества, являются важным показателем почвенного плодородия [1]. Анализ результатов исследований отечественных и зарубежных ученых показывает, что применение сидерации позволяет не только пополнять запасы органического вещества почвы, но и улучшать биологические и физические свойства почвы, а также фитосанитарное состояние агроценозов [3, 4].

Сидерация способствует интенсивному развитию в пахотном слое почвы сапрофитной микрофлоры, играющей большую роль в минерализации органического вещества и повышении биологической активности почвы, а также являющейся антагонистом почвенных грибов-возбудителей многих болезней культурных растений [2].

Цель исследований . Изучение влияния паровых предшественников на фитосанитарное состояние агроценоза озимой ржи в условиях восточной части Волго-Вятской зоны.

Методика исследований . Исследования проведены в звене севооборота на опытном поле Марийского государственного университета в 2010–2012 гг. Озимую рожь возделывали по следующим паровым предшественникам:

• 1.    Чистый пар (без уд. – контроль).

• 2.    Чистый пар (мин. NPK на 3 т/га).

• 3.    Перелог (без удобрений).

• 4.    Перелог (мин. NPK на 3 т/га).

• 5.    Сидеральный пар.

• 6.    Занятый пар.

Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглинистая, содержание гидролизуемого азота составило 60…75, подвижного фосфора – 220…230 и обменного калия – 100…110 мг/кг, pH сол. – 6,1. Повторность опыта трехкратная. Расположение повторностей в один ярус, размещение делянок систематическое. Общая площадь делянки 60, учетной – 54 м².

В занятом пару и на зеленое удобрение возделывали вико-овсяную смесь. Обработка чистого пара велась по типу черного. Уборку парозанимающей культуры и запашку сидерата проводили за 30 дней до посева озимой ржи. С биологической массой зеленого удобрения и сорно-полевой растительностью перелога в почву вносилось соответственно 3,62 и 1,16 т/га абсолютно-сухого органического вещества, в том числе 186,7 и 48,8 кг/га NPK. Минеральные удобрения вносили из расчета на получение 3 т/га зерна озимой ржи.

Озимую рожь сорта Татьяна высевали в оптимальные для зоны сроки с нормой 6,0 млн всхожих семян на один гектар. Технология возделывания была общепринятой. Наблюдения, учеты и анализы проводили по соответствующим методикам.

Результаты исследований . Активность почвенной биоты определяется различными группами микроорганизмов – бактериями, актиномицетами и грибами. Нами была изучена грибная микрофлора пахотного слоя почвы.

Результаты проведенных исследований показали, что в период весеннего отрастания озимой ржи в слое почвы 0-20 см содержалось в зависимости от варианта от 11,2 до 22,3 тыс. КОЕ/г п. микромицетов (табл. 1). В фазу колошения озимой ржи наблюдается увеличение количества почвенных грибов – на 37,8– 42,4 % в зависимости от варианта. Перед уборкой озимой ржи, в фазу полной спелости, количество почвенных микромицетов уменьшилось в зависимости от варианта: на 43,5–60,3 % по сравнению с колошением и 20,1–43,2 % – с весенним отрастанием. При этом количество почвенных грибов составило от 7,5 при размещении озимой ржи по перелогу без внесения минерального NPK до 17,9 тыс. КОЕ/г п. – по сидеральному пару.

Исследования выявили, что наибольшее количество почвенных микромицетов в течение вегетации озимой ржи было при возделывании культуры по сидеральному пару. Использование сидерации способствовало увеличению численности микромицетов в слое почвы 0-20 см. Так, количество почвенной грибной микрофлоры при возделывании озимой ржи по сидеральному пару больше в сравнении с контрольным вариантом – чистым паром: в период весеннего отрастания – на 73,6 %, в фазу колошения – на 51,2 и полной спелости – на 102,3 %.

Таблица 1

Динамика микромицетного состава почвы слоя 0-20 см, тыс. КОЕ/г абс. сухой почвы

Вариант	Всего	Патогены			Сапротрофы
		Fusarium spp.	Drechslera sorokiniana Sacc.	Всего	Aspergillus spp.	Mucor piriformis Fischer	Penicil-lium spp.	Rhizopus nigricans Ehr.	Tricho-derma spp.	Всего
Весеннее отрастание
Чистый пар (без удобрений)	13,1	0,2	-	0,2	0,9	0,3	3,7	7,7	0,3	12,9
Чистый пар (мин. NPK на 3 т/га)	16,3	0,1	-	0,1	0,3	0,2	6,6	8,6	0,5	16,2
Перелог (без удобрений)	13,2	-	-	-	1,1	-	7,0	4,5	0,6	13,2
Перелог (мин. NPK на 3 т/га)	18,4	-	-	-	1,0	-	10,2	6,0	1,1	18,4
Сидеральный пар	22,3	-	-	-	0,8	0,3	9,1	9,0	2,2	22,3
Занятый пар	11,2	0,3	0,1	0,4	0,2	-	2,1	7,6	0,6	10,8
Колошение
Чистый пар (без удобрений)	21,5	0,4	-	0,4	1,5	0,2	12,5	6,4	0,5	21,1
Чистый пар (мин. NPK на 3 т/га)	23,2	0,4	-	0,4	1,1	0,1	13,8	6,8	1,0	22,8
Перелог (без удобрений)	18,2	-	-	-	1,9	-	10,1	5,0	1,2	18,2
Перелог (мин. NPK на 3 т/га)	26,7	-	-	-	2,2	-	15,8	6,6	2,1	26,7
Сидеральный пар	31,7	-	-	-	2,6	0,4	16,0	7,3	5,4	31,7
Занятый пар	19,8	0,7	0,6	1,3	2,1	-	5,6	9,8	1,0	18,5
Полная спелость
Чистый пар (без удобрений)	9,3	0,5	-	0,5	0,6	0,1	6,6	0,6	0,9	8,8
Чистый пар (мин. NPK на 3 т/га)	12,8	0,2	-	0,2	0,6	0,1	9,3	1,7	0,9	12,6
Перелог (без удобрений)	7,5	-	-	-	0,8	-	6,5	-	0,2	7,5
Перелог (мин. NPK на 3 т/га)	10,6	-	-	-	1,0	-	7,6	1,0	0,6	10,6
Сидеральный пар	17,8	-	-	-	1,0	0,2	9,4	5,6	1,6	17,8
Занятый пар	8,9	1,3	0,3	1,6	0,5	-	6,0	0,3	0,5	7,3

Примечание: НСР 05 вес. отр. – 1,5;     НСР 05 колош. – 1,9;     НСР 05 полн. спел. – 1,6.

Структурный анализ микромицетного состава показал, что среди выделенных грибов есть и сапро-трофы и патогены. Из сапротрофов были обнаружены микромицеты родов Aspergillus spp. и Penicillium spp ., а также Rhizopus nigricans Ehr., Mucor piriformis Fisch. и гриб-анатагонист Trichoderma lignorum (Tode) Harz.

Из патогенных грибов на варианте озимой ржи, размещенной по занятому пару, выявлены Fusarium graminearum Sch. – 0,3–1,3 и Drechslera sorokiniana Sacc. – 0,1–0,6 тыс. КОЕ/г абс. сухой почвы в зависимости от фазы развития, что составляет 2,6–14,6 и 0,9–3,4 % от общего количества обнаруженных грибов. На варианте озимой ржи по чистому пару, как без применения удобрений, так и с внесением минерального NPK, выявлен Fusarium graminearum Sch. – 0,1–0,5 тыс. КОЕ/г абс. сухой почвы в зависимости от фазы развития, составляющий 0,7–1,8 % от всего количества почвенных микромицетов.

Показателем, характеризующим общую активность почвенной биоты, является интенсивность разложения клетчатки целлюлозоразлагающими микроорганизмами. Нами аппликационным методом по Е.Н. Мишустину была определена микробиологическая активность почвы. Микробиологическая активность пахотного слоя почвы, по результатам исследований, в вариантах опыта в целом была высокой. Более сильная активность почвенных микроорганизмов наблюдалась на варианте озимой ржи, возделываемой по сидеральному пару, – разложилось 86,0 % льняного полотна, и степень активности при этом была очень сильной (табл. 2). На остальных вариантах процент разложившейся ткани был на 18,5–32,2 % ниже и составил 53,8– 67,5 %, но при этом степень микробиологической активности почвы оставалась сильной.

Исследования показали, что применение зеленого удобрения существенно повышает микробиологическую активность почвы. В сравнении с контрольным чистым паром в среднем за годы исследований сидерация увеличивала степень разложения льнополотна в 1,5–3,5 раза.

Микробиологическая активность 0-20 см слоя почвы

Таблица 2

Паровой предшественник	Доля разложившейся ткани, %	Степень активности (по Мишустину Е.Н.)
Чистый пар (без удобрений)	54,6	Сильная
Чистый пар (мин. NPK на 3 т/га)	58,2	Сильная
Перелог (без удобрений)	64,7	Сильная
Перелог (мин. NPK на 3 т/га)	67,5	Сильная
Сидеральный пар	86,0	Очень сильная
Занятый пар	53,8	Сильная
НСР 05	3,1

Посевы озимой ржи главным образом поражались снежной плесенью, корневой гнилью, гельминто-спориозной и септориозной листовыми пятнистостями. Весенняя инвентаризация посевов озимой ржи показала, что снежная плесень, вызываемая патогенным грибом Fusarium nivale Cas., имела равномернорассеянный характер поражения, чему способствовали благоприятные условия перезимовки культуры. Так, развитие инфекции в зависимости от варианта составило 0,9–2,7 % (табл. 3). Существенно меньшее развитие болезни было на варианте озимой ржи, размещенной по перелогу, – 0,9–1,2 %. На посевах озимой ржи по сидеральному, занятому и чистому парам – несколько выше. Распространение снежной плесени на вариантах опыта составило 8,9–10,1 %, и при этом разница между вариантами опыта была незначительной.

Корневые гнили зерновых культур в последнее время получили повсеместно широкое распространение. Видовой состав возбудителей корневых гнилей обычно носит смешанный характер. Вызывается заболевание главным образом различными видами патогенных грибов из рода Fusarium и грибом Drechslera so-rokiniana Sacc.

Наблюдения за фитосанитарным состоянием посевов выявили, что в период весеннего отрастания озимой ржи развитие корневой гнили в зависимости от варианта составило 2,8–4,5 %. При этом меньше были поражены растения озимой ржи по перелогу, а на остальных вариантах – значительно выше. И максимальное развитие болезни было на варианте озимой ржи по занятому пару – 4,5 %. Распространение инфекции составило 10,2–12,9 % в зависимости от варианта. Больше корневая гниль была распространена по занятому и чистому (без применения минерального NPK) парам – 13,1 и 12,9 %.

Развитие и распространение болезней на озимой ржи

Таблица 3

Паровой предшественник	Снежная плесень, весеннее отрастание		Корневая гниль				Листовые пятнистости
							гельминтоспориозная				септориозная
			Весеннее отрастание		Молочновосковая спелость		Весеннее отрастание		Колошение		Весеннее отрастание		Колошение
	R	P	R	P	R	P	R	P	R	P	R	P	R	P
Чистый пар (без удобрений)	2,7	10,1	4,0	12,9	12,9	24,0	2,8	10,2	4,2	15,1	1,0	3,2	2,0	7,3
Чистый пар (мин. NPK на 3 т/га)	2,5	9,1	3,9	11,7	12,0	23,2	2,5	11,0	3,5	12,1	0,8	2,7	1,9	5,2
Перелог (без удобрений)	1,2	10,0	2,8	10,2	13,1	20,3	3,2	10,9	4,3	14,2	1,1	3,1	2,1	6,9
Перелог (мин. NPK на 3 т/га)	0,9	8,9	2,9	10,3	12,7	21,2	2,5	9,9	3,0	11,9	1,1	2,9	1,9	5,6
Сидеральный пар (ви-ка/овес)	2,0	9,3	3,7	11,1	13,0	22,2	2,8	10,0	4,0	13,9	0,7	2,5	1.5	4,5
Занятый пар (вика/овес)	2,5	9,9	4,5	13,1	15,6	25,7	2,9	11,2	4,5	16,1	1,3	3,3	2,3	6,5
НСР 05	-	0,8	-	1,1	-	1,4	-	-	-	0,8	-	-	-	0,5

Примечание: R – развитие болезни; P – распространение болезни.

В молочно-восковую спелость зерна развитие и распространение корневой гнили на посевах озимой ржи достигли наибольших значений. Так, развитие болезни в зависимости от варианта составило 12,7–15,6 %, а распространение – 20,3–25,7 %. При этом более высокое развитие и распространение выявлено при возделывании озимой ржи по занятому пару.

Исследования показали, что развитие корневых гнилей на озимой ржи при возделывании по сидеральному пару было меньше на 16,2–26,9 % в сравнении с выращиванием по занятому и на 11,2–17,3 % – по чистому пару, а распространение инфекции – соответственно ниже на 13,6–21,9 и 1,5–7,5 %.

Гельминтоспориозная пятнистость листьев озимой ржи вызывается патогенным грибом Helmin-thosporium sativum Pammel, а септориозная – Septoria nodorum Berk. Результаты диагностики пораженности посевов озимой ржи болезнями показали, что развитие гельминтоспориозной пятнистости листьев в период весеннего отрастания составило в зависимости от варианта 2,5–3,2 %, септориозной – 0,7–1,1 %, а распространение – соответственно 9,9–11,2 и 2,5–3,3 %. При этом разница в развитии и распространении болезней между вариантами опыта была незначительной.

В фазу колошения озимой ржи развитие гельминтоспориозной пятнистости листьев озимой ржи увеличилось до 3,5–4,5 %, а септориозной – до 1,5–2,3 %. Распространение болезни при этом составило соответственно 11,9–16,1 и 4,5–7,3 %. Необходимо отметить, что развитие и распространение гельминтоспори-озной пятнистости листьев было меньшим на вариантах озимой ржи по перелогу и чистому пару с внесением минерального NPK, а максимальным – по занятому пару. Минимальное развитие и распространение септо-риозной пятнистости листьев отмечено на варианте озимой ржи по сидеральному пару, более высокое – по занятому пару.

Результаты исследований показали, что озимая рожь, возделываемая по сидеральному пару, в сравнении с возделыванием по занятому меньше поражалась листовыми пятнистостями. Так, развитие гельмин-тоспориозной и септориозной пятнистостей было ниже на 3,5–11,2 и 17,2–46,2 %, а распространение – соответственно до 13,7 и на 1,2–30,0 %, в зависимости от фенологической фазы развития и роста озимой ржи.

Учет засоренности посевов выявил, что более засоренной была озимая рожь, размещенная по занятому пару (табл. 4). Так, в период весеннего отрастания озимой ржи количество сорных растений на данном варианте составило 45 шт/м2, в том числе малолетних – 26, а многолетних – 19 шт/м2. Остальные варианты посевов озимой ржи были засорены существенно ниже. Менее засоренной была рожь, размещенная по чистому пару, – 30–32 шт/м2, в том числе 19–22 малолетних и 10–11 шт/м2 – многолетних сорняков. К уборке озимой ржи засоренность посевов уменьшилась в зависимости от варианта на 11,1–25,5 %.

Засоренность посевов озимой ржи, шт/м2

Таблица 4

Паровой предшественник	Весеннее отрастание			Перед уборкой
	Всего	В том числе		Всего	В том числе
		малолетних	многолетних		малолетних	многолетних
Чистый пар (без удобрений)	32	22	10	25	15	10
Чистый пар (мин. NPK на 3 т/га)	30	19	11	24	16	8
Перелог (без удобрений)	41	25	16	36	22	14
Перелог (мин. NPK на 3 т/га)	40	26	14	30	18	12
Сидеральный пар	36	23	13	32	19	13
Занятый пар	45	26	19	39	23	16
НСР 05	2,3	-	-	1,9

Анализ структуры сорной растительности показал, что посевы озимой ржи в основном были засорены малолетними сорными растениями. Из яровых встречались такие сорняки, как дымянка лекарственная (Fu-maria officinalis), пикульник обыкновенный (Caleopsis tetrahit), крестовник обыкновенный (Senecio vulgaris), полевка продырявленная (Myagrum perfoliatum), просо куриное (Echinochloa crus-galli), горец перечный (Polygonum hidropiper), из зимующих – василек синий (Centaurea cyanus), ромашка непахучая (Matricaria perforata merat), ярутка полевая (Thlaspi arvense), пастушья сумка (Capsella bursa-pastoris). Многолетних сорняков было немного. Из них наибольшее распространение имели осот полевой (Sonchus arvensis), бодяк полевой (Cirsium arvense), льнянка обыкновенная (Linaria vulgaris), вьюнок полевой (Convolvulus arvensis) и хвощ полевой (Eguisetum arvense).

Исследования показали, что возделывание озимой ржи по чистому пару и перелогу с внесением минерального NPK, а также по сидеральному пару позволяет получать существенную прибавку урожая зерна (табл. 5).

Урожайность зерна озимой ржи

Таблица 5

Паровой предшественник	Урожайность, т/га	+, - к контролю, кг/га
Чистый пар (без уд., контроль)	1,89	-
Чистый пар (мин. NPK на 3 т/га)	3,38	+1490
Перелог (без удобрений)	1,99	+10
Перелог (мин. NPK на 3 т/га)	3,36	+1470
Сидеральный пар	2,72	+830
Занятый пар	1,83	-60
НСР 05	0,13

Так, урожайность зерна озимой ржи по чистому пару и перелогу с внесением минерального NPK составила 3,38 и 3,36 т/га. На варианте по сидеральному пару – 2,72 т/га. Прибавка к контролю при этом составила соответственно 1490, 1470 и 830 кг/га. Минимальная урожайность зерна озимой ржи была при посеве по занятому пару.

Выводы. Таким образом, результаты исследований позволяют заключить, что сидерация оздоровляет фитосанитарное состояние посевов озимой ржи. Являясь пищевым и энергетическим материалом для почвенной микрофлоры, запахиваемая органическая масса зеленых удобрений способствует существенному увеличению количества почвенных микромицетов, в том числе и антагонистов грибов – возбудителей болезней растений, повышает показатель общей биологической активности почвы.

Благоприятное влияние сидерации на плодородие почвы и фитосанитарное состояние агроценоза посевов озимой ржи в конечном итоге сказывается на урожайности. Замена чистого и занятого паров сидеральным и возделывание по нему озимой ржи позволяет получать существенное увеличение урожайности зерна.