Экологически безопасные средства и способы снижения вредоносности фузариоза в агробиоценозе подсолнечника

Введение. За последние несколько лет подсолнечник стал одной из ведущих технических культур в Краснодарском крае. Чрезвычайно высокая окупаемость его производства, повышенный спрос международного и внутреннего рынка на растительное масло и высокобелковый шрот, привели к тому, что в сельскохозяйственном производстве эта культура имеет практически главенствующее значение.

Однако низкая культура земледелия, несоблюдение севооборотов, сроков и качества технологических операций, плохая организация труда могут привести к значительному накоплению в почве почвообитающих вредителей и патогенных организмов, вызывающих опасные заболевания подсолнечника, например, фузариоз.

Во многих районах Краснодарского края возбудитель болезни поражает от 30

до 60 % растений в посевах подсолнечника. Численность популяции Fusarium в культивируемых почвах выше, чем в некультивируемых [1].

Без сомнения наиболее эффективным способом борьбы с болезнями и вредителями на сегодняшний день остается химический метод, однако сельское хозяйство в настоящее время испытывает тяжелейший экологический кризис. Мировой рынок пестицидов оценивается в сумму около 30 миллиардов долларов ежегодно. Используется более миллиона тонн пестицидов, причем 60 % из них – в сельском хозяйстве.

Сегодня предлагается выбор из 5000 видов пестицидов и 700 химических ингредиентов. Потребление пестицидов за последние годы возросло в десятки раз, но потери урожая из-за вредных организмов не уменьшились, а наоборот возрастают. Сегодня уже предлагается выбор из 5 000 видов пестицидов и 700 химических ингридиентов. Как не парадоксально, но подобная статистика ставит под сомнение "эффективность" пестицидов [9; 10; 11].

Почвы являются центральным элементом агроэкосистем, и разрушительное, патогенное воздействие от антиэкологичес-ких энергетических действий проявляется в первую очередь именно в этом компоненте. Использование земельных угодий человеком всегда сопровождалось потерей продуктивных земель. За последние десять тысяч лет было потеряно 2000 млн. га (в среднем 0,2 млн. га в год). На последние 300 лет приходится потеря 700 млн. га (2,3 млн. га в год). За последние 50 лет выпали из использования 300 млн. га (6 млн. га в год). Таким образом, за период существования земледелия скорость потери возросла в 50 раз [11].

Для большинства видов Fusarium sp. почва является наиболее пригодным местообитанием. В большинстве своем виды Fusarium можно отнести к корнеобитающим и ризосферным.

Пахотный слой земли – ризосфера – это сложный живой организм, в котором миллиарды микроорганизмов активно способствуют повышению плодородия почвы и достижения высоких урожаев. Однако микроскопические плесневые грибы, содержащиеся в почве, способны на корню поражать сельхозпродукцию, и делать семена болезнетворными. Из продуктов питания и кормов для животных выделено около 30 тыс. видов плесневых грибов, многие из которых выделяют микотоксины.

Весьма существенным фактором, влияющим на жизнедеятельность микроорганизмов, и в частности грибов, является внесение в почву минеральных удобрений. Внесение в почву удобрений изменяет и условия существования почвенных микроорганизмов, которые также нуждаются в минеральных элементах. При благоприятных климатических условиях численность микроорганизмов и их активность после удобрения почвы значительно возрастают. Усиление размножения микроорганизмов в удобренных почвах сказывается на активизации процессов, протекающих в ней.

Известно, что изменение соотношения аммонийного и нитратного азота в пользу первого усиливает вредоносность фуза-риоза, аналогично влияет и высокое содержание фосфора. Так, как рост гриба усиливается в кислых почвах при 40-60 % ее влагоемкости, в связи с этим положительный эффект против фузариоза может быть получен при известковании [8; 15].

На сегодняшний день наиболее перспективным способом решения задач оптимизации фитосанитарного состояния посевов подсолнечника является комплексный агроэкологический подход. При этом подходе - агроэкосистема рассматривается как целостная система с учетом всех трофических уровней, закономерностей функциональных связей между ними и с учетом потока и трансформации энергии. Как важный компонент агроэкосистемы рассматривается ее социальноэкономическая природа [13].

Следует отметить, что в истории развития идей экологической оптимизации сельского хозяйства, еще задолго до начала развития интенсивного сельского хозяйства ценные положения были высказаны А.Т. Болотовым и В.Р. Вильямсом, которые являются пионерами агроэкологии, и в своих работах писали о необходимости рационального использования агроресурсов. Однако деятельность этих выдающихся ученых проходила в период экстенсивных экосистем в сельском хозяйстве, когда антропогенные воздействия внутри агроэкосистемы не намного превышали ее компенсационные возможности [5].

Как элемент агроэкологической системы оптимизации фитосанитарного состояния посевов подсолнечника, а также улучшения состояния почв и способом снижения распространения и развития фитопатогенов может являться внесение в почву естественного мелиоранта. К таким ценным мелиорантам можно отнести дефе-кат (отход сахарного производства), который в тонкоразмолотом состоянии по своей эффективности превосходит СаСО3. Под влиянием дефеката оптимизируется величина рН, повышается степень насыщенности почв основаниями с 67-69 до 88-89 %, повышается содержание нитратов, однако незначительно снижается содержание фосфатов, количество калия остается стабильным. Применение дефеката улучшает физическое состояние почв. Содержание ценных агрегатов (размером 2-5 мм) приближается к оптимальному количеству, которое составляет 20 %. Применение дефеката увеличивает теплопроводность и температуропроводность почвы в слое 0-30 см, оказывает положительное влияние на накопление бактерий, актиномице-тов и целлюлозоразрушающих микроорганизмов и резко снижает численность грибной микрофлоры [3; 4; 10; 11].

Задачей наших исследований являлось изучение влияния естественного мелиоранта, дефеката, на стабилизацию фито-санитарного состояния агробиоценоза подсолнечника.

Материалы и методы. Исследования проводили в полевых условиях на 1-м отделении ВНИИМК и в лабораторных условиях в отделе защиты растений ВНИИМК на подсолнечнике сорт Родник (Р-453).

В опыте использовали дефекат Динско-го сахарного завода Краснодарского края. Подсушенный до сыпучего состояния (влажность 25-30 %) дефекат содержит: СаСО 3 – 60-75 %, органических веществ – 10-15, N – 0,2-0,7, Р 2 О 5 – 0,2-0,9, K 2 O – 0,31,0 %, магний, серу и микроэлементы.

Схема опыта:

• 1.    Контроль;

• 2.    Дефекат, доза 10,9 кг/делянку (из расчета 3,9 т/га N 40 P 16 K 22 Ca 354 );

• 3.    Дефекат, доза 16,5 кг/делянку (из расчета 5,88 т/га N 60 P 24 K 34 Ca 534 ).

Повторность опыта 4-кратная, площадь каждой делянки – 28 м2. Перед посевом подсолнечника дефекат разбрасывали по поверхности почвы, после чего проводили культивацию мотоблоком «Крот» на глубину 12-15 см.

Фитопатологические исследования проведены по методикам М.С. Самуцевича, В.В. Косова и И.Я. Полякова, Н.А. Наумовой [12; 9; 7].

Для исследования почвенной микрофлоры образцы почвы отбирали в стерильные бюксы, в следующие фазы развития подсолнечника: всходы, цветение и созревание. Почва взята вне ризосферы растений на глубине 5-10 и 15-20 см на каждой повторности всех вариантов опыта, в области ризосферы – на глубине 5-10 см, где наиболее возможно заражение растений возбудителем фузариоза. Параллельно брали пробы на определение влажнос-ти почвы весовым методом.

Свежие образцы почвы высеяны в чашки Петри на селективную среду Чапека методом разведения (1:500000, что соответствует навеске 0,001 г/чашку). После выращивания колоний грибов следовала их идентификация.

При проведении исследований учитывали полевую всхожесть семян подсолнечника, густоту стояния растений, поражение растений фузариозом, также изучали элементы структуры урожая.

Во время уборки с каждой делянки срезали корзинки, которые обмолачивались на комбайне «Сампо». Согласно общепринятым методикам определены сорность, влажность семян и урожайность подсолнечника. Результаты исследований обработаны соответствующим статистическим методом дисперсионного анализа в изложении Б.А. Доспехова [2].

Результаты и обсуждение. При проведении учетов в фазе всходов установлено, что количество грибов рода Fusarium по сравнению с контролем уменьшилось при применении мелиоранта в дозе 3,9 т/га на глубине 5-10 см на 12,1 %, в области ризосферы – на 9,4 %, на глубине 15-20 см – на 21,7 %. При увеличении дозы внесения известкового осадка до 5,9 т/га численность грибов снизилась на 30,5 %, 31,7 и 15,5 % соответственно.

Количество грибов рода Penicillium по сравнению с контролем уменьшилось при применении мелиоранта в дозе 3,9 т/га на глубине 5-10 см на 5,9 %, в области ризосферы – на 6,7 %, а на глубине 15-20 см – напротив, увеличилось на 14,2 %. При увеличении дозы внесения известкового осадка до 5,9 т/га численность грибов увеличилась: на глубине 5-10 см незначительно – на 2,0 %, в области ризосферы и на глубине 15-20 см – намного больше – на 31,0 и 8,4 % соответственно (рис. 1).

■Количество грибов рода Fusarium в почве на глубине 5-10 см;

• ■ //7/в области ризосферы на глубине 5-10 см;

•■■ //7/в почве на глубине 15-20 см;

t Количество грибов рода Penicillium в почве на глубине 5-10 см;

■ //-//в области ризосферы на глубине 5-10 см:2 • //-//в почве на глубине 15-20 см

Рисунок 1 – Количество грибов родов Fusarium и Penicillium при внесении в почву дефеката (учет проведен в фазе всходов), ВНИИМК, 2003-2004 гг.

Подобные трансформации грибного комплекса почвы обнаружены и при проведении учетов в фазе цветения (рис. 2).

Доза дефе ката, т/га

^—Количество грибов рода Fusarium в почве на глубине 5-10 см;

■ ■ //7/в области ризосферы на глубине 5-10 см;

-- - //-//в почве на глубине 15-20 см;

—*—Количество грибов рода Penicillium в почве на глубине 5-10 см;

^^//-//в области ризосферы на глубине 5-10 см;2 • //-//в почве на глубине 15-20 см

Рисунок 2 – Количество грибов рода Fusarium и Penicillium при внесении в почву дефеката (учет проведен в фазе цветения),

ВНИИМК, 2003-2004 гг.

Снижение относительного содержания представителей рода Penicillium в слое почвы 5-10 см при дозе дефеката 5,9 т/га на 14,9 %, на фоне снижения количества грибов Fusarium объясняется активным захватом субстрата грибами рода Aspergillus . Внесение известкового осадка оказало большое влияние на освобождение почвы от фитопаразитов. Это мероприятие интенсифицировало деятельность почвенных микроорганизмов и ускорило распад растительных остатков, на которых живут многие фитопатогенные микроорганизмы, что привело к быстрой гибели возбудителей заболеваний.

При проведении учетов в фазе созревания сложилась такая же ситуация в варианте с применением дефеката в дозе 5,9 т/га на глубине 5-10 см в области ризосферы (рис. 3).

Рисунок 3 – Количество грибов рода Fusarium и Penicillium при внесении в почву дефеката (учет проведен в фазе созревания), ВНИИМК, 2003-2004 гг.

Влияние дефеката, сдерживающее проникновение патогена в сосудистую систему растений, сказалось положительно на снижении распространенности фуза-риоза в посевах подсолнечника (табл. 1).

Таблица 1

Влияние дефеката на распространенность фузариоза на подсолнечнике, сорт Р-453

ВНИИМК, 2003-2004 гг.

Дата учетов	Доза дефека-та, т/га	Распространенность болезни, %, повторность
		I	п	ш	W	среднее
7.08	0,0	1,9	1,5	0,0	4,9	2,1
	3,9	0,0	1,3	2,0	1,4	1,2
	5,9	1,3	0,0	0,0	0,0	0,3
11.08	0,0	7,6	4,5	0,0	4,9	4,3
	3,9	0,0	2,6	2,0	1,4	1,5
	5,9	7,2	3,6	4,8	1,9	4,4
29.08	0,0	26,5	13,6	16,4	14,7	17,4
	3,9	3,9	3,8	2,0	5,4	4,0
	5,9	5,1	4,5	12,7	7,6	6,6

Дефекат значительно подавлял развитие грибов рода Fusarium в почве, снижая распространенность фузариоза на 10,8-13,4 %.

За счет содержания питательных элементов дефекат оказал положительное влияние на урожай подсолнечника. При применении обоих доз дефеката по срав- нению с контролем урожай повысился на 0,08 и 0,58 т/га, сбор масла также увеличился по сравнению с контролем – на 0,72,2 %, а кислотное число уменьшилось на 0,5 мг КОН/г (табл. 2).

Таблица 2

Хозяйственная эффективность дефеката на подсолнечнике, сорт Р-453

ВНИИМК, 2003-2004 гг.

Доза дефека-та, т/га	Урожайность, т/га	Маслич-ность, %	Сбор масла, т/га	Кислотное число, мг КОН/ г
0,0	2,64	51,3	1,35	2,0
3,9	3,22	48,9	1,57	1,5
5,9	2,72	52,1	1,42	1,5

Однако было отмечено некоторое снижение масличности семян в варианте с дефекатом в дозе 3,9 т/га.

Меньшая пораженность растений подсолнечника фузариозом в варианте с де-фекатом в дозе 3,9 т/га результировалась в больших значениях элементов структуры урожая за исключением площади корзинки, которая в диаметре была в 1,4 раза меньше, чем в варианте с дозой дефеката 5,9 т/га, но также превысила контроль в 1,6 раз. Количество семян в корзинке в этом варианте превысило контроль 1,2 раза, масса семян с корзинки – в 1,5 раз, масса 1000 семян – в 1,2 раза (табл. 3).

Таблица 3

Структурные показатели урожая подсолнечника, сорт Р-453

ВНИИМК, 2003-2004 гг.

Доза дефе-ката, т/га	Площадь корзинки, см2	Количество семян в корзинке, шт.	Масса семян с корзинки, г	Масса 1000 семян, г
0,0	243	1245	73,0	58,5
3,9	388	1539	107,5	69,7
5,9	544	1518	73,5	65,7

Выводы. Дефекат, являясь достаточно дешевым органическим удобрением и доступным мелиорантом почв, обладает и ценными фунгицидными качествами. Обогащая почву органическим веществом и питательными элементами, снижая ее кислотность, он подавляет развитие фуза- риоза на растениях подсолнечника и, безусловно, может являться элементом агроэкологической системы контроля вредных организмов в агроценозе подсолнечника.