Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

Необходимость минимизации воздействия биотических стрессоров оптимизационными и регуляторными возможностями агротехнологий обусловлена как неравноценной сортовой устойчивостью к воздействию фитопатогенных организмов, так и вновь разработанными компонентами защиты растений, и в первую очередь – химической природы. Их научно обоснованное применение на яровой пшенице нивелирует экологические и экономические риски и способствует устойчивому развитию зернопроизводства [5]. Очевидно, что эффективность пестицидов зависит не только от природы действующего вещества (ДВ) и его активности, но и от правильного выбора препаративной формы [8], сохраняющей полезные свойства действующего вещества, стабильность рабочих растворов, обеспечивающей качество нанесения и прилипаемости на обрабатываемую поверхность. На современном этапе защиты растений обозначено новое направление – нанофитосанитария ‒ обеспечивающее развитие и решение фитосанитарных вопросов на наноразмерном уровне [4]. Она должна развиваться на основе адаптации общих методологических и методических принципов исследований, новых наноматериалов, методов, технических средств и нанотехнологий. Возможно, эти методы и технологии будут способствовать улучшению препаратативных форм пестицидов, которые должны оцениваться по трем основным критериям – эффективности, экономичности и экологической безопасности для окружающей среды.

Принимая во внимание вышесказанное, наши исследования по разработке инновационных препаратов на основе методов механохимии, а именно получение супрамолекулярных комплексов путем механохимической модификации действующих веществ известных фунгицидов полисахаридами, являются весьма востребованными и актуальными. Известно, что большинство биологически активных соединений относят к классу плохо или нерастворимых в воде и физиологически активных средах [10], что предполагает применять завышенные дозировки ДВ и тем самым приводит к повышению цены на препарат и увеличивает его токсичность для окружающей среды. Для увеличения растворимости таких препаратов нами предложен метод совместной механохимической обработки таких ДВ с водорастворимыми полимерами [9]. Полученные при этом твердые дисперсии обладают повышенной растворимостью в воде, что предполагает увеличение биологической активности этих композиций.

Исследования ведутся в направлении разработки фунгицидных протравителей семян, поскольку протравливание посевного материала является одним из наиболее экологичных способов применения химических препаратов. Это объясняется тем, что фунгициды вносятся только туда, где они действительно необходимы с последующим разложением до кущения растений, и их остатки в зерне не содержатся [2]. Во всех развитых странах мира протравливание относят к законодательно обязательному фитосанитарному мероприятию, направленному против комплекса возбудителей болезней зерновых культур, передающихся семенами и сохраняющихся в почве [3].

Цель исследований – оценить влияние обработки семян композициями на основе беномила, приготовленными с использованием методов механохимии, на фитосанитарное состояние семян и растений, а также продуктивность яровой пшеницы.

Материалы и методы исследования

Испытания композиций беномил: Na-КМЦ (композиция 1) и беномил: Na-КМЦ: крезацин (композиция 2) проведены в лабораторных и полевом экспериментах. В опытах использовали мягкую яровую пшеницу среднераннего срока созревания, сорт Омская 36. Изучали влияние обработки семян на обыкновенную корневую гниль злаков (возбудители – Bipolaris sorokiniana Shoem. (syn. Helminthosporium sativum Pam., King et Bakke, грибы рода Fusarium).

Уровень оздоровления семенного материала при протравливании изучаемыми композициями определяли методом рулонов [1]. В полевых условиях определяли эффективность обработки семян в подавлении развития корневой гнили на растениях яровой пшеницы [7].

Опыты закладывали по схеме:

1 – контроль (без обработки семян);

2 – семена обработаны фунгицидным протравителем Беномил 500 СП, норма расхода препарата 2,0 кг/т семян (эталон);

3 – семена обработаны композицией 1 с нормой расхода 2,0 кг/т семян;

4 – семена обработаны композицией 2 с нормой расхода 2,0 кг/т семян.

Полевой эксперимент закладывали в 2015 г. на опытном поле ФГБНУ «СибНИИЗиХ», расположенном в Центрально-лесостепном Приобском агроландшафтном районе Новосибирской области. Пшеницу высевали по паровому предшественнику сеялкой СН-16, норма высева 6 млн всхожих зерен/га. Площадь делянка 14 м2, расположение делянок систематическое, в 4-кратной повторности. Уборку урожая осуществляли прямым комбайнированием.

Математическую обработку данных осуществляли с помощью пакета прикладных программ «СНЕДЕКОР» [6] и Statistica 6.0.

Результаты исследования и их обсуждение

Зараженность семенного материала возбудителями обыкновенной корневой гнили была высокой и в контроле составила 11,7 (B. sorokiniana) и 12,7 %, (Fusarium spp.), при протравливании Беномилом она снизилась на 100 и 74 % соответственно (табл. 1). В вариантах с применением новых композиций эти два фитопатогена не выявлены. На необработанных семенах выделялись грибы Alternaria spp. (33,9 %), они подавлялись Беномилом на 58 %, композицией 1 – на 82 % и полностью – при обработке семян композицией 2. Рост грибов Penicillium spp. сильнее ограничивало применение композиции 1. Наряду с грибной инфекцией, фитоэкспертиза выявила высокий процент и бактериозной, которая эффективно подавлялась при обработке семян всеми препаратами. Это в конечном итоге положительно сказалось на всхожести семян, которая увеличилась практически одинаково на 15,2–18,3 %, больше – при использовании новых композиций. При посеве протравленного посевного материала в условиях лаборатории (почвенный субстрат (чернозем выщелоченный, сосуды) проявилась разница в динамике всхожести растений пшеницы. Через 3 суток после посева максимальное количество взошедших растений фиксировали в варианте с обработкой композицией 1 – 46,7 % (в контроле – 5 %, при применении Беномила – 0 %, композиции 2 – 6,7 %). Основная масса растений в этих вариантах взошла через 4 суток и варьировала в пределах 70–78,3 %. К 6-м суткам всхожесть семян в контроле достигла 80 %, в варианте с Беномилом – 85 %, а с композициями 1 и 2 – 88,3 и 83,3 % соответственно.

В полевых условиях пшеница в начале своего развития при посеве обработанными семенами имела более здоровую корневую систему, и лучший эффект был отмечен при применении композиции 2 (табл. 2). К фазе кущения оздоровительный эффект обработки семян снижался, но в варианте с применением композиции 1 был сопоставим с эталоном. Дальнейшего снижения эффективности этого приема не наблюдали вплоть до фазы молочной спелости зерна.

При детальном анализе влияния композиций на развитие обыкновенной корневой гнили в самый уязвимый период роста растения, когда фитопатогены могут вызывать поражения, приводящие к гибели растения (2 листа), было выявлено значительное снижение встречаемости растений с пораженными первичными корнями (в 2,7; 1,7 раз – композиция 1 и композиция 2) и колеоптиле (в 6,0, 4,0 раза соответственно) относительно контроля (табл. 3). Самый высокий фитосанитарный результат получен при применении композиции, содержащей крезацин (биологическая эффективность относительно развития болезни = 78,8 %; распространенности = 74,7 %).

На начальном этапе развития пшеницы (фазы 2 листа и кущение) выявлена стимуляция роста растений при применении композиции 1 (рисунок).

Таблица 1

Фитопатогенный комплекс и биологическая эффективность предпосевной обработки семян мягкой яровой пшеницы новыми композициями

Таблица 2

Эффективность предпосевной обработки семян мягкой яровой пшеницы новыми композициями

Таблица 3

Пораженность растений мягкой яровой пшеницы обыкновенной корневой гнилью при посеве семенами, обработанными новыми композициями, фаза 2 листа, %

Динамика роста мягкой яровой пшеницы, защищенной от почвенно-семенной инфекции новыми композициями

Таблица 4

Влияние обработки семян новыми композициями на структуру продуктивности и урожайность яровой мягкой пшеницы Омская 36

По сравнению с чистым контролем (18,4 см; НСР05 = 0,97) высота надземной части растений в фазе 2 листа варианте с композицией 1 (20,0 см) увеличивалась на 8,7 %. Беномил (18,7 см) и композиция 2 (18,1 см) не оказали влияния на рост растений, и высота их надземной части практически соответствовала таковой в чистом контроле. К фазе кущения достоверный ростостимулирующий эффект композиции 1(43,2 см) сохранялся (чистый контроль – 40,8; Беномил – 41,0; композиция 2 – 40,3 см, НСР05 = 1,71). Высота растений, защищенных изучаемыми композициями, превысила контроль в конце вегетации пшеницы на 6,9 и 9,9 см, химический эталон – на 4 и 7 см (табл. 4).

Обработка семян новыми композициями оказывала влияние не только на полевую всхожесть, но и на сохранность растений к уборке – здесь количество растений на 1 м2 существенно превышало контроль – на 56 и 45 % в варианте с композицией 1 и 2, а эталон – на 21 и 13 % соответственно. Число продуктивных стеблей было существенно выше при применении композиции 1 – на 20 и 12 % в сравнении с контролем и Беномилом. Обработка семян композицией 2, так же как и Беномилом, привела к достоверному увеличению числа колосков в главном колосе. Число зерен в колосе увеличилось на 9,2 % в сравнении с контролем также при использовании композиции 2. Масса зерна главного колоса превышала контрольный показатель примерно на 8 % при обработке семян новыми композициями и имела тенденцию к росту в сравнении c Беномилом. В этих же вариантах формировалось зерно с более высокой массой, а при применении композиции 1 масса 1000 зерен была выше на 9,6 % в сравнении с контролем и Беномилом.

Вегетационный период 2015 г. по метеорологическим условиям в целом был благоприятным для возделывания яровой пшеницы, и в контроле сбор зерна составил 3,9 т/га. Предпосевная обработка семян композицией 1 обеспечила рост урожайности на 0,2 т/га, что сопоставимо с применением протравителя Беномил. Протравливание семян композицией 2 повысило урожайность на 0,1 т/га.

Таким образом, изучение эффективности предпосевного протравливания семян фунгицидами, приготовленными методом механохимии, показало, что эти препараты полностью оздоравливали посевной материал от грибов B. sorokiniana, Fusarium spp. В течение всей вегетации новые препараты успешно контролировали корневую гниль со снижением индекса развития на фазе 2 листьев – в 2,1–2,7, кущения – 1,2–1,4 и молочной спелости – в 1,4–1,5 раза. Изучаемые фитосанитарные средства влияли на ростовые процессы и плотность посевов, их положительное воздействие отмечено практически на все показатели структуры урожайности мягкой яровой пшеницы, что в конечном итоге сказалось на урожайности зерна. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности продолжения исследований по оптимизации препаративных форм протравителей методами механохимии.