Картофель поражается широким спектром грибных, вирусных, бактериальных и неинфекционных заболеваний [1]. Одной из причин, препятствующих получению высоких и стабильных урожаев качественных клубней, является широкое распространение болезней, обусловленное особенностями культуры (богатые углеводами клубни и ботва; поражение возбудителями болезней до всходов, в период вегетации и при хранении; вегетативное размножение), изменение биологических свойств патогенов (повышение их пластичности, адаптивности, патогенности).
Современное сельскохозяйственное производство невозможно представить без рационального и эффективного применения химических и биологических средств защиты растений, так как по данным наших специалистов в РФ потери урожая картофеля от болезней и вредителей в среднем составляют 20–30 %, а иногда достигают 50 % и выше [2].
Основным методом борьбы с вредными организмами, получившим наибольшее распространение на практике, стал химический, в связи с его достаточно высокой эффективностью [3].
Цель работы – разработка методов получения многокомпонентных протравителей на основе тебуконазола и других действующих веществ, изучение их биологической эффективности в отношении возбудителей гнилей при хранении и ризоктониоза картофеля в период вегетации, а также их влияния на урожайность культуры.
Материалы и методы исследования
В качестве химических объектов исследования были выбраны:
– тебуконазол (ТБК), д.в. которого (RS)-1р-хлорфенил-4,4-диметил-3-(1H-1,2,4-триазол-1-ил-метил)пентан-3-ил. Бесцветные кристаллы, хорошо растворяются в органических растворителях, плохо в воде (1 мг/л) [4].
– Тиурам Д (ТМТД), д.в. которого бис (диметилтиокарбамил)дисульфид. Белый или светло-серый порошок. Хорощо растворяется в большинстве органических растворителей, плохо в воде (16 мг/л) [4].
– Карбендазим (БМК), д.в. которого N-(бензимидазолил-2)-О-метилкарбамат. Сероватый порошок, плохо растворим в воде и многих органических растворителях [4].
– Нафталевый ангидрид (НА), д.в. которого ангидрид нафталин-1,8-дикарбоновой кислоты. Слегка желтоватые кристаллы, которые растворимы в органических растворителях и не растворимы в воде (2,5 мг/л) [4].
В качестве формообразуюших компонентов использованы натриевая соль карбоксиметил-целлюлозы марки Cekol 700, растворители (изопропанол, ПЭГ-400, вода), эмульгаторы, ПАВы и пр.
Планировали получение многокомпонентных композиций с комплексным (фунгицидное, инсектицидное, антидотное) действием. Суспензионные формы ТБК и его комбинаций с ТМТД, БМК и НА готовили с использованием валковой мельницы в условиях, описанных нами ранее [5]. Полученные суспензионные концентраты (СК) протравителей следующего состава:
– СК-210 (10 мг ТБК и 160 мг ТМТД в 1 г СК );
– СК-211 (7,2 мг ТБК и 121 мг ТМТД и 21,1 мг БМК в 1 г СК);
– СК-213 (14 мг ТБК + 233 мг ТМТД + 58 мг НА в 1 г СК);
были переданы на биологические испытания, которые провели в 2014–2015 гг. При этом были поставлены следующие задачи исследования:
– изучить распространенность гнилей в зимний период при обработке клубней протравителями перед закладкой на хранение;
– изучить особенности формирования фитосанитарной ситуации в посадках картофеля в отношении ризоктониоза при обработке клубней протравителями перед посадкой культуры;
– дать оценку продуктивности культуры под действием разработанных протравителей.
В связи с поставленными целью и задачами исследований объектами исследований были выбраны картофель (Solanum tuberosum L.), ризоктониоз картофеля (Rhizoсtonia solani Kuch.), сухие гнили при хранении (Fusarium spp. и Phoma exiqua sp.). Методика проведения биологических исследований описана нами ранее [6]. В качестве химического контроля был выбран фунгицид Колфуго-Супер, КС (200 г/л) [7] .
Результаты исследования и их обсуждение
Изучение влияния препаратов на возбудителей фузариозов и фомоза показали, что препараты СК-210, СК-211 и стандарт имели достаточно высокую эффективность в период хранения, а именно весовой процент клубней больных сухими гнилями был соответственно ниже в 1,6; 2,0 и 1,9 раза в сравнении с контрольным вариантом (рис. 1). И в то же время препараты СК-210 и СК-211 были эффективнее стандарта в 1,3–1,4 раза (рис. 2).
Изучение действия препаратов против ризоктониоза картофеля показало, что разработанные нами протравители в данном случае также оказывали влияние на развитие болезни, но их эффективность варьировал в зависимости от срока их применения (табл. 1).
Установлено, что в среднем по фактору защита препараты серии СК достоверно снижали развитие болезни в период всходов в 5,8–7,3 раза или растения были полностью здоровы, а в фазу бутонизации-цветения – в 2,7–5,5 раза. Эффективность химического контроля была ниже, а именно, в 2,6 и 2,3 раза соответственно. В среднем по фактору срок эффективность протравителей была выше при весенней обработке посадочного материала. Так, развитие ризоктониоза на растениях в фазу полных всходов было достоверно ниже в 2,1 раза, а в период бутонизации-цветения – в 1,3 раза при использовании защитных составов перед посадкой.
Рис. 1. Влияние препаратов на сухие гнили при хранении
Рис. 2. Биологическая эффективность препаратов в отношении сухих гнилей при хранении, %
В фазу полных всходов эффективно снижали данный показатель все протравители серии СК, как при протравливании семенных клубней перед закладкой их на хранение, так и весной. Развитие ризоктониоза в вариантах с образцами СК-211, СК-212 и СК-213 в данный период были достоверно ниже в 3,0–20,4 раза, в сравнении с контролем и в 1,7–11,7 – в сравнении со стандартом. Тенденции, наблюдаемые в фазу полных всходов, сохранились и в период бутонизации – начала цветения культуры. Наибольшую эффективность в данный период в отношении ризоктониоза имели все препараты серии СК и стандарт. Минимальные значения развития болезни в этом случае наблюдали при использовании их весной перед посадкой, которые в сравнении с контрольным вариантом были ниже в 2,4–32,5 раза. При осеннем протравливании клубней максимально эффективны были препараты СК 210 и СК 213, в этих случаях развитие ризоктониоза было существенно ниже в 3,2 и 32,5 раза соответственно.
Исследование морфометрических показателей культуры выявило, что в среднем по фактору защита все препараты, как в период всходов, так и в период бутонизации-цветения не оказывали достоверного влияния на высоту растений в сравнении с контрольным вариантом. При этом Колфуго Супер, КС к фазе бутонизации – начала цветения способствовал существенному снижению данного показателя на 14,5 % (табл. 2). В среднем по фактору срок более благоприятным для растений картофеля оказалось осеннее использование протравителей. Так картофель, выросший из клубней обработанных осенью был достоверно выше на 3,2 см, в сравнении с культивируемым из посадочного материала протравленного весной (к фазе бутонизации-цветения это влияние нивелировалось).
Анализ частных средних показал достоверное снижение темпов роста, как в фазу полных всходов, так и в период бутонизации – начала цветения в варианте с использованием препарата СК-211 для весеннего протравливания. Подобное явления также отмечено в фазу бутонизации – начала цветения для стандарта (при весеннем и осеннем протравливании).
Таблица 1
Влияние препаратов на развитие ризоктониоза, %
№ п/п |
Вариант защиты |
Срок применения фунгицида |
Средние по фактору защита |
|
осень |
весна |
|||
Фаза полных всходов |
||||
1 |
Контроль без обработки |
20,4 |
20,4 |
|
2 |
Колфуго Супер, КС |
11,7 |
4,2 |
7,9 |
3 |
СК 210 |
0 |
0 |
0 |
4 |
СК 211 |
6,9 |
0 |
3,5 |
5 |
СК 213 |
5,6 |
0 |
2,8 |
Средние по фактору срок |
10,1 |
4,9 |
||
НСР0,95 |
по факторам: защита – 2,5; срок – 1,6; частных средних – 3,5 |
|||
Фаза бутонизации-цветения |
||||
1 |
Контроль без обработки |
32,5 |
32,5 |
|
2 |
Колфуго Супер, КС |
22,5 |
5,8 |
14,2 |
3 |
СК 210 |
0 |
11,7 |
5,9 |
4 |
СК 211 |
20,0 |
0 |
10,0 |
5 |
СК 213 |
10,0 |
13,7 |
11,9 |
Средние по фактору срок |
17,0 |
12,7 |
||
НСР0,95 |
по факторам: защита – 2,0; срок – 1,3; частных средних – 2,9 |
Таблица 2
Влияние препаратов на высоту растений картофеля, см
№ п/п |
Вариант защиты |
Срок применения фунгицида |
Средние по фактору защита |
|
осень |
весна |
|||
Фаза полных всходов |
||||
1 |
Контроль без обработки |
28,7 |
28,7 |
|
2 |
Колфуго Супер, КС |
32,8 |
29,9 |
31,4 |
3 |
СК 210 |
32,3 |
27,0 |
29,7 |
4 |
СК 211 |
30,4 |
22,8 |
26,6 |
5 |
СК 213 |
31,6 |
30,5 |
31,1 |
Средние по фактору срок |
31,2 |
28,0 |
||
НСР0,95 |
по факторам: защита – 3,1; срок – 2,0; частных средних – 4,4 |
|||
Фаза бутонизации-цветения |
||||
1 |
Контроль без обработки |
59,5 |
59,5 |
|
2 |
Колфуго Супер, КС |
49,3 |
52,4 |
50,9 |
3 |
СК 210 |
60,1 |
59,5 |
59,8 |
4 |
СК 211 |
58,2 |
52,0 |
55,1 |
5 |
СК 213 |
55,4 |
56,3 |
55,9 |
Средние по фактору срок |
56,5 |
55,9 |
55,9 |
|
НСР0,95 |
по факторам: защита – 4,8; срок – 3,1; частных средних – 6,9 |
Таблица 3
Влияние препаратов на фитомассу картофеля, г/1 растение
№ п/п |
Вариант защиты |
Срок применения фунгицида |
Средние по фактору защита |
|
осень |
весна |
|||
Фаза полных всходов |
||||
1 |
Контроль без обработки |
118,7 |
118,7 |
|
2 |
Колфуго Супер, КС |
175,0 |
92,5 |
133,7 |
3 |
СК 210 |
153,8 |
71,3 |
112,6 |
4 |
СК 211 |
165,0 |
95,0 |
130,0 |
5 |
СК 213 |
175,0 |
146,3 |
160,7 |
Средние по фактору срок |
157,5 |
104,8 |
||
НСР0,95 |
по факторам: защита – 72,3; срок – 45,7; частных средних – 97,3 |
|||
Фаза бутонизации – начала цветения |
||||
1 |
Контроль без обработки |
406,2 |
406,2 |
|
2 |
Колфуго Супер, КС |
180,0 |
433,7 |
306,8 |
3 |
СК 210 |
431,3 |
378,8 |
405,1 |
4 |
СК 211 |
411,3 |
286,3 |
348,8 |
5 |
СК 213 |
350,0 |
260,0 |
305,0 |
Средние по фактору срок |
355,8 |
353,0 |
||
НСР0,95 |
по факторам: защита – 295,8; срок – 187,1; частных средних – 300,5 |
Таблица 4
Влияние препаратов на валовый урожай культуры, т/га
№ п/п |
Вариант защиты |
Срок применения фунгицида |
Средние по фактору защита |
Прибавка урожая, % |
||
осень |
весна |
осень |
весна |
|||
1 |
Контроль без обработки |
17,7 |
17,7 |
– |
||
2 |
Колфуго Супер, КС |
17,6 |
19,3 |
18,4 |
– |
9,0 |
3 |
СК 210 |
19,8 |
20,2 |
20,0 |
11,9 |
14,1 |
4 |
СК 211 |
17,5 |
16,9 |
17,2 |
– |
- |
5 |
СК 213 |
18,3 |
20,5 |
19,4 |
3,4 |
15,8 |
Средние по фактору срок |
15,0 |
18,9 |
||||
НСР0,95 |
по факторам: защита – 1,5; срок – 0,9; частных средних – 2,1 |
Отмечены тенденции влияния разработанных протравителей серии СК на массу растений картофеля (табл. 3). Также следует отметить, что в период всходов в среднем по фактору растения, выросшие из клубней протравленных осенью, были достоверно выше, чем таковые, полученные из семенного материала, обработанного весной, а к фазе бутонизации-цветения в основном все различия сглаживались.
Комплексное действие разработанных нами протравителей на развитие заболевания, развитие и рост растений картофеля обусловило урожайность культуры (табл. 4). В среднем по фактору защита препараты СК 210 и СК 213 обеспечили достоверную прибавку урожая в размере 1,7–2,3 т/га. Обработка клубней перед посадкой разработанными протравителями позволила в среднем по фактору срок существенно поднять урожайность картофеля на 3,9 т/га.
Протравители серии СК влияли не только на валовую урожайность культуры, но и на его качество (рис. 3–5). Так в среднем по фактору защита они снижали весовой процент непригодных клубней в 2,9–4,4, и достоверно повысить урожай здоровых клубней в 1,4 раза. Срок применения протравителей также оказал влияние на данный показатель. Протравливание клубней перед посадкой позволило снизить весовой процент непригодных клубней, а также увеличить выход здоровой продукции в 1,2 раза.
Рис. 3. Влияние препаратов на качество клубней нового урожая
Рис. 4. Влияние препаратов на урожай здоровых клубней, т/га
В целом по опыту применение препаратов серии СК весной снижало весовой процент непригодных клубней в 3,3–6,6 раза в сравнении с контролем и в 1,7–3,5 раза в сравнении со стандартом. Использование разработанных протравителей осенью не было столь эффективно. В этом случае минимальный весовой процент непригодных клубней наблюдали при использовании СК 213, где показатель был ниже в 3,3 раза в сравнении с контролем и в 1,4 раза в сравнении со Колфуго Супер. Препараты СК 210 и СК 211, при использовании их для осеннего протравливания, показали эффективность на уровне стандарта. Максимальный выход здоровой продукции был получен в вариантах СК 210 (осеннее и весеннее протравливание клубней) и СК 213 (весеннее протравливание клубней), что выше в 1,4–1,5 раза, чем в контроле, и в 1,2 раза, чем в варианте с Колфуго Супер.
Рис. 5. Увеличение выхода здоровых клубней, %
Выводы
Разработаны рецептуры суспензионных протравителей на основе ТБК, определена их биологическая эффективность в отношении сухих гнилей при хранении и ризоктониоза картофеля и выявлено их влияние на биометрические показатели растений и урожайность культуры и качество нового урожая. Наибольшую биологическую эффективность против сухих гнилей при хранении показали СК-210 и СК-211 с нормой расхода 560 и 580 мл/т, соответственно. Более всего снижал развитие ризоктониоза в период вегетации СК-210 с нормой расхода 560 мл/т. Наибольшую продуктивность у растений картофеля и выход здоровых клубней наблюдали при использовании препаратов СК-210 и СК-213 с нормой расхода 560 и 570 мл/т соответственно. Таким образом, универсальным составом для снижения распространенности сухих гнилей при хранении и развития ризоктониоза в период вегетации, а также повышения продуктивности культуры и качества полученной продукции является СК-210. Для снижения развития ризоктониоза в период вегетации и повышения продуктивности культуры и качества полученной продукции целесообразно применять СК-213.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант no. 15-29-05792).