Инновационные экологически мало опасные приёмы в технологии выращивания подсолнечника

Инновационные экологически мало опасные приёмы в технологии выращивания подсолнечника
Задать вопрос
Наши специалисты ответят на любой интересующий вопрос по услуге

Котляров В. В., д. с.-х. н., профессор, Котляров Д. В., к. б. н., докторант КубГАУ

Одной из наиболее рентабельных сельскохозяйственных культур является подсолнечник. Однако в последнее время отмечается тенденция к снижению его урожайности на фоне относительно благоприятных погодных условий, что связано, в первую очередь, с высокой степенью поражения посевов бактериозами (возбудитель Xanthomonas arboricola Vauterin et al.), альтернариозом (возбудитель  Alternaria spp.), фузариями (возбудитель Fusarium oxisporum), а также заразихой (Orobanche cumana). Фитоэкспертиза семян этой культуры из разных регионов России, проведённая нами в период 2014-2017 гг., показала значительную инфицированность возбудителями микозов и бактериозов коммерческих семян (таблица 1, рисунок 1).

Таблица 1 - Результаты фитоэкспертизы коммерческих семян подсолнечника (2014-2017)

Заражённость семян, % Возбудители бактериозов Fusarium Alternaria Плесени
Среднее 10 15 25 15
Предел варьирования 2-70 1-30 5-95 2-20


IMG_2092.JPG

Рисунок 1 – Коммерческие семена подсолнечника, инфицированные бактериями Xanthomonas arboricola Vauterin et al.

Посев семенами, инфицированными этими патогенами, ведёт к изрежеванию всходов, возникновению побурения и отмирания прикорневой части и корней, снижению качества продукции, в том числе повышению кислотного числа. Так, поражение бакериозами может вызвать корневую гниль, пятнистость листьев, ломкость стебля (рисунок 2), уменьшение диаметра корзинки, снижение массы 1000 семян и количества семян в корзинке. Для подавления этой болезни нами (КубГАУ) был разработан комплекс экзогенных аминокислот (АК) специально для подсолнечника – «Индуктор устойчивости подсолнечника к бактериозам» (патент РФ 2535939) и предложен способ его применения.


C:\Users\Котляров\Desktop\podsol1.jpg


Рисунок 2 – Поражение посевов подсолнечника бактериозом (побурение листьев и лепестков корзинки, ломкость стеблей), возбудитель Xanthomonas arboricola Vauterin et al. (ООО «Ростов-Мир» Родионово-Несветайского района Ростовской области, технология «CLEARFIELD», 2011)

В результате проведённых опытов по изучению этого средства было выявлено, что в контрольном варианте проявилось значительное поражение бактериозом корней и листьев растений подсолнечника, причём на всех исследуемых гибридах из разных партий семян практически всех основных селекционно-семеноводческих компаний. При этом распространённость болезни составила 95%, а развитие болезни варьировало от 20 до 80% (в зависимости от партий семян). Однако, в варианте с обработкой раствором АК семена подсолнечника растения подсолнечника практически избежали поражения бактериозами (таблица 2).


Таблица 2 – Иммунологическая характеристика проростков подсолнечника под влиянием обработки семян комплексом АК (2014)

Название гибрида Распространённость болезни, % Развитие болезни,
%
Контроль Обработка АК Контроль Обработка АК
НК Брио 95 2 80 0-2
Махаон 95 2 80 0-2


В более поздние фазы развития подсолнечника из-за генерализованного бактериоза корзинки образуются недоразвитые, значительно меньше в диаметре (рисунок 3).

C:\Users\Котляров\Desktop\podsol4.jpg


Рисунок 3 – Величина корзинки подсолнечника сорта СПК под влиянием обработки  семян и растений АК комплексом – справа по сравнению с контролем (растения поражены бактериозом) – слева (ОПХ «Березанское», 2012)

Они преждевременно созревают и усыхают, при этом полноценные семена образуются только с краю корзинки, а ближе к центру формируются щуплые, мелкие (рисунок 4), легковесные семена с низкой всхожестью.

Резкое снижение поражения растений бактериозом под влиянием обработки АК положительно повлияло на повышение диаметра корзинки (см. рисунок 3) и качества продукции – увеличении массы 1000 семян подсолнечника (которая при густоте стояния 25-30 тысяч растений на 1 га достигает 150 г), а также выхода кондиционного ядра, который превышает 70% (таблица 3, рисунок  4).

Таблица 3 – Показатели качества зерна кондитерского сорта СПК под влиянием обработки  семян и растений АК комплексом на основе метионина (ОПХ «Березанское», 2012)

Вариант опыта Масса 1000 семян, г Выход кондиционного ядра, %
Контроль 110 58
С обработкой АК 149 75


C:\Users\Котляров\Desktop\podsol5.jpg


Рисунок 4 – Семена подсолнечника сорта СПК под влиянием обработки  АК комплексом (семян и растений): слева вариант с обработкой АК; справа контроль  (ОПХ «Березанское», 2012)

Кроме того в ходе вегетационных опытов было установлено, что обработка этим комплексом АК ускоряет ростовые процессы у растений подсолнечника (в 1,5 раза относительно контрольного варианта). Так, в контрольном варианте прирост подсолнечника через 5 дней составлял +18%, в тоже время в обработанном варианте + 30 %. А через 15 дней этот показатель увеличился до + 50 % и + 65 % соответственно (рисунок 5).  

Рисунок 5 – Темпы роста растений подсолнечника под влиянием обработки  комплексом аминокислот (вегетационный опыт в климатической камере, 2012)


Эти результаты подтвердились и в производственном испытании, проведённом  в 2015 г. в ООО «Бионика» Челябинской области – высота растений в варианте с обработкой оказалась в 1,5 раза больше чем на контроле (рисунок 6). Всё это оказало влияние на возрастание урожайности семян в производственных испытаниях, проведённых на юге России на площади по 50 га в каждом пункте (таблица 5).

C:\Users\Владимир\Desktop\100PHOTO\SAM_0308.JPG


Рисунок 6 – Ускорение ростовых процессов подсолнечника под влиянием обработки комплексом аминокислот (слева) относительно варианта без обработки (справа) в условиях эпифитотии бактериоза (Челябинская область, ООО «Бионика», 2015)


Таблица 5 – Урожайность семян подсолнечника под влиянием обработки комплексом АК в производственных испытаниях

Годы
Место
проведения опытов
Урожайность семян, т с 1 га
Контроль
С обработкой семян и растений
2010 ООО «Колос» Родионово-Несветайского района Ростовской области 0,8 1,8
2012 ОПХ «Березанское»,
Краснодарский край
1,2 2,4

Нельзя не отметить и постоянное возникновение новых рас заразихи (Orobanche cumana) в ответ на выведение и внедрение более устойчивых гибридов этой культуры на фоне увеличения площади под ней и нарушения чередования культур в севообороте (Горбаченко, 2010). Альтернативой заразихоустойчивым сортам является технология «CLEARFIELD». Однако и у неё есть изъяны – проблему бактериозов она не решает, обнаружено последействие гербицидов (Евролайтинг) на озимую пшеницу (основную культуру в этом звене севооборота). Поэтому после обработки допускается её посев минимум через 4 месяца (Шабанов, 2013), а в условиях засухи и более (примеч. автора). Поэтому очень важен поиск и альтернативных путей. Экологически безопасной альтернативой может быть использование экзогенных АК специфически ингибирующих заразиху. Они впервые были выявлены и испытаны нами в 2010-2012 гг. и запатентованы (Котляров, 2012). Эти экзогенные АК ингибируют биосинтез ферментов, контролирующих образование определённых АК в тканях, что приводит к их дефициту в растительном организме и, как следствие, вызывает торможение ростовых процессов. Эффективность действия этих АК и конечных продуктов их преобразования изменяется в зависимости от вида и жизненного этапа развития растения. Наши лабораторные и вегетационные эксперименты показали, что комплекс АК (включающий метионин и лизин) ингибируют всхожесть семян и длину гаустория (см. рисунки 3 и 4) у наиболее вредоносных видов заразихи, снижающих урожайность подсолнечника. Исследования, проведённые позже во Франции, показали, что благодаря такому эффекту снижается инфекционный потенциал заразихи (Fernández-Aparicio, 2015) . Они показали также, что дополнительным механизмом влияния метионина на развитие этого цветкового паразита является инициация противодействия процессу индукции Orobanche при проникновении в корень.  В итоге авторы выявили, что под действием метионина и лизина повышается устойчивость подсолнечника к заразихе.

В результате проведённых нами вегетационных опытов установлено, что обработка этим комплексом АК, наряду с защитой от бактериозов, приводит к ингибированию прорастания семян заразихи, поэтому количество её соцветий на растениях уменьшается вплоть до нуля (таблица 6).

Таблица 6 –  Влияние обработки семян и растений АК комплексом на поражение подсолнечника бактериозом и заразихой (вегетационный опыт в климатической камере, среднее 2010-2012)

Вариант
обработки
подсолнечника
АК комплексом
Поражение растений бактериальной гнилью (распространённость болезни), % Количество
побегов
заразихи,
штук на 1 растение
Контроль 100 4
Семян   5 2
Семян и растений в фазе
3 пары настоящих листьев
0 1
Семян и двукратно
растений в фазе 3 и 5 пары
настоящих листьев
0 0

Причём наилучшие результаты были получены в вариантах с протравливанием этим комплексом АК семян и обработкой им посевов (в фазе 3 и 5 пары настоящих листьев). Такая обработка обеспечила полное подавление заразихи на корнях подсолнечника, при сильном её развитии в контрольном варианте (рисунок 7).

Кроме того, нами выявлено, что при ускорении роста растений подсолнечника затормаживается рост других растений (в том числе сорняков) Так,  прирост растений амброзии полыннолистной за 1 неделю составил менее 15 % от контрольного варианта (рисунок 8).

E:\Новая папка\DSC09876.JPGE:\Новая папка\DSC09874.JPG

Рисунок 7 – Влияние обработки АК семян и растений (в фазе 3 пары листьев) на поражение подсолнечника заразихой (вегетационный опыт в климатической камере, 2012), где:

3 – вариант с обработкой АК (заразиха не проросла)

6 – контрольный вариант  (прорастание и активный рост заразихи)


Рисунок 8 – Темпы роста растений амброзии полыннолистной под влиянием  обработки комплексом аминокислот (вегетационный опыт, 2012)

Причём, за первые 5 дней после обработки темп роста растений этого сорняка в обработанном варианте составлял 2% от начальной высоты растений, тогда как в контрольном варианте этот показатель составлял 15%.

Такая тенденция наблюдалась и через 15 дней после обработки – растения в контрольном варианте дали прирост + 80% к начальной высоте, а в обработанном АК варианте этот показатель составлял + 60 %.  

Эти данные говорят о том, что разница в развитии между угнетёнными растениями амброзии и интенсивно развивающимися растениями подсолнечника (см. рисунок 8) составляет около 30–40 %. То есть, такое опережение роста растений подсолнечника  относительно прироста растений амброзии позволяет занять ему лидирующее положение в конкуренции за ресурсы (свет, вода, элементы минерального питания, СО2). А это значит, что культура вытеснит сорные растения без их механического или химического уничтожения. Кроме того, установлено, что объём корней подсолнечника в варианте с обработкой АК оказался в 1,3–1,5 раза выше по сравнению с контрольным вариантом, а особенно важно в условиях засухи.

Однако полевые эксперименты показали, что для полноценной защиты посевов подсолнечника от заразихи необходимо наряду с применением комплекса АК использовать и устойчивые к ней гибриды. Так, на посевах восприимчивых к ней сортов или гибридов (в условиях высокой засорённости почвы семенами этого цветкового паразита) заразиха всё равно появляется (даже на фоне обработок АК) и её вредоносность может достигать 50 %. Здесь её эпифитотийное распространение  на восприимчивом к ней сорте подсолнечника СПК (на фоне обработки семян и посевов АК) привело к снижению урожайности маслосемян в два раза (таблица 7). Но в варианте, где использовался устойчивый к этому паразиту гибрид, такая обработка оказалась эффективной, что проявилось в полном подавлении заразихи и сохранении урожайности маслосемян. В то же время в варианте без обработок (эталон) наблюдалось её распространённость до 2-х соцветий на 1 растение и достоверное снижение урожайности на 0,2 т/га.

Таблица 7 – Эффективность применения АК на посевах подсолнечника в условиях эпифитотии заразихи (производственное испытание, ООО «Скиф» Краснодарского края, 2015)

Вариант опыта Количество
соцветий заразихи,
штук/растение
Урожайность
маслосемян,
т/га
Контроль (сорт СПК) 17 0,8
Эталон (гибрид НК Брио) 0-2 3,6
Обработка семян и посевов АК (сорт СПК) 3 1,6
Обработка семян и посевов АК (гибрид НК Брио) 0 3,8
НСР05 - 0,2


Вредоносность цветкового паразита может быть и выше – достигать 70-80 %. Например, в производственном испытании (ООО «Колос» Родионово-Несветайского района Ростовской области, 2010) такая обработка в условиях эпифитотии заразихи (до 12–17 соцветий на 1 растение в контрольном варианте) обеспечила получение урожая 1,85 т/га, а без обработки АК лишь 0,7–1,2 т/га.

Альтернария в настоящий период стала одним из главных патогенов подсолнечника. Её возбудитель весьма устойчив к фунгицидам, что и явилось одной из причин значительного распространения болезни. Однако, как показали наши исследования, этот возбудитель чувствителен к препаратам на основе йода (наша новая разработка). В этой связи протравливание семян с использованием йода обеспечивает полное подавление инфекционного начала.

Преодоление эпифитотий болезней и эпизоотий вредителей подсолнечника можно достичь биологизацией технологий. Для этого биопрепараты рекомендуется применять системно. В эту систему входит:

1) обработка растительных остатков комплексом биопрепаратов с участием грибов из рода триходерма (сразу после уборки культуры);

2) протравливание семян с использованием комплекса аминокислот. При этом если, по результатам фитоэкспертизы, на семенах не выявлено значительной распространённости альтернариоза, то можно обрабатывать семена биопрепаратами, а при её высокой распространённости необходимо протравливать препаратами на основе йода (только этот препарат почти полностью её подавляет);

3) обработка посевов в фазе 3-4 пары настоящих листьев биопрепаратами с комплексом аминокислот, а в в фазе начала бутонизации – комплексом биопрепаратов на основе триходермы и азотобактера, в т. ч. энтомопатогенными (рисунок 9).

F:\фото подсолнечник\IMG_20130730_140326.jpg

Рисунок 9 – Гибель личинки в результате обработки посевов подсолнечника в фазе начала бутонизации биопрепаратами (2014)

Это обеспечивает полное замещение пестицидов биопрепаратами, формирование высокопродуктивного агробиоценоза и получение высокой урожайности экологически чистых семян подсолнечника, что особенно значимо для кондитерских сортов.

Таким образом, применение комплекса аминокислот, биопрепаратов и препаратов на основе йода (при необходимости) для обработки семян и растений обеспечивает защиту посевов подсолнечника от болезней, вредителей и заразихи (в сочетании с устойчивыми к ней сортами), ускоряет рост и развитие, снижает темпы роста сорных растений, повышает продуктивность агробиоценоза и качество маслосемян.



Товары