Селекционно-семеноводческие аспекты защиты агрофитоценозов пшеницы и ячменя в условиях лесостепи Среднего Поволжья

Роль протравителей в регулировании развития болезней и формировании продуктивности яровой пшеницы. Известно, что развитие болезни зависит от степени соответствия сложившихся погодных условий требованиям патогена. В условиях вегетационного периода 2003….2005 гг. на яровой пшенице отмечено развитие бурой ржавчины (Puccinia reconditа), гельминтоспориоза (Helmintosporium spp.) и корневых гнилей (Bipolaris sorokiniana).

С целью установления влияния протравителей семян на проявление болезней во всех вариантах опыта определялось соотношение болезней яровой мягкой пшеницы и степень их развития.

Полученные результаты показали, что при протравливании семян яровой пшеницы снижалось развитие бурой ржавчины в 2003 году на 8,1….15,7 %, в 2004 на 10,3….19,7 и 2005 году на 10,3….20,1 %, гельминтоспориоза на 21,7….32,7%, 20,7….32,1 и 21,9….35,6 % соответственно по годам.

Установлено положительное влияние протравливания семян на предотвращение развития корневых гнилей у пшеницы.

Препарат на основе беномила (фундазол) снизил развитие бурой ржавчины в условиях 2003 года на 8,1 %, в 2004 и 2005 гг. на 10,3 %; гельминтоспориоза на 10,3 %, 20,7 % и 21,9 % соответственно по годам.

При протравливании семян яровой пшеницы Виалом (препарат на основе диниконазола), взятом нами в качестве эталона, отмечено снижение развития бурой ржавчины по сравнению с контролем в 2003 году на 9,8 %, в 2004 на 15,1 % и 2005 году на 15,2 %. Колфуго Супер Колор (на основе карбендозима) снизил пораженность яровой пшеницы бурой ржавчиной на 15,0; 18,8 %, и 18,6 %, гельминтоспориозом на 31,8; 29,6 % и 32,3 % соответственно по годам исследований.

Препараты на основе одного действующего вещества имеют более узкий диапазон фунгицидной активности, поэтому был использован многокомпонентный препарат Колфуго Дуплет (на основе карбендазима + карбоксина), который снизил поражение бурой ржавчиной на 15,7% в 2003 году, на 19,7% в 2004 и на 20,1 % в 2005 году, гельминтоспориозом на 32,7%; 32,1% и 35,6 % соответственно по годам.

Изучаемые фунгициды оказывали положительное влияние на формирование урожайности, увеличилось число сохранившихся растений на единице площади, число зерен в колосе, масса 1000 зерен. Особенности формирования структуры урожая обуславливали общую урожайность зерна яровой пшеницы. Наибольшая прибавка урожая зерна 0,8 и 1,2 т/га получена при использовании протравителей Колфуго Супер Колор и Колфуго Дуплет. Вместе с тем, необходимо отметить, что достоверная прибавка урожая установлена по отношению к варианту, где семена протравливали Фундазолом.

Протравливание семян современными препаратами позволило снизить пораженность посевов яровой пшеницы болезнями по сравнению с контролем и получить прибавку урожая во всех вариантах опыта. Максимальная прибавка урожая зерна - 1,2 т/га получена при протравливании семян препаратом Колфуго Дуплет.

Влияние биологически активных препаратов при совместном применении с протравителями на развитие болезней и урожайность. Испытание биологических препаратов Агат 25К, Новосил и их совместное применение с протравителем семян Колфуго Супер показало, что они оказывают влияние на степень развития болезней в агрофитоценозе яровой пшеницы.

В 2003 году практически не наблюдалось действие препаратов на развитие септориоза. В 2004 и 2005 гг. развитие септориоза в зависимости от вариантов опыта снижалось на 4,2…2,2 % . Отмечено, что независимо от года испытания, обработка семян и растений биологически активными препаратами Агат 25К и Новосил совместно с протравителем Колфуго Супер уменьшала развитие гельминтоспориоза. Так, в 2003 году поражение растений данным заболеванием снижалось по вариантам на 5,6…13,0 %, в 2004 на 4,2…11,7 и в 2005 году на 16,5…11,4 %. Снижение развития бурой ржавчины на растениях отмечено в 2003 году на 6,3…8,3 %, в 2004 на 9,3…12,2 % и в 2005 году на 12,5…8,9 %.

Степень развития болезней на яровой мягкой пшенице в определенной мере оказывала влияние на величину урожайности зерна (табл. 9).

Таблица 9 - Влияние биологически активных препаратов при совместном применении с протравителем семян на биологическую урожайность зерна пшеницы

Оценивая биологическую урожайность по годам и вариантам опыта следует отметить, что достоверная прибавка урожайности зерна получена в вариантах, где семена протравливали полной и половинной дозой препарата Колфуго Супер с последующей обработкой растений биологически активными препаратами Агат 25К и Новосил. Превышение над контролем составило по годам исследований: 2003 - 0,27…0,45 т/га; 2004 - 058…0,72; 2005 - 0,36…0,51 т/га.

Таким образом, наряду с использованием полных доз протравителей заслуживает внимания применение смесей Агат 25К и Новосил с половинной дозой препарата Колфуго Супер, что позволяет вдвое снизить пестицидную нагрузку на окружающую среду и значительно сократить затраты на защиту яровой мягкой пшеницы от комплекса листостебельных патогенов.

Развитие болезней в агрофитоценозе яровой мягкой пшеницы в зависимости от использования селена и биологически активных препаратов. Во всех вариантах опыта с применением биологически активных препаратов и селена наблюдалось снижение степени пораженности растений септориозом, гельминтоспориозом, бурой ржавчиной и увеличивался процент здоровых растений пшеницы. Развитие септориоза по вариантам опыта снижалось на 4…9 % в 2003 году, на 3…10 % в 2004 году и на 5…10 % в 2005 году в сравнении с контролем. Обработка семян и растений селеном, а также селеном в сочетании с Агат 25К и Новосилом снижала развитие гельминтоспориоза независимо от года испытания: на 18…34 % в 2003 году - на 19…35 % в 2004 году и на 31…15 % в 2005 году.

Снижение развития бурой ржавчины отмечено на растениях яровой пшеницы в 2003 году на 2…6 %, в 2004 году на 1…8 %, в 2005 году на 3…7%.

Снижение развития болезней на растениях яровой пшеницы свидетельствует о том, что селен как микроэлемент усиливает защитные реакции растения и тем самым повышает их устойчивость к возбудителям септориоза, гельминтоспориоза и бурой ржавчины. Дальнейшая стимуляция растений биологически активными препаратами (Агат 25К и Новосил) в фазу кущения и по флаговому листу повышает устойчивость растений пшеницы к неблагоприятным факторам среды.

Развитие болезней и урожайность ячменя при различном уровне питания и приемах использования минеральных удобрений. Результаты исследований показали, что различный уровень минерального питания и приемы использования удобрений оказывают существенное влияние на соотношение распространения болезней в агрофитоценозе (рис.1).

Изменение соотношения здоровых и пораженных листостебельными болезнями растений, в определенной мере, зависит от погодных условий в период вегетации ячменя. Так, в 2001 году на фоне без внесения минеральных удобрений доля здоровых растений в посевах была достаточно высокой и составляла 19,3%, а в 2002 и 2003 годах этот показатель значительно снизился - до 3,8 и 4,0% соответственно. Анализируя соотношения больных и здоровых растений в посевах при использовании удобрений, также видно, что если в 2001 и 2002 годах доля растений без признаков поражения аэрогенными болезнями была примерно одинакова (55,8…58,7%; 47,0…46,2% соответственно по фонам), то в 2003 году доля их значительно снизилась (30,2…21,8%).

Сопоставляя соотношения здоровых и больных растений в зависимости от приемов использования минеральных удобрений, можно констатировать, что за годы исследований при разовом внесении N45P₂O₅50 в агрофитоценозе ячменя складываются более благоприятные условия для роста и развития растений, что способствует повышению их устойчивости к болезням.

Наряду с повышением устойчивости растений к болезням в агроценозе, при улучшении их питания изменяется степень развития заболеваний. Так, в среднем по сортам, развитие мучнистой росы на растениях в 2001 и 2002 годах на фоне естественного плодородия составляло 15,3 и 16,5%, при разовом (N45P2O550) и дробном (N30+15 P2O550) внесение минеральных удобрений развитие заболевания снизилось на 3,3…6,1% в 2001 году и на 5,6…7,8% в 2002 году.

Развитие септориоза на растениях ячменя в 2001 и 2002 годах было незначительным, тем не менее, прослеживается тенденция снижения развития этого заболевания при внесении минеральных удобрений. Более заметным было влияние удобрений на проявление этой болезни в 2003 году. Так, если в среднем по сортам без внесения удобрений развитие болезни составляло 20,3%, то при внесении N45P2O550 и N30+15P2O550 развитие заболевания снизилось до 10,9 и 4,8% соответственно.

А - без удобрений; Б - внесение N₄₅ Р₅₀ ; В- внесение N₃₀₊₁₅ Р₅₀

Доля здоровых растений, %

Доля растений, пораженных аэрогенными болезнями, %

Рис. 1 - Доля здоровых и пораженных растений в агрофитоценозе ячменя на различных фонах выращивания

Высокое поражение растений гельминтоспориозом у всех сортов наблюдалось во все годы. Вместе с тем на фонах с применением удобрений также отмечено снижение развития этого заболевания - в 2001 году на 10,8 и 9,6%; в 2002 году на 20,4 и 17,0%; в 2003 году на 8,6 и 7,0%.

Изменение условий питания растений способствовало проявлению различной степени развития бурой ржавчины. Улучшение условий приводило к снижению развития заболевания в среднем у всех сортов на 4,8…6,2%.

Анализ средней урожайности, за 2001…2003 гг. исследований, показал, что более высокая продуктивность у всех сортов формировалась на варианте с использованием дополнительного минерального питания в количестве N45P₂O₅50 кг действующего вещества на гектар. Так, в 2001 году она составила на варианте N45P₂O₅50 - 4,1 т/га, что соответственно на 0,2 и 0,4 т/га выше, чем на вариантах с дробным применением азота в дозе N30+15P₂O₅50 и без применения удобрений.

Таким образом, улучшение условий питания ячменя повышает иммунные свойства растений, тем самым, индуцируя изменения в обмене веществ восприимчивого хозяина в сторону, неблагоприятную для патогена. Более высокая устойчивость растений к болезням и урожайность наблюдается в агрофитоценозе на фоне разового внесения минеральных удобрений N45 P₂O₅50 кг/га действующего вещества .

Влияние химических мелиорантов и минеральных удобрений на развитие болезней и урожайность пшеницы. Кислая реакция почвенного раствора ухудшает углеводный и белковый обмен в растениях, который сдвигается в благоприятную сторону для фитопатогенов грибной природы. В связи с этим определенный научный интерес представляет оценка влияния химической мелиорации почв и минеральных удобрений на проявление болезней и урожайность мягкой пшеницы.

Во всех вариантах применения химической мелиорации в посевах яровой пшеницы наблюдается высокий процент здоровых растений и соответственно снижается доля пораженных растений и степень развития бурой ржавчины, гельминтоспориоза и корневых гнилей. Так, при внесении мягких известковых пород (мергель), степень развития ржавчины снижалась в зависимости от года на 7,4…13,5 %; гельминтоспориоза на 1,3…15,5 % по сравнению с контролем. Более значительное снижение развития болезней наблюдалось на вариантах, где известкование проводили на фоне минеральных удобрений. В зависимости от погодных условий года развитие бурой ржавчины по сравнению с контролем (25,5...31,2 %) снизилось по вариантам: мергель + NРК на 14,5...20,7 %; доломитовая мука; дефекат, доломитовая мука + NРК на 19,3...23,1 %; дефекат + NPК на 20...24,2 %. Также снижается по сравнению с контролем (40,2...45 %) развитие гельминтоспориоза по вариантам: мергель + NРК на 27,8...35 %; доломитовая мука + NPК на 32...35,2 %, дефекат + NРК на 31,4...38,3 %. Во все годы исследований установлено положительное влияние известкования на снижение развития корневых гнилей пшеницы.

Значительные проявления различной степени развития болезней растений под влиянием известкования и фонов минеральных удобрений могут быть обусловлены только следствием изменения физико-химических свойств пахотного горизонта чернозема. Так, установлено, что химические мелиоранты уже в первый год действия обеспечивают трансформацию почвы из группы со слабокислой реакцией среды в группу с реакцией близкой к нейтральной. Максимальный эффект наблюдается на третий год их действия с некоторым преимуществом дефеката и мергеля.

Минеральные удобрения ухудшают физико-химические свойства почвы, однако их использование совместно с химическими мелиорантами позволяет ослаблять их негативное воздействие на кислотность почвы.

Позитивные изменения кислотности почв под действием средств химизации, и как следствие снижения распространения и развития болезней растений обеспечили увеличение урожайности яровой мягкой пшеницы.

Более высокая урожайность сформировалась в вариантах, где вносили мергель, доломитовую муку и дефекат на фоне минеральных удобрений. Прибавка урожая зерна составила в 2003 г. - 1,36 т/га; 1,38; 1,56 т/га; в 2004 г. - 1,01 т/га; 0,96; 1,105 т/га и в 2005 г. - 0,45 т/га; 0,48; 0,58 т/га соответственно. При этом необходимо отметить, что достоверно высокая прибавка зерна в 2003 и 2004 годах получена в варианте с использованием дефеката на фоне удобрений, и не установлено существенного различия между вариантами с применением известковых материалов - мергеля и доломитовой муки на фоне удобрений.

Таким образом, улучшение физико-химических свойств почвы и улучшение условий питания яровой мягкой пшеницы повышает иммунные свойства растений. Наиболее высокая устойчивость яровой мягкой пшеницы к болезням и урожайность на кислых почвах формируется при внесении дефеката на фоне минеральных удобрений в дозе действующего вещества N35 , P₂O₅60 К 78 кг/га.

ОБОСНОВАНИЕ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ХИМИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ СЕМЕННЫХ ПОСЕВОВ ЯЧМЕНЯ

Рост, развитие растений ячменя и фитосанитарное состояние посевов при различных уровнях химической защиты. Фазы роста и развития растений. Не установлено существенной корреляционной зависимости между приемами защиты растений, степенью их воздействия и временем наступления той или иной фазы развития у растений. Продолжительность периода «всходы-колошение» в большей степени показатель биологической скороспелости сорта. В свою очередь «всходы-восковая спелость» и «колошение-восковая спелость» в основном определяются влиянием погодных условий, складывающихся в год выращивания. При этом приемы и уровень химической защиты посевов ячменя в рекомендованных дозах и сроках применения не оказывают прямого стимулирующего или ингибирующего воздействия на темпы прохождения и наступления той или иной фазы развития растений.

Выживаемость растений. Максимальная гибель растений наблюдалась на варианте без применения химических средств защиты. От посева до уборки сохранность растений на этом варианте составила 52…54%. Протравливание семян повышало сохранность растений на 3…6%. Заметное повышение выживаемости растений наблюдалось в варианте, где наряду с протравливанием проводилась обработка посевов гербицидом (на 12…14%). Максимальная выживаемость растений за период вегетации - 72…74% наблюдалась при совмещении протравливания семян с обработкой посевов гербицидом, фунгицидом полной защитой посевов.

Начало видимого повреждения корневыми гнилями и бурой пятнистостью листьев наблюдалось на всех вариантах с фазы «колошение-восковая спелость». К этому времени заканчивается защитное действие протравителя семян, что усиливает зараженность корневой системы и листьев растений возбудителями болезней, находящимися в почве и на ее поверхности в виде покоящихся конидий и хламидоспор.

Применение фунгицида в фазу кущения и по флаговому листу сдерживало развитие ринхоспориоза и сетчатой пятнистости соответственно на 82,1 и 88,7% по сравнению с контрольным вариантом.

Таким образом, полная защита посевов ячменя от сорняков, болезней и вредителей повышает сохранность растений на 37…40% и обеспечивает на момент уборки 73…74% растений от высеянных семян.

Фитосанитарное состояние посевов. Результаты учетов, проведенные в период кущения и молочной спелости ячменя, показали, что сорная растительность в посеве была представлена 19 видами растений из 10 семейств, относящихся к 4 биологическим группам по жизненному циклу (т.е. по периоду засорения посевов): облигатные яровые однолетники, факультативные яровые однолетники (поздние или зимующие), эфемеры и многолетники (корневищные и корнеотпрысковые).

Сорняковый ценоз в посевах ячменя представляет собой смешанный тип засорения. Наибольшую часть, более 80%, составляют малолетние сорные растения.

Во все годы исследований в фазу кущения ячменя на всех вариантах наблюдалась высокая засоренность опыта, которая превышала в 7…11 раз экономический порог вредоносности. Применение гербицидов в фазу полного кущения растений в вариантах с различной степенью химической защиты обеспечило на 30-е сутки гибель сорных растений более чем на 97%. На момент уборки фитоценоз посевов составлял 97% растений ячменя и 3% сорных растений.

Оценка посевов ячменя на распространение и развитие болезней показала, что во все годы исследований наблюдались ринхоспориозная пятнистость, гельминтоспориоз - сетчатая и темно-бурая пятнистость, вызываемые патогенами Drechslera teres Ito. и Bipolaris sorokiniana Shoеm, при этом доминировала сетчатая пятнистость. Ежегодно отмечено распространение и развитие ржавчины. Редко в посевах наблюдался фузариоз колоса в виде единичных пустул на верхних листьях и пятен на колосковых чешуях, которые не могли повлиять на урожайность семян. Степень развития мучнистой росы в посевах хотя и была значительной 15…20%, однако наблюдалась не ежегодно, а только в годы с высокой влажностью в период «посев-кущение».

В вариантах опыта с использованием фунгицидов степень развития таких болезней как мучнистая роса, гельминтоспориоз и ржавчина снижалась в 8, 5, 3 и 4,1 раза (соответственно по болезням). Применение фунгицидов в рекомендованных нормах и сроках подавляли развитие таких вредоносных болезней как гельминтоспориозные пятнистости на 84,2…95,4% и ржавчины на 88,9…95,1% в зависимости от условий года. При этом следует отметить, что однократное применение фунгицида в фазу кущения подавляло развитие гельминтоспориоза на 70…75% и ржавчины на 58…67%. Двукратное применение фунгицидов в фазу кущения и по флаговому листу увеличивало эффективность их действия на 25…37%.

На семеноводческих посевах ячменя было выявлено 10 видов насекомых вредителей, относящихся к четырем отрядам и пяти семействам. Наиболее многочисленным было семейство тлей. Среди них доминировали и имели хозяйственное значение два вида: обыкновенная черемуховая тля и большая злаковая тля. Каждый год в посевах ячменя присутствовали хлебные блошки, представленные двумя видами: полосатая хлебная блоха и гречишная.

Ежегодно в посевах ярового ячменя наблюдались злаковые мухи, однако этот вид вредителей не представлял серьезной угрозы посевам. При всем многообразии насекомых вредителей, выявленных в посевах ячменя, наибольшую вредоносность имели пшеничный трипс, пьявица и злаковая тля. Численность этих насекомых во все годы исследований превышала экономический порог вредоносности.

Использование инсектицидов в блоке полной химической защиты растений существенно повлияло на позитивное развитие фитосанитарного состояния посевов ячменя.

В результате было установлено, что оптимальное фитосанитарное состояние посевов складывается при полной химической защите растений, которая позволяет в фитоценозе формировать до 98% растений ячменя, подавлять степень развития болезней на 0,3…10,0% (в зависимости от вида болезни) и снижать заселенность вредителями более чем в 7 раз.

Фотосинтетическая деятельность посевов ячменя. С увеличением степени химической защиты растений наблюдается устойчивая динамика роста площади листовой поверхности (табл. 10). Так, на варианте с полным обеспечением защиты посевов от сорняков, болезней и вредителей по сравнению с контрольным вариантом площадь листьев увеличивается на 90…130%. Увеличение площади листовой поверхности в два и более раза обеспечивает рост фотосинтетического потенциала посевов ячменя на 98…102 %. Возрастает фотосинтетическая активность работы листового аппарата в результате чистая продуктивность фотосинтеза таких посевов выше на 242…269 % по сравнению с вариантом без применения химических средств защиты.

Таблица 10 - Показатели фотосинтетической деятельности посевов ячменя при различных уровнях химической защиты

Неодинаковая фотосинтетическая деятельность растений обеспечивает и различные физиологические параметры продуктивности ячменя. Так, полная защита посевов обеспечивает увеличение биологической урожайности ячменя в 1,7 раза по сравнению с контрольным вариантом при этом хозяйственно-полезная урожайность выше на 1,4…1,7 т/га в зависимости от года. Индекс урожайности, т.е. отношение хозяйственного урожая (зерно) к общей сухой биологической массе, с увеличением степени защиты посевов так же возрастал на 8,3…10,6%.

Таким образом, полная химическая защита растений в рекомендованных дозах и сроках применения, от сорняков, болезней и вредителей создает условия для оптимальной фотосинтетической деятельности растений. В результате на фоне естественного плодородия посевы ячменя способны формировать биологическую урожайность 6,3…7,1 т/га, что обеспечивает получение хозяйственно-полезной урожайности 3,2…3,7 т/га.

Формирование урожайности, выход и посевные качества семян ячменя при различных уровнях химической защиты посевов. Урожайность и её структура. Было установлено, что сорт Одесский 100 увеличивает продуктивную кустистость незначительно, при использовании средств защиты растений, тогда как у сортов Эльф и Скарлетт кустистость растений заметно повышалась. В связи с этим наблюдались сортовые особенности формирования количества и массы зерна с растения. У сорта Одесский 100 эти величины, главным образом, зависели от показателей главного колоса, а у сортов Эльф и Скарлетт определялись показателями главного колоса и колосом с побега кущения. При этом для сорта Скарлетт характерно большее число зерен и их масса с побегов кущения.

Соответственно, показатель «масса 1000 зерен» в значительной мере определялся сортовыми особенностями. Сорт Одесский 100 практически не реагировал на варианты химической защиты посевов, тогда как у сортов Эльф и Скарлетт масса 1000 зерен заметно увеличивалась в варианте опыта с полной химической защитой посевов.

Одним из важных показателей, определяющих урожайность, является число продуктивных стеблей на единице площади. В свою очередь количество продуктивных стеблей зависит от числа сохранившихся растений и их продуктивной кустистости. Эти показатели предопределяются нормой высева всхожих семян. Для сорта Одесский 100 оптимальной нормой высева является 5,5; сорта Эльф- 5,0 и сорта Скарлетт- 3,5 млн. всхожих зерен, поэтому к уборке число продуктивных стеблей по сортам значительно отличалось. Вместе с тем, защита посевов от сорняков, болезней и вредителей оказывала большое влияние на формирование продуктивного стеблестоя к уборке по сортам. Так, полная химическая защита посевов по сравнению с контрольным вариантом обеспечивала повышение продуктивности стеблестоя на единицу площади у сорта Одесский 100 на 54,2%, у сорта Эльф- 111,7% и у сорта Скарлетт- 89,4%.

Установлено, что продуктивная кустистость, главным образом, сортовой признак (49%) и реализация этого признака сильно зависит от уровня химической защиты посевов, так как применение средств защиты растений имеет высокую степень влияния на изменчивость этого признака (35%).

Число зерен с растения сильно зависит от трех факторов : применения средств химической защиты (40 %), от погодных условий, которые складываются в период закладки колоса (на 33 %) и способности генотипа реагировать на условия, которые складываются в результате применения химических средств защиты растений (24 %).

Масса зерна с растения предопределяется уровнем потенциальной продуктивности, т.е. генотипом сорта (57 %) и уровнем химической защиты посевов (29 %).

Масса 1000 зерен - ярко выраженный сортовой показатель, степень влияния генотипа на этот признак составляет 85%.

Число продуктивных стеблей к уборке - показатель, который в основном определяется применением химических средств защиты растений от сорняков, болезней и вредителей (64%). В определенной мере, число продуктивных стеблей зависит от генотипа (22 %), что связано прежде всего с наследственной предрасположенностью сортов к кущению.

При анализе суммарного действия факторов на все элементы структуры урожая было установлено, что решающим фактором при её формировании является генотип, на долю влияния которого приходится 43% всей изменчивости, связанной со структурой урожая.

Несколько ниже, но достаточно высокое влияние на структуру урожая оказывает применение химических средств защиты растений - 34,4%.

На долю условий, которые складываются в год выращивания и на взаимодействие генотипа с химическими средствами защиты приходится 11,4% и 9,8% соответственно от всей изменчивости элементов структуры урожая.

Влияние случайных факторов было незначительным и составляло 1,4%.

Анализируя урожайные данные (табл. 11) нами установлено, что протравливание семян по годам оказывало неоднозначное влияние на формирование урожайности. В 2004 году у сорта Одесский 100 была получена достоверная прибавка урожая зерна - 0,3 т/га, тогда как в 2005 и 2006 гг. протравливание семян не оказало существенного влияния на урожайность. У сортов Эльф и Скарлетт за все годы исследований при протравливании семян не получено достоверной прибавки урожая.

Совместное применение протравливания семян и обработки посевов гербицидом способствовало значительному росту урожайности зерна, прибавка в зависимости от года и сорта составила 29…44%.

Усиление степени защиты посевов за счет дополнительной их обработки фунгицидом в фазу кущения оказывало однозначное влияние по годам и сортам. Защитные мероприятия против аэрогенных возбудителей болезней позволили достоверно увеличить урожайность на 0,2…0,5 т/га в зависимости от сорта.

Таблица 11 - Урожайность семян ячменя при различных уровнях химической защиты посевов, т/га

В варианте, где применялась полная химическая защита агроценоза ячменя, сформировалась максимальная урожайность зерна - 3,1; 3,6; 3,2 т/га - у сорта Одесский 100; 3,2; 3,7; 3,1 т/га - у сорта Эльф и сорта Скарлетт -3,4;3,9;3,5 т/га соответственно по годам. Прибавка урожая зерна по сравнению с вариантом без применения химических средств защиты растений в 2004 г. составила по сортам: Одесский 100, Эльф, Скарлетт - 94%, 88, 79%, в 2005 г. - 71%, 105, 77% и в 2006 г. - 78%, 106, 105% соответсвенно.

Выход и качество семян. Полученные результаты показали, что на вариантах без применения гербицидов значительно возрастает доля мелких зерен. Независимо от сорта процент мелких некондиционных зерен составлял 25,9…29,2 %. Использование рекомендованных доз гербицидов в системе защиты посевов приводило к существенному увеличению доли крупных зерен. Наблюдалось перераспределение фракционного состава зерна, увеличивалась основная фракция зерна (2,5 х 2,0) и смежная к ней фракция (2,2 х 2,0). Более крупное зерно формировалось на варианте, где применяли полную химическую защиту посевов.

Объединение основной и смежной фракций показывает выравненность и выход семенного материала (табл. 12). Из данных таблицы 12 видно, что выход семян значительно повышается при использовании гербицидов. Практически не отмечено влияния на относительный выход семян однократного применения фунгицида в фазу кущения. Вместе с тем, абсолютный выход семян с единицы площади значительно возрастал при обработке посевов фунгицидом в фазу кущения. Увеличение выхода кондиционных семян на этом варианте можно объяснить за счет формирования более высокого продуктивного стеблестоя к уборке. Повторная обработка посевов фунгицидом совместно с инсектицидом по флаговому листу повышала относительный выход семян. Так, по отношению к варианту, где фунгицид использовали только в фазу кущения, выход семян увеличился на 4,8; 6,3 и 5,1 %

Таблица 12 - Выход семян и коэффициент их размножения у сортов ячменя при различных уровнях химической защиты посевов (2004 - 2006 гг.)

соответственно по сортам. Наибольший выход семян был на варианте с полной химической защитой посевов от сорняков болезней и вредителей. Сравнивая этот вариант с контролем видно, что полная защита посевов обеспечивает повышение выхода кондиционных семян на 17,7….22,7% в зависимости от сорта. Соответственно на этом варианте отмечен и самый высокий коэффициент размножения сортов.

Однако следует отметить, что коэффициент размножения значительно зависит от биологических особенностей сорта. Например, высокий коэффициент размножения характерен для сорта Скарлетт. Связано это с генетической предрасположенностью сорта к кущению, что позволяет при более низкой норме высева семян получать более высокую урожайность с единицы площади.

При различных уровнях химической защиты посевов содержание общего белка в семенах изменяется. Однако следует отметить, что существенные изменения наблюдаются только между вариантами без гербицидов и с их применением. Повышение степени защиты посевов ячменя за счет применения фунгицидов и инсектицидов практически не оказывало влияние на общее содержание белка. Вместе с тем, генотипическая реакция сортов на улучшение условий выращивания за счет применения гербицидов и подавления сорной растительности в посевах была неодинаковой. Так, в семенах сортов Одесский 100 и Эльф общее содержание белка увеличивалось на 6,1….13,0%, в зависимости от года и вариантов опыта, а у сорта Скарлетт на 3,8…8,9%. Общие тенденции изменения белка отражались и на фракционном составе белков. Применение гербицидов способствовало увеличению фракции низкомолекулярных белков в семенах и снижению фракции высокомолекулярных. Дальнейшее использование фунгицидов и инсектицидов на фоне применения гербицидов не оказывало существенного влияния на фракционный состав белков.

Поэтому можно считать, что применение гербицидов в системе защиты посевов ячменя является главным фактором, определяющим качество семян, так как альбумины и глобулины относятся к каталической группе белков. Они обладают ферментативной активностью и играют важную роль в обмене веществ как при начальном развитии прорастающего семени, так и в последующих стадиях развития растений.

Полученные данные в среднем за годы исследований показали, что применение средств защиты растений заметно улучшало такие показатели качества семян как энергия прорастания и сила роста. Вместе с тем следует отметить, что существенных различий показателей качества семян между вариантами опыта, где применяли дополнительно к гербицидной обработке фунгицид и инсектицид, не наблюдалось. Можно констатировать, что на варианте с применением полной химической защиты растений прослеживалась определенная тенденция повышения массы проростков и их длины. В целом видно, что среди всего комплекса химической защиты посевов, главная роль в улучшении посевных качеств семян принадлежит защите посевов от сорняков.

Применение гербицидов в рекомендованных дозах и сроках подавляет развитие сорняков, что обеспечивает лучшее питание растений ячменя и улучшает процессы фотосинтеза. В результате в семенах увеличивается содержание основных запасных веществ, количество и качество которых обусловливает, с одной стороны, показатели энергии прорастания и силы роста семян, с другой повышают иммунные свойства растений, индуцируя неблагоприятные изменения в обмене веществ для патогенов.

Обоснование технологии выращивания семян ячменя высших репродукций. Оценка технологии выращивания. Интенсивность вариантов технологии была представлена тремя уровнями и схематично представлена в таблице 13.

Таблица 13 - Элементы технологии возделывания семян ячменя

Анализируя данные по урожайности, следует отметить, что изменение двух основных элементов технологии, таких как уровень минерального питания и степень химической защиты посевов оказывают значительное влияние на урожайность и выход кондиционных семян (табл. 14). Так, в 2006 году выход кондиционных семян при втором уровне интенсивности технологии возделывания составил 2,7т/га и третьем - 3,6 т/га, прибавка по отношению к первому уровню интенсивности технологии составила 68,8% и 125 % соответственно. Максимальная урожайность отмечена при третьем уровне интенсивности технологии возделывания ячменя, при этом она была достоверно выше по сравнению с первым и вторым уровнем технологии. В 2007 году урожайность ячменя была значительно ниже при всех уровнях интенсивности возделывания. Важно отметить, что достоверной разницы по общей урожайности между вторым и третьим уровнем интенсивности технологии не установлено. Снижение урожайности произошло под влиянием сухой и жаркой погоды в период от посева до выхода в трубку.

Таблица 14 - Урожайность и выход семян ячменя в зависимости от уровня интенсивности технологии

НСР _05, т/га 0,3 0,2 0,3

Известно, что ячмень интенсивно поглощает элементы питания в течение первых 40 дней вегетации, в этот период формируется корневая система и закладывается колос, поэтому недостаток влаги приводит к снижению эффективности использования удобрений и, как следствие, к недобору урожая. Необходимо отметить, что при третьем уровне технологии возделывания ячменя семена формировались более крупные и выровненные, поэтому относительный выход семян был выше на 6% и 8% по отношению к первому и второму уровню технологии. В результате максимальная урожайность кондиционных семян была получена при третьем уровне технологии возделывания.

Наибольшая урожайность ячменя сформировалась в 2008 году, чему способствовали благоприятные погодные условия для роста и развития растений в первой половине вегетации культуры. В этом году наиболее полно реализовался потенциал продуктивности растений при различных уровнях интенсивности технологии их возделывания. Так, при применении первого уровня технологии общая урожайность зерна составила 2,4 т/га, второго - 3,8 т/га и третьего - 4,6 т/га. Соответственно был получен наибольший выход кондиционных семян с единицы площади.

Оценивая средние показатели за годы исследований следует констатировать, что максимальная урожайность и выход кондиционных семян ячменя формируются при третьем уровне интенсивности технологии возделывания.

Таким образом, можно сделать заключение, что применительно к местным почвенно-климатическим условиям технология первого уровня интенсивности возделывания ячменя обеспечивает получение 1,4…1,8 т/га, второго - 1,9…2,9 т/га и третьего уровня интенсивности 2,3….3,8 т/га кондиционных семян.

Энергетическая оценка технологии выращивания семян ячменя. Наибольшее количество энергии с урожаем получено при третьем уровне интенсивности технологии - 72,0 ГДж/га. Несколько меньшее количество энергии получено при втором уровне технологии - 61,2 ГДж/га, и самый низкий выход энергии получен при первом уровне интенсивности технологии - 39,6 ГДж/га. Соответственно третий уровень интенсивности характеризовался и самыми высокими энергетическими затратами 17,81 ГДж/га, что на 7,23 и 2,31 ГДж/га выше первого и второго уровня интенсивности применяемой технологии.

Максимальный чистый энергетический доход был получен также при третьем уровне интенсивности технологии возделывании ячменя - 54,19 ГДж/га, что на 53,6 и 10,1 % выше первого и второго уровня соответственно.

Коэффициент энергетической эффективности между вторым и третьим уровнем интенсивности технологии возделывания ячменя различался незначительно и был несколько выше по сравнению с первым уровнем.

Энергетическая себестоимость, незначительно, но снижается по мере увеличения интенсивности технологии возделывания ячменя.

Таким образом, применение в технологии энергоемкой, полной системы химической защиты на фоне средних доз внесения минеральных удобрений ( N₄₀ P₂₈ ) обеспечивает повышение эффективности возделывания ячменя на семена.

ВЫВОДЫ

1. Иммунологическая оценка образцов зерновых колосовых культур показала их неоднородность по устойчивости к болезням. Изученный генофонд в условиях Среднего Поволжья больше поражается мучнистой росой (до 83%), меньше бурой ржавчиной (до 73%) и относительно устойчив к септориозу (10%). Среди генофонда яровой мягкой пшеницы 1,6% образцов представляют формы с комплексной устойчивостью к мучнистой росе, бурой ржавчине и гельминтоспориозу.

2. Устойчивость генофонда к бурой ржавчине и септориозу в местных природно-климатических условиях проявляется независимо от регионов происхождения сортообразцов, устойчивые сорта с вероятностью 28…60% встречаются среди сортимента регионов бывшей территории СССР, Европы, Азии, Африки, Северной Америки и Австралии.

3. Выделено 49 сортообразцов яровой мягкой пшеницы и 19 ячменя, которые представляют соответствующий исходный материал по созданию толерантных сортов. В силу своей генетической и физиологической неоднородности среди восприимчивых сортов, они в определенной мере поражаются возбудителями болезней, но сохраняют способность формировать достаточно высокую урожайность.

4. Анализ результатов поражения сортообразцов на инфекционном фоне позволил выделить 229 форм яровой мягкой пшеницы, обладающих практической устойчивостью к бурой ржавчине. Оценка сортообразцов при искусственном заражении растений мучнистой росой позволила выделить 338 форм яровой мягкой пшеницы и 129 ячменя, устойчивых к этому заболеванию. На фоне искусственного заражения септориозом отобрано 90 источников устойчивости яровой пшеницы и 33 ячменя.

5. Скрининг коллекции яровой пшеницы по устойчивости к бурой ржавчине показал, что число эффективных генов, способных блокировать местную популяцию патогена представлено 14 генами: Lr 1, Lr 2a, Lr 2e, Lr 9, Lr 13, Lr 15, Lr 14b, Lr17, Lr18, Lr 21, Lr 24, Lr 25, Lr 27+31, Lr 28.

6. Отбор линий на основе концепции признака из гибридной комбинации с участием родительских форм, которые являются наиболее приспособленными формами к местным условиям, позволяют значительно сократить объем выбраковки в селекционном питомнике первого года. Так, 86 % линий характеризуются как формы с оптимальным вегетационным периодом и 92,5% линий соответствуют родительским формам по устойчивости к болезням. Вместе с тем различия по продуктивности линий колеблются от 32,7% до 70,35%, что позволяет отобрать новые конкурентоспособные формы.

7. Выделены сортообразцы ячменя 20/2 и 31/2, характеризующиеся высокой общей адаптационной способностью и экологической стабильностью, которые совмещают высокую продуктивность и экологическую стабильность и превосходят по этому показателю районированные сорта.

8. Биологически активные препараты Агат 25К и Новосил оказывают влияние на состояние ферментативных систем семени, активизация которых обуславливает более высокую интенсивность использования сухих веществ при прорастании, обеспечивая лучшие темпы роста и развития проростков. Семена, обладающие большей силой роста и образующие мощные проростки, сохраняют свое преимущество на протяжении всего периода онтогенеза растений, формируя повышенную урожайность зерна.

9. Использование биопрепаратов Агат 25К и Новосил оказывает иммуноактивирующее действие на растения пшеницы и ячменя, что приводит к снижению распространения и развития болезней в агрофитоценозах. Снижение заболеваний стимулирует завязываемость зерен в колосе, что увеличивает массу зерна колоса и его выполненность, тем самым, предопределяя более высокую урожайность с единицы площади. Вместе с тем, стабильный положительный эффект от применения биопрепаратов Агат 25К и Новосил наблюдается только при обработке семян и последующих опрыскиваниях посевов.

10. Протравливание семян современными препаратами позволяет снизить пораженность посевов яровой пшеницы болезнями по сравнению с контролем и получить прибавку урожая во всех вариантах опыта. Максимальная прибавка зерна - 1,2 т/га получена при протравливании семян препаратом Колфуго Дуплет.

Наряду с использованием полных доз протравителей заслуживает внимание применение смесей Агат 25К и Новосил с половинной дозой препарата Колфуго Супер, так как это позволяет вдвое снизить пестицидную нагрузку на окружающую среду и значительно сократить затраты на защиту яровой мягкой пшеницы от комплекса листостебельных патогенов.

11. Селен, как микроэлемент усиливает защитные реакции растения и тем самым повышает их устойчивость к возбудителям септориоза, гельминтоспориоза и бурой ржавчины. Дальнейшая стимуляция растений биологически активными препаратами (Агат 25К и Новосил) в фазу кущения и по флаговому листу повышает устойчивость растений пшеницы к неблагоприятным факторам среды.

12. Установлено, что улучшение условий питания ячменя повышает иммунные свойства растений, тем самым, индуцируя изменения в обмене веществ восприимчивого хозяина в сторону, неблагоприятную для патогена. Более высокая устойчивость растений к болезням и урожайность проявляется в агрофитоценозе на фоне разового внесения минеральных удобрений в дозе действующего вещества N45 P₂O₅50 кг/га.

13.Улучшение физико-химических свойств почвы и улучшение условий питания яровой мягкой пшеницы повышает иммунные свойства растений. Наиболее высокая устойчивость яровой мягкой пшеницы к болезням и урожайность на кислых почвах формируется при внесении дефеката, на фоне минеральных удобрений в дозе действующего вещества N35 P₂O₅60 К78 кг/га.

14. Приемы и уровень химической защиты посевов ячменя в рекомендованных дозах и сроках применения не оказывают прямого стимулирующего или ингибирующего воздействия на темпы прохождения и наступления фаз развития растений.

Полная защита посевов ячменя от сорняков, болезней и вредителей повышает сохранность растений на 37…40 % и обеспечивает на момент уборки 73…74 % растений от высеянных семян.

15. Оптимальное фитосанитарное состояние посевов складывается при полной химической защите растений, которая позволяет в фитоценозе формировать до 98 % растений ячменя, подавлять степень развития болезней до 0,3…10,0% (в зависимости от вида болезни) и снижать заселенность вредителями более чем в 7 раз.

16. Полная защита посевов от сорняков, болезней и вредителей по сравнению с контрольным вариантом, увеличивает площадь листьев на 90…130 % в зависимости от года, что обусловливает рост фотосинтетического потенциала посевов ячменя на 98…102 % и повышает чистую продуктивность фотосинтеза посевов на 242…269 %.

17. Применение средств защиты растений в рекомендованных дозах и сроках против сорняков, болезней и вредителей создает условия для оптимальной фотосинтетической деятельности растений. В результате на фоне естественного плодородия посевы ячменя способны формировать биологическую урожайность 6,3…7,1 т/га, что обеспечивает получение хозяйственно-полезной урожайности зерна 3,2…3,7 т/га.

18. Решающим фактором при формировании структуры урожая является генотип, на долю влияния которого приходится 43% всей изменчивости, связанной со структурой урожая. Несколько ниже, но достаточно высокое влияние на структуру оказывает применение химических средств защиты растений - 34,4%. На долю погодных условий, которые складывались в год исследований, и на взаимодействие генотипа с химическими средствами защиты приходится 11,4% и 9,8% соответственно от всей изменчивости элементов структуры урожая.

19. Применение полной химической защиты агроценоза ячменя на фоне естественного плодородия обеспечило максимальную урожайность зерна в среднем за годы исследований - 3,5 т/га. Прибавка урожая зерна по сравнению с вариантом без применения химических средств защиты растений составила - 89,2 %.

20. Наибольший выход кондиционных семян обеспечивает полная химическая защита посевов от сорняков, болезней и вредителей. По сравнению с контрольным вариантом выход кондиционных семян увеличивается на 17,7….22,7 % в зависимости от сорта. Соответственно наблюдается и самый высокий коэффициент размножения семян.

21. Среди всего комплекса химической защиты посевов главная роль в улучшении посевных качеств семян принадлежит защите посевов от сорняков, подавление развития которых обеспечивает лучшее питание растений ячменя и улучшает процессы фотосинтеза. В семенах увеличивается фракция низкомолекулярных белков, обладающих ферментативной активностью, что обусловливает более высокие показатели энергии прорастания и силы роста семян.

22. В зависимости от года и сорта посев ячменя по удобренному предшественнику - озимая пшеница с протравливанием семян и применением гербицидов в фазу кущения на фоне естественного плодородия обеспечивает получение урожайности зерна в пределах 2,0….2,4 т/га и выход кондиционных семян 1,4…1,8 т/га.

Посев на фоне внесения азотных удобрений из расчета 34 кг д. в. на га, с протравливанием семян, обработкой посевов гербицидами и фунгицидами в фазу кущения растений обеспечивает получение урожайности зерна в пределах 2,7….3,8 т/га и выход кондиционных семян 1,9…2,9 т/га.

Посев ячменя по удобренному предшественнику - озимая пшеница на фоне внесения азотных удобрений из расчета 40 кг д.в. и 28 кг д.в. на га фосфорных, с протравливанием семян, обработкой посевов гербицидами и фунгицидами в фазу кущения + инсектицид и фунгицид по флаговому листу обеспечивает получение урожайности зерна в пределах 2,9….4,6 т/га и выход кондиционных семян 2,3….3,8 т/га.

23. Применение в технологии выращивания семян ячменя энергоемкой полной системы химической защиты на фоне средних доз внесения минеральных удобрений ( N₄₀ P₂₈ ) обеспечивает максимальную энергетическую эффективность производства.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ СЕЛЕКЦИИ И ПРОИЗВОДСТВА

1 Рекомендовать НИУ Средневолжского региона использовать в селекционном процессе при создании новых сортов пшеницы и ячменя выделенные в результате проведенных исследований источники устойчивости к листостебельным заболеваниям.

2. Передать на государственное сортоиспытание по седьмому Средневолжскому региону новый сорт ячменя Сурский фаворит.

3. Рекомендовать сельскохозяйственным предприятиям, которые занимаются семеноводством яровой пшеницы и ячменя, следующие приемы ресурсосберегающей технологии:

- обработка семян Агат 25К (40 г/т) + опрыскивание Агат 25К (14 г/га) в фазу кущения и по флаговому листу;

- обработка семян Новосил (50 мл/т) + опрыскивание Новосил (50 мл/га) в фазу кущения и по флаговому листу;

- обработка семян Агат 25К(40г/т)+Колфуго Супер(1 л/т)+ опрыскивание в фазу кущения Агат 25К(14 г/га) и по флаговому листу;