Инновационные ресурсосберегающие биологизированные агроприёмы выращивания зерновых колосовых культур

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Общее земледелие, растениеводство

Инновационные ресурсосберегающие биологизированные агроприёмы выращивания зерновых колосовых культур

Котляров Денис Владимирович д.с-х.н.; Котляров Владимир Владиславович д. c-х. н., профессор; Доценко Клавдия Александровна к.б.н., доцент Кубанский государственный аграрный университет

Аннотация

Современные ресурсосберегающие технологии, такие как No-Till, приводят к росту численности популяций возбудителей болезней в почве и увеличению частоты внесения химических средств защиты растений. Производство биопрепаратов непосредственно в хозяйствах, а также использование других малоопасных агроприемов, среди которых способы снижения гербицидов из группы глифосатов, является эффективным способом решения этих проблем. Такие мероприятия позволяют снизить себестоимость, уменьшить количество применяемых средств защиты растений. Применение баковой смеси Bacillus subtilis + Крокус оказалось весьма действенным при обработке семян пшеницы.

Эффективна так же биологическая защита против корневой гнили посевов зерновых колосовых культур путем их обработки баковой смесью Крокус и Pseudomonas fluorescens. Данная обработка не только снижает инфицирование растений корневой гнилью, но и развивает их биометрические характеристики, количество хлорофилла в растениях в фазе кущения. Для снижения вероятности эпифитотий и эпизоототий в агробиоценозах необходимо проводить дополнительно к ранневесенней обработке внесение комплекса биопрепаратов: (что в условиях No-Till можно осуществлять одновременно с введением глифпсатов).

В ряде областей России применен инновационный метод усиления действия глифосатов в данной технологии. Он базируется на внесении в баковую смесь препарата Крокус глифосат, которая ускоряет проникание глифосата и его транспорт по флоэме к корневой системе. В данном случае в преимущественной степени нарушается ши-киматный (фенольный) обмен. Эксперименты показали, что использование этого способа эффективно и приводит к изменению концентрации ароматических аминокислот (фенилаланина и тирозина), их количество резко снижается по сравнению с эталоном на 7-й день после обработки растений этой баковой смесью.

Ключевые слова: trichoderma viride, bacillus subtilis, pseudomonas fluorescens, препарат крокус, глифосаты

Abstract

Modern precision agricultural technologies such as No-Till lead to increasing of pathogens populations in the soil and frequency of application of chemical plant protection products. The production of biological agents directly in the farms, as well as the use of other low-risk agro-practices, among which methods for reducing herbicides from the group of glyphosates, is an effective way to resolve these problems. Such methods can reduce the cost of production and reduce the number of applied plant protection products. The use of the tank mixture Bacillus subtilis + complex aminoamides was very effective in the treatment of wheat seeds.

Biological protection against root rot of crops of cereal crops by their treatment with Crocus and Pseudomonas fluorescens tank mixture is also effective. This treatment not only reduces the infection of plants with root rot, but also develops their biometric characteristics, the amount of chlorophyll in plants in the tillering stage. To reduce the likelihood of epiphytoty and epizootic diseases in agrobiocenoses, it is necessary to introduce, in addition to early spring treatment, the application of biological agents'complex: (which can be carried out simultaneously with the addition of glyphosates under the No-Till conditions) Trichoderma viride. In a number of regions of Russia, an innovative method of enhancing the action of glyphosates in this technology has been applied. It is based on the introduction of the drug Crocus glyphosate into the tank mixture, which accelerates the penetration of glyphosate and its transport through the phloem to the root system. In this case, predominantly violated chiquimous (phenolic) exchange. Experiments have shown that the use of this method effective and leads to a change in the concentration of aromatic amino acids (phenylalanine and tyrosine), their number drops sharply compared with the benchmark on the 7th day after the plants are treated with this tank mixture

Keywords: trichoderma viride, bacillus subtilis, pseudomonas fluorescens, krokus, glyphosates

Актуальные ресурсосберегающие технологии приводят к росту численности популяций возбудителей болезней в почве [1] и повышению частоты внесения химических средств защиты растений [2, 3]. Наиболее эффективным средством для решения этих задач является использование биотехнологий [1, 4], в том числе на основе производства биопрепаратов непосредственно в хозяйствах [5] и других малоопасных агроприемов, среди которых способы снижения гербицидов из группы глифосатов [6]. Такие мероприятия позволяют снизить себестоимость, уменьшить количество вносимых пестицидов (на примере Агрохолдинга «Степь»): фунгицидов на 70%, инсектицидов на 90?95% [7], а в отдельных случаях (на примере ООО «Кавказ» станицы Советской Ставропольского края) - гербицидов на 30?40%, фунгицидов на 85?95%, а инсектицидов на 95?98%.

Методика экспериментов. Опыты были выполнены в 2009?2016 гг. в Краснодарском крае и Ростовской области на озимой пшенице (на базе КубГАУ и ООО МИП «Кубанские агротехнологии»). Производственные испытания были проведены в 2014?2016 гг. в ООО «Кавказ» станицы Советской Ставропольского края на озимом ячмене в условиях No-Till (на базе ООО МИП «Кубанские агротехнологии»), в 2013?2016 гг. Волгоградской области в ОПХ «Камышинское», Камышинского района (на базе ООО МИП «Кубанские агротехнологии» и ООО «Агронова»), в 2014?2016 гг. на яровой пшенице и озимой ржи в Курганской области, озимой тритикале в Башкирии (на базе ООО «Планета»).

Вегетационные опыты были выполнены в Центре искусственного климата КубГАУ, полевые и лабораторные эксперименты на базе кафедры физиологии и биохимии растений.

В качестве объектов исследования были использованы сорта пшеницы: яровой - Омская 36 и озимой - Таня, а также препарат Крокус и биопрепараты.

В южных регионах России наблюдалась засуха в конце июля до октября 2009-2011 гг. Отмечалась дождливая и прохладная погода в период вегетации в Курганской области Зауралья (2014 и 2015 гг.), а в августе-сентябре 2016 г. стояла теплая с засухой.

Результаты экспериментов. Известно, что один способ редко приводит к увеличению урожайности, за исключением преобладающего влияния одного из факторов, который устанавливает продуктивность агробиоценозов [8]. Обычно для осуществления наибольшей продуктивности важно задействовать совокупность мероприятий, в том числе использование биопрепаратов. Поэтому нами предложена системность в применении агробитехнологий, что выражается в следующих мероприятиях: обработка растительных остатков биопрепаратами, биологизированное протравливание семян в баковой смеси с аминокислотным комплексом (продукт ООО МИП «Кубанские агротехнологии»), ранняя весенняя обработка посевов биопрепаратами обычно в смеси с аминокислотным комплексом, 1?2 кратная обработка комплекспм биопрепаратов для угнетения возбудителей вредителей и болезней.

Данные лабораторных исследований показали, что использование баковой смеси Bacillus subtilis + Крокус (комплекс аминокислот) оказалось весьма действенным при обработке семян пшеницы (таблица 1).

Таблица 1 - Влияние обработки семян (протравливанием) пшеницы Bacillus subtilis + Крокус на биометрические показатели проростков яровой пшеницы сорта Омская-36 (лабораторные опыты, 2014?2015)

Это достоверно подтвердилось и в производственном исследовании, примененном в ООО «Гелиос» Ростовской области, где посевы по традиционному способу протравливания семян (на основе противо-грибковых препаратов) сильно уступили как по иммунологической характеристике, так и по скорости роста и развития растений озимой пшеницы (рис. 1). Установлено, что на развитие корневой гнили воздействует семенная инфекция наряду зараженными растительными остатками [8], поэтому действенной стала биологическая защита против корневой гнили посевов зерновых колосовых культур посредством их обработки баковой смесью препарата Крокус и Pseudomonas fluorescens (таблица 2, рисунок 1).

Рисунок 1 ? Результат обработки семян озимой пшеницы Bacillus subtilis + Крокус по сравнению с традиционным способом (ООО «Гелиос», Ростовской области, 2017)

В результате полевых исследований выявлено, что данная обработка не только снижает инфицирование растений корневой гнилью, но и развивает их биометрические характеристики, количество хлорофилла в растениях в фазе кущения (таблица 3).

Таблица 2 - Иммунологическая характеристика растений спустя 10 дней после обработки полей озимой пшеницы сорта Таня баковой смесью препарата Крокус и Pseudomonas fluorescens (полевые опыты, 2015-2016)

Таблица 3 - Биометрические характеристики и содержание пигментов в листьях растений посевов озимой пшеницы сорта Таня после обработки баковой смесью препаратов Крокус + Pseudomonas fluorescens (полевые опыты, фаза кущения, 2015?2016)

При этом наблюдалось высокое повышение урожайности варианта с обработкой биологизированной баковой смесью по сравнению с другими опытными вариантами (таблица 4).

Таблица 4 -Урожайность зерна озимой пшеницы сорта Фаня под действием обработки баковой смесью Крокус + Pseudomonas fluorescens (полевые опыты, 2015?2016)

Производственный контроль выявил, что использование данного способа биологической защиты растений в некоторых регионах России эффективно. Было обнаружено, что он стабильно обеспечивает значимое увеличение урожайности зерна многих зерновых колосовых культур (таблица 5).

Таблица 5 - Динамика урожайности зерна колосовых культур (т/га), использующих комплексные продукты ООО МИП «Кубанские агротехнологии» (в скобках прибавка к среднерайонному показателю)

Экономический анализ показал, что при комплексном применении биопрепаратов и аминокислот, кардинально увеличились их показатели. При этом более чем в 5 раз повысилась прибыльность по сравнению с контролем. Комплексное использование аминокислот и биопрепаратов способствовало превышению прибыли в 3,6 раза относительно варианта применения Фитолавина и фунгицида в баковой смеси (таблица 6).

Для уменьшения возможности появления эпифитотий и эпизоототий в агроценозах рекомендуется вносить совместно с обработкой ранней весной параллельно с обработками гербицидами или листовыми подкормками комплекс биопрепаратов на основе Trichoderma viride против возбудителей заболеваний.

Таблица 6 - Влияние обработки посевов озимой пшеницы сорта Таня баковой смесью Крокус + Pseudomonas fluorescens на экономические показатели

Учитывая высокое количество инфекции на растительных остатках, требуется заполнить их супрессивной микрофлорой, совместно с внесением глифосатов в фоне No-Till. Поэтому использовалось сочетание микробиологических препаратов на основе Trichoderma viride. По данным производственных исследований обнаружена значимая эффективность этого агроприема (таблица 7).

Таблица 7 - Урожайность зерна озимой пшеницы в производственных испытаниях после обработки стерневых остатков комплексом биопрепаратов

При этом, обнаружено не только уменьшение численности фитопатогенных микроорганизмов, но и увеличение состава полезной микрофлоры. Количественная и качественная оценка на наличие Azotobacter chroococcum и Trichoderma viridе а также других микроорганизмов показала их количественное увеличение в почве после обработки микробиологическими препаратами (таблица 8).

Таблица 8 - Влияние обработки растительных остатков биопрепаратами на наличие в почве супрессивной микрофлоры (Агрохолдинг «Степь», 2014?2015)

Глифосаты широко используются в современном земледелии [9]. Целесообразно уменьшать нормы их расхода и увеличивать производительность действия данных гербицидов. Вп мнпгих пбластях Рпссии в ппследнее время широко исппльзуют ппдгптпвленный нами инновационный метпд ускпрения действия глифпсатов

Он базируется на внесении в баковую смесь препарата Крокус глифосат, которая ускоряет проникание глифосата и его транспорт по флоэме к корневой системе. При этом в преимущественной степени нарушается шикиматный (фенольный) обмен. В результате исследований было выявлено, что при обработке растений баковой смесью: Раундап (1 л/га) + аммиачная селитра (2 кг/га) + Крокус глифосат (11 г/га) происходит уменьшение концентрации ароматических аминокислот: фенилаланина и тирозина в сравнении с эталоном уже на 7?й день после обработки. Причем, добавление в эту смесь предшественника ауксина еще быстрее снижает концентрацию фенолов (рисунок 2).

Раундап (1 л/га) + аммиачная селитра (2 кг/га) + Крокус глифосат (11 г/га), где:

к 7 - эталон на 7 день (раундап с нормой расхода 3 л/га);

к 14 - эталон на 14 день;

Рисунок 2 - Изменение содержания фенилаланина и тирозина при обработке растений баковой смесью

к 2.14 - эталон с аналогом ауксина на 14 день;

А 7 - вариант с обработкой баковой смесью на 7 день;

А 14 - вариант с обработкой баковой смесью на 14 день;

А 2. 14 - вариант с обработкой баковой смесью с аналогом ауксина на 14 день

Экономическая эффективность при использовании данного способа значительно увеличилась по сравнению с рекомендуемым произво-дителями (в том числе по таким сорнякам как Convolvulus arvensis, Cirsium arvense, Artemisia absinthium в целом до 95?100%, по сравнению с 80?90% в эталонном варианте). При этом норма расхода глифосатов снизилась почти в 2 раза (таблица 9).

Таблица 9 - Экономическая эффективность применения Препарата Крокус глифосат в баковой смеси с Раундапом (2017)

Все это положительно отразилось на экологизации агроприема и резком снижении затрат из расчета на 1 га обрабатываемой площади (за счет высокой экономии на приобретении этого гербицида). В ООО «Кавказ» Кировского района Ставропольского края, работающего по технологии No-Till и использующего данный инновационный способ, объем закупаемых глифосатов снизился вдвое. Эти значительные преимущества инновационного способа по сравнению с рекомендуемым и привели к расширению площадей применения глифосатов в России.

Обсуждение результатов исследований. Выявлено, что систематическое использование биотехнологий на фоне ресурсо-сберегающих технологий (посредством обработки биопрепаратами семян и посевов, а также растительных остатков) в совокупности с препаратом Крокус является биологически и экономически целесообразным. Данный метод способствовал не только угнетению различных возбудителей болезней и вредителей на посевах пшеницы, но и большую экономическую эффективность, уменьшению количества вносимых фунгицидов и инсектицидов, повышению супрессивности почвы.

Применение препарата Крокус глифосат для сокращения нормы расхода глифосатов приводит к повышению биологической и экономической эффективности, позволяет резко снизить затраты на применение данных гербицидов, что способствует уменьшению себестоимости этого агроприема и значительной экологизации агротехнологий.

гниль зерно биозащита урожайность

Литература

1. Sedinina N. New Technologies in Biological Plant Protection and Its Localization [Текст] / N. Sedinina, V. Kotlyarov, D. Kotlyarov // 13^th International Conference on Precision Agriculture (St. Louis, Missouri, USA, 2016). ? P 1?5.

2. Власенко Н.Г. К вопросу о формировании фитосанитарной ситуации в посевах в системе No-Till [Текст] / Н.Г. Власенко, Н.А. Коротких, И.Г. Бокина // Новосибирск, 2013. ? 123 с.

3. Дридигер В.К. Практические рекомендации по освоению технологии возделывания сельскохозяйственных культур без обработки почвы в засушливой зоне Ставропольского края [Текст] / В.К. Дридигер // Саратов: Амирит, 2016. - 80 с.

4. Котляров В.В. Системное использование препаратов на основе бактерий и грибов в защите растений и улучшении микробиологического состава почв / В.В. Котляров, Н.В. Сединина, Д.Ю. Донченко, Д.В. Котляров // «Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета» (Научный журнал КубГАУ) - Краснодар: КубГАУ, 2015. - №01(105). С. 636 - 647.

5. Котляров В.В. Совместное применение аминокислолт и гербицидов группы глифосатов для увеличения экономической эффективности агротехнологий [Текст] / В.В. Котляров, Д.В. Котляров // Фитосанитарная оптимизация агроэкосистем: материалы III Всероссийского съезда по защите растений, Санкт-Петербург, 16? 20 декабря 2013г. - СПб.: ВНИИ защиты растений, 2013 - Т. 2. - С. 191?193.

6. Сединина Н.В. Биологические средства защиты растений. Основные условия получения и применения [Текст] / Н.В. Сединина, В.В. Котляров, Д.Ю. Донченко, Д.В. Котляров // Защита зерновых культур от болезней, вредителей, сорняков: достижения и проблемы: материалы Международной научно-практической конференции с элементами научной школы для молодых ученых, аспирантов и студентов, Большие Вяземы, Московской области, 5?9 декабря 2016 г. - Большие Вяземы: ВНИИ фитопатологии, 2016. - 506?510.

7. Котляров В.В. Результаты применения биотехнологий в растениеводстве [Текст] / В.В. Котляров, Д.В. Котляров // Агрокуб. - Ставрополь, № 1?2, 2017. - С. 20-21.

8. КотляровВ. В. Бактериальные болезни культурных растений [Текст] / В. В. Котляров // Краснодар: КубГАУ, 2008. - 324 с.

9. Котляров Д.В. Физиологически активные вещества в агротехнологиях: монография [Текст] / Д.В. Котляров, В.В. Котляров, Ю.П. Федулов // Краснодар: КубГАУ, 2016. - 247 с.

Размещено на Allbest.ru