Титульный лист и исполнители
РЕФЕРАТ
Отчет 51 с., 11 табл., 13 рис., 25 источников.
Полифункциональные препараты, биологическая защита, биопрепарат, картофель, штаммы бактерий, семеноводство.
Объектами исследования являются: среднеранний сорт «Накра» и раннеспелый «Любава», ризоктониоз картофеля (Rhizoctonia solani Kuhn), гуминовый биопрепарат АФГ, содержащий споровую биомассу бактерий: Bacillus subtilis штамм ВКПМ В-10641, Bacillus amyloliquefaciens штамм ВКПМ В-10642, Bacillus amyloliquefaciens штамм ВКПМ В-10643, и нормализованный безбалластный раствор калиевых и натриевых солей, природных гуминовых кислот, а так же содержит фульвовую кислоту, микроэлементы (К, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo), Фитоп 8.67 (споровая биомасса бактерий: Bacillus subtilis штамм ВКПМ В-10641, Bacillus amyloliquefaciens штамм ВКПМ В-10642, Bacillus amyloliquefaciens штамм ВКПМ В-10643), минеральные удобрения (мочевина, N = 46%).
Цель исследований: Разработать технологию применения полифункциональных биопрепаратов для обеспечения повышения продуктивности семенного материала картофеля и его экологической безопасности.
В результате лабораторных исследования было установлено, что лучшая концентрация гриба Мetarhizium МР-972 составляет 1 г/л, при этом биологические агенты на основе Metarhizium обладают полифункциональными свойствами, так в полевых условиях штамм Мetarhizium МР-972 оказал ростостимулирующее и фунгицидное действие положительно повлияв на прирост вегетативной массы, в 2-3 раза снижая распространенность ризоктониоза. Биологическая эффективность штаммов при этом составляла в от 80,0 до 100 %.
Кроме того, было установлено положительное влияние Мetarhizium МР-972 на формирование урожайности картофеля, которая была на 10 % выше чем на контроле и более чем на 18 % чем на варианте с фитоспорином. При этом данный материал был чистым, что даёт все основание использовать препарат в семеноводстве.
В варианте с применением препарата АФГ масса и высота растений на все даты учета превышали контрольный вариант. Распространенность болезней на растениях в период вегетации в 1,93 раза ниже, чем в контрольном варианте. Препарат оказывал положительное влияние на урожайность картофеля, в среднем урожайность при применении АФГ была выше чем на контроле в среднем на 12 %, незначительно уступая варианту с применением минеральных удобрений.
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В настоящем отчете о НИР применяют следующие термины с соответствующими определениями:
Агент биологической защиты – полезный организм, используемый и биологической защите растений от вредных видов, основа биопрепаратов.
Биологический препарат – препарат, действующим началом которого является микроорганизм или продукт его жизнедеятельности, либо биологическое средство борьбы с вредителями, фитопатогенами и сорняками, активным ингредиентом которого являются агенты биологической природы.
Биологическая эффективность применения пестицидов – это результат использования пестицида в полевых условиях, который выражается показателями гибели, уменьшения численности вредных организмов или степени повреждения ими защищаемых растений (%).
Склероции – устойчивая к неблагоприятным условиям среды отвердевшая форма грибницы.
Склероциальный индекс – обобщённый показатель заселения клубней ризоктониозом
Штамм – генетически однородная культура микроорганизма, наследственная однородность которой поддерживается отбором по специфическим признакам.
ЭПВ – экономический порог вредоносности, плотность популяции вредного вида или степень поврежденности растений, начиная с которых при отсутствии активных мер борьбы ущерб достигает экономически ощутимых размеров.
S.i. – Склероциальный индекс обобщённый показатель заселения клубней ризоктониозом
B. bassiana – Beauveriabassiana
Агент биологической защиты – полезный организм, используемый и биологической защите растений от вредных видов, основа биопрепаратов.
Биологический препарат – препарат, действующим началом которого является микроорганизм или продукт его жизнедеятельности, либо биологическое средство борьбы с вредителями, фитопатогенами и сорняками, активным ингредиентом которого являются агенты биологической природы.
Биологическая эффективность применения пестицидов – это результат использования пестицида в полевых условиях, который выражается показателями гибели, уменьшения численности вредных организмов или степени повреждения ими защищаемых растений (%).
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
В настоящем отчете о НИР применяют следующие сокращения и обозначения:
БЭ – Биологическая эффективность
ЭПВ – Экономический порог вредоносности
S.i. – Склероциальныйиндекс
B. bassiana – Beauveria bassiana
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время во всем мире ведутся поиски и разработка экологически безопасных препаратов на основе природных полезных микроорганизмов, способных эффективно подавлять вредителей и возбудителей болезней культурных растений. Однако, в связи с более узким спектром действия на целевые объекты, землепользователи не столь активно используют биопрепараты, так как эти технологии требуют более разнообразного ассортимента биопрепаратов по сравнению с химическими пестицидами. Поэтому, так актуален и необходим поиск новых природных биологических агентов (основы биопрепаратов), которые наряду с действием на одну мишень, например, фитофага, способны одновременно проявлять антагонистическое влияние на возбудителя болезни того же растения, а также улучшать рост, развитие, продуктивность и устойчивость защищаемого растения к неблагоприятным факторам среды.
Цель исследований: Разработать технологию применения полифункциональных биопрепаратов для обеспечения повышения продуктивности семенного материала картофеля и его экологической безопасности.
Основные задачи:
— выявить полифункциональные свойства новых природных биологических агентов Metarhizium anisopliae для подавления возбудителя ризоктониоза на картофеле в условиях Западной Сибири;
— изучить влияние фунгицидного и ростостимулирующего действия Metarhizium anisopliae и биопрепарата АФГ на рост, развитие растений и на величину сохраненного урожая картофеля в условиях 2020 года;
— сравнить действие минеральных и органических удобрений на рост и продуктивность картофеля;
— разработать полифункциональную технологию биологической защиты ускоренного семеноводства оздоровленного картофеля (технологическая схема).
1 ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
В настоящее время ряд передовых хозяйств, специализированных по производству элитного семенного картофеля, имеют показатели урожайности на уровне 22-28 т/га: ОПХ: «Новостройка», «Возвышенка», «Кийское» (Кемеровская область), учхоз НГАУ «Тулинский» и ЗАО: «Пашинское» и «Приобское» (Новосибирская область), ОПХ «Омское» (Омская область), ОПХ им. Сидоренко и ЗАО «Томь» (Томская область).
Однако картофелеводство большинства областей и краев Сибири претерпело значительные изменения. В настоящее время 92% посадок картофеля размещено у населения. При этом в большинстве хозяйств разных форм собственности и у населения Сибири урожайность картофеля остается на крайне низком уровне (8-14 т/га) в сочетании с невысокими качественными показателями и потерями в процессе хранения. Рентабельность производства картофеля снизилась до такого уровня, когда выращивать картофель стало невыгодно. Имеющиеся в хозяйствах разных форм собственности посадочный материал картофеля не отвечает основным стандартам. Как правило, это несортовой, некондиционный материал с большим спектром болезней. При удовлетворительной обеспеченности картофелеводческих хозяйств тракторами, сельскохозяйственными машинами, хранилищами в дефиците являются семена. Приоритет их в отрасли объясняется тем, что на долю семян приходится 48-55% затрат. Надежный семенной материал обеспечивает высокую продуктивность, качество, устойчивость к заболеваниям, сохранность в процессе длительного хранения. Более того, завоз посадочного материала картофеля зарубежных сортов не отвечает создавшимся экономическим условиям в связи с высокой стоимостью этих семян, а также зарубежные сорта, в частности большинство известных голландских сортов из-за отсутствия устойчивых форм к фитофторозу, иной реакции их на длину светового дня и влажность, несоответствия почвенно-климатическим условиям широкого распространения не получают.
Сегодня на рынке семенного картофеля продается зачастую не сортовой, нерайонированный семенной материал сомнительного происхождения, который не соответствует названию и характеристикам. С этим материалом завозятся и распространяются разные болезни и вредители. Отсутствие контроля приводит к тому, что население не получает необходимой продукции, разочаровывается в своем подсобном хозяйстве.
Производство картофеля связано с сезонностью и зачастую наблюдаются большие потери при его выращивании, особенно в период хранения. Важной задачей является его защита в процессе роста и развития путем применения инновационных экологически приемлемых средств защиты, особую популярность при этом получили биологические средства защиты растений.
Для биологической защиты растений характерны четыре основных стратегии:
– интродукция в популяцию вредных видов (фитофагов, фитопатогенов и сорняков) биологического агента из удаленного ареала для его долговременного обоснования и постоянной регуляции их численности;
– однократное применение биологического агента для его дальнейшего размножения и функционирования как регулятора численности в течение продолжительного срока (но не постоянно);
– многократное использование биологического агента для оперативного сдерживания размножения вредных видов;
– сохранение, активизация и учет деятельности полезных видов в природе разными способами.
На современном этапе состояния агроценозов наиболее распространены вторая и третья стратегии, однако активное введение биоагентов в виде биопрепаратов сохраняет биоразнообразие и способствует реализации последней, наиболее перспективной в экологическом отношении стратегии.
1.1 Основные вредные организмы картофеля
Для любой сельскохозяйственной культуры мероприятия по ее защите зависят от видового состава фитофагов и возбудителей болезней растений. Чем больше хозяйственно важных видов можно подавить биологическими методами, тем больше вклад биологической защиты растений в системы земледелия [1-3].
В Сибири биологические методы пока применяются на достаточно узком круге сельскохозяйственных культур. Биологическая защита в условиях региона наиболее полно реализована для овощных культур открытого и закрытого грунта [4]. Меньше внимания уделяется проблеме биологической защиты картофеля, актуальность которой не вызывает сомнения.
Картофелеводство в Сибири — важная отрасль сельскохозяйственного производства [5]. Эта культура обладает высокой пластичностью, может произрастать и давать хорошие урожаи в нестабильных погодно-климатических условиях региона. Урожайность картофеля помимо других факторов, в сильной степени зависит от поражения болезнями и повреждения вредителями. Распространение и вредоносность вредных организмов в различные годы может значительно колебаться в зависимости от погодных условий конкретного вегетационного периода, агротехники, качества семенного материала, состава возделываемых сортов.
В последние годы самым опасным вредителем картофеля в Западной Сибири стал колорадский жук (Leptinotarsa decemlineata L.). Известно, что потери урожая от его деятельности велики почти во всех регионах России [6,7]. Наиболее часто против этого фитофага используют химические пиретроидные инсектициды [7]. В структуре производства картофеля значительную долю занимает частный сектор (личные подсобные хозяйства, в т.ч. огороды, дачи и т.д.), поэтому возрастает роль экологизации защитных мероприятий. До настоящего времени собственное производство картофеля на подсобном участке или даче является залогом продовольственной безопасности для многочисленных слоев населения, позволяющим переживать неблагоприятные годы. В основном недобор урожая картофеля на большей части территории России происходит из-за повреждений растений колорадским жуком. В последние годы эта проблема возникла и в регионе Сибири. На различных сортах потери достигают от 12 до 50%, а в отдельные благоприятные для развития вредителя годы при отсутствии защитных мероприятий и 100%.
Жук адаптировался к местным природно-климатическим условиям Западно-Сибирского региона [8-10], численность и вредоносность его стабильно высокие, поэтому территория лесостепи Приобья в настоящее время относится к зоне натурализации фитофага [11-12].
Из болезней картофеля в местных условиях наиболее опасен ризоктониоз, вызываемый грибом Rhizoctonia solani Kuhn. Ризоктониоз картофеля (черная парша) (возбудитель – гриб Rhizoctonia solani J.G. Kuhn, телеоморфа Thanatephorus cucumeris (A.B. Frank) Donk (Basidiomycota, Ceratobasidiaceae) [13]. Поражает клубни, стебли, столоны и корни взрослых растений картофеля, а также ростки и всходы, вызывая их отмирание. Кроме картофеля поражает многие овощные, цветочные растения и сорняки (осот, хвощ, лебеда и др.).
Заболевание может проявляться в виде черной парши, углубленной (ямчатой) пятнистости, сетчатого некроза клубней, загнивания глазков и ростков, отмирания столонов и корней, а также в виде «белой ножки» стеблей. Черная парша проявляется в виде расположенных на поверхности клубней черных склероциев различного размера, похожих на прилипшие комочки почвы. Склероции на поверхности практически не причиняют вреда клубню.
1.2. Использование биоагентов и биопрепаратов для защиты растений
1.2.1. Антагонистические бактерии рода Bacillus и бактериальные препараты в защите картофеля от болезней
Отличительной особенностью представителей рода Bacillus, которая делает перспективным их применение в защите растений, является способность бактерий к спорообразованию, что позволяет им переживать неблагоприятные условия среды [14]. В спорах бактерий постепенно накапливаются биологически активные вещества, поэтому в момент прорастания антагонистическая способность бактерий резко усиливается.
В России создано несколько биопрепаратов на основе Bacillus subtilis – Бактофит, Фитоспорин-М, Алирин-Б, Витаплан и др., которые успешно применяют в ряде регионов для защиты растений от болезней.
В полевых условиях изучена активность двух штаммов B. licheniformis ВКПМ В-10561 и ВКПМ В-10562, выделенных в сибирских условиях.
Кроме того, в условиях Западной Сибири в садовом биоценозе испытано действие местных штаммов бацилл трех видов (Bacillus subtilis ВКПМ В-10641, B. amyloliquefaciens ВКПМ В-10642 и B. amyloliquefaciens ВКПМ В-10643) [3].
Смесь этих трех штаммов является основой экспериментального биопрепарата Фитоп 8.67, разработанного научно-производственной фирмой «Исследовательский центр» (Кольцово).
Полевые испытания экспериментального биопрепарата показали, что наряду с антифунгальным эффектом, он оказывает ростостимулирующее действие. Полифункциональное действие Фитоп 8.67 особенно проявлялось при защите картофеля [15].
1.2.2. Энтомопатогенный гриб Beauveria bassiana
В природе энтомопатогенный гриб Beauveria bassiana (Bals.) Vuill. регулирует численность насекомых отрядов чешуекрылых, жесткокрылых, полужесткокрылых и др. Боверию называют «белой мускардиной» (от французского выражения «засахаренный фрукт» за сходство с ним погибшего от гриба фитофага). Пораженные насекомые покрываются белым мучнистым или ватообразным мицелием. Заражению подвергаются почти все фазы развития насекомых – личинки, куколки, имаго, иногда яйца.
На основе B. bassiana был разработан Боверин – первый советский грибной препарат против насекомых-фитофагов на Украине. В настоящее время в России нет зарегистрированного препарата на основе этого гриба, хотя перспективы его использования очевидны. Первичные испытания сибирского штамма гриба B. bassiana в Новосибирской области показали его активность в защите от колорадского жука на картофеле. Экспериментальный препарат на основе этого штамма гриба обозначили как Фитоп 22.78 [16].
Таким образом, выбор направления данных исследований определяется актуальностью разработки технологий применения биопрепаратов в защите растений в сибирских условиях, с одной стороны, и, с другой стороны, наличием необходимого научного задела авторов по испытанию биопрепаратов. Учитывая достаточно сильную зависимость эффекта биопрепаратов от экологических факторов, не вызывает сомнения важность исследований по экологически безопасным методам защиты растений в условиях Сибири.
2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Сведения о хозяйстве
Влияние и эффективность биологического агента изучали в 2020 г. в лаборатории регуляции микробиоценозов сельскохозяйственных животных и растений и УПХ «Сад Мичуринцев».
Климатические условия места проведения экспериментов типичны Дзержинского района Новосибирской области и характеризуются следующими параметрами: продолжительность солнечного сияния (год) – 2077 часа (табл.1).
Таблица 1.
Общая характеристика климата Дзержинского района
| Элемент климата | Значение | |
| Продолжительность солнечного сияния (год) | 2077 ч | |
| Средняя месячная температура воздуха | в июле | 19 оC |
| в январе | -19 оC | |
| Средняя годовая температура воздуха | 0,2 оС | |
| Сумма осадков | теплый период (апрель — октябрь) | 330 мм |
| холодный период (ноябрь — март) | 95 мм | |
| вегетационный период | 205 мм | |
| год | 425 мм | |
| Продолжительность периода со среднесуточной температурой
0 С |
теплого | 188 дней |
| холодного | 177 дней | |
| Продолжительность периода со среднесуточной температурой | выше 5 оС | 158 дней |
| выше 10 оС | 122 дня | |
| выше 15 оС | 77 дней | |
| Сумма температур выше 10 С | 1920 оС | |
Средняя месячная температура воздуха самого теплого (июля) — 19 оC, а самого холодного (января) — 19 оC. Средняя годовая температура воздуха – 0,2оС. Зима суровая и продолжительная, с устойчивым снежным покровом, сильными ветрами и метелями. Во все зимние месяцы возможны оттепели, но они кратковременные и наблюдаются не ежегодно. Вследствие обилия солнечного света и тепла лето жаркое, но сравнительно короткое. Оно характеризуется незначительными изменениями от месяца к месяцу и большим количеством осадков. Переходные сезоны (весна и осень) короткие и отличаются неустойчивой погодой, весенними возвратами холодов, поздними весенними и ранними осенними заморозками [17-18].
2.2 Метеорологические условия 2020 года
Важными условиями, определяющими развитие ризоктониоза на картофеле, являются температура и влажность почвы и воздуха, поэтому особенно важно при его изучении, учитывать погодные условия.
Данные по погодным условиям гидрометеостанции (ГМС) Огурцово 2020 года (температура, осадки) представлены в таблице 2.
Таблица 2.
Агроклиматическая характеристика вегетационного периода 2020 г. (по ГМС «Огурцово»)[19]
| Месяц | Температура, 0С | Осадки, мм | ||||||||
| I | II | III | Среднее | Норма | I | II | III | Сумма | Норма | |
| Май | 10,8 | 19,1 | 14,5 | 14,8 | 10,5 | 33 | 14 | 24 | 61 | 42 |
| Июнь | 13,4 | 15,5 | 18,9 | 15,9 | 16,4 | 18 | 12 | 6 | 36 | 54 |
| Июль | 20,9 | 19,9 | 16,4 | 19,1 | 19,8 | 23 | 20 | 52 | 95 | 70 |
| Август | 20,6 | 18,5 | 15,4 | 18,2 | 15,7 | 4 | 31 | 18 | 53 | 63 |
Май 2020 года был теплым и дождливым. Осадков выпало на 19 мм больше среднемноголетнего значения (42 мм), температура составила 14,8 °С. Температура в июне (15,9 °С) была чуть ниже по сравнению со среднемноголетними данными (16,4 °С). В июне стояла устойчивая воздушная засуха (осадков выпало всего 66 % от нормы), что способствовало проявлению ризоктониоза в виде сетчатого некроза на клубнях. А вот, в июле выпало 95 мм осадков, что составило 135,7 % от среднемесячной суммы осадков, а температура составила 19,1°С, что способствовало развитию склероциальной формы ризоктониоза. Гидротермический коэффициент (ГТК) за вегетацию составил 1,1, что характеризует зону как обеспеченную увлажнением.
2.3 Агрохимическая характеристика УПХ «Сад мичуринцев»
Опыты закладывали на выщелоченном черноземе. Черноземы опытных участков являются среднемощными. Мощность гумусового горизонта колеблется от 35 до 60 см, иногда достигает 68 см. На долю наиболее однородного горизонта А приходится 25-35 см. По механическому составу выщелоченные черноземы опытного поля являются тяжелосуглинистыми, иловато-крупно-пылеватыми почвами[20]. Опытные участки характеризовались плотностью почвы от 1,11 до 1,36 г/см3 при объемной массе в слое почвы 0-27 см — 1,06 г/см3 и в слое 150-160 см — 1,30 г/см3; сумма поглощенных оснований в пахотном слое — 38,49 мг-экв.; гидролитическая кислотность — 2,1 мг-экв.; рН водной вытяжки — 7,42, в гумусовом горизонте слабощелочная при значении рН 7,40-7,16, в карбонатном рН 8,76-8,12. Общая порозность пахотного слоя — 52 %, гидролитической влаги содержится 3,43 % при максимальной гигроскопичности 9,08 % в слое 0-27 см и 5,5 % —в слое почвы 150-160 см. Водопрочных агрегатов в пахотном слое имеется лишь 20-28 %, в подпахотном горизонте их количество увеличивается до 48 %, что указывает на ее склонность к заплыванию. Влажность заплывания выщелоченного чернозема УПХ «Сад Мичуринцев» составила 8,3 %, а наименьшая влагоемкость — 25 % от массы почвы. Опытные участки содержали гумуса 5,72-7,16 % (среднегумусные черноземы), валового азота — 0,19-0,36, фосфора — 0,15-0,21 и калия — 1,10-1,26 %. Содержание легкогидролизуемого азота колебалось в пределах 8,10-12,6 мг, подвижного фосфора — 18,2-25,1 и обменного калия — 9,40-12,1 мг на 100 г почвы, рН солевой вытяжки — 5,62 [21].
Анализ климатических и почвенных факторов показал, что в Дзержинском районе Новосибирской области, можно выращивать хорошие урожаи картофеля, несмотря на короткий вегетационный периоды и периодический недостаток влаги.
2.4 Методики полевых опытов
Закладку полевых опытов проводили на полях УПХ «Сад Мичуринцев» Новосибирской области, в соответствии с методиками полевых исследований [22].
1 опыт.Объекты исследования: среднеранний сорт Накра (оригинатор
ВНИИКХ им. А.Г. Лорха, Сибирский НИИ Сельского Хозяйства и Торфа, Кемеровский НИИСХ), ризоктониоз картофеля (Rhizoctonia solani Kuhn), Metarhizium anisopliae(штамм 972).
Опыт проводили в лабораторных и производственных условиях. Определение содержания фотосинтетических пигментов в лабораторных условиях проводили методом спектрофотометрии. Для измерения готовили вытяжки пигментов из листьев картофеля в 70% спирте. Каротиноиды определяли при λ = 440,5 нм, хлорофилл а — при λ = 665 нм, хлорофилл b — при λ=649 нм. Измерение каждой вытяжки пигментов проводили в десятикратной повторности. Концентрации хлорофиллов а и b в вытяжке рассчитывали по формуле Вернона. Активность пероксидазы в листьях определяли согласно биохимического исследования растений.
В производственных условиях перед посадкой клубни картофеля замачивали в 1 %-й суспензии Metarhizium anisopliae (штамм 972) в течение 1 часа, контролем служили семена и клубни, замоченные в воде, в качестве эталона использовали Фитоспорин-М и Баксиб.
2 опыт. Объекты исследования: раннеспелый картофель сорта «Любава», раннеспелый сорт ВНИИКХ и Кемеровского НИИСХ (Кемерово) ризоктониоз картофеля (Rhizoctonia solani Kuhn), гуминовый биопрепарат АФГ, содержащий споровую биомассу бактерий: Bacillus subtilis штамм ВКПМ В-10641, Bacillus amyloliquefaciens штамм ВКПМ В-10642, Bacillus amyloliquefaciens штамм ВКПМ В-10643, и нормализованный безбалластный раствор калиевых и натриевых солей, природных гуминовых кислот, а так же содержит фульвовую кислоту, микроэлементы (К, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo), предоставленный ООО «НПО АГРО-ФИТ», Фитоп 8.67 (споровая биомасса бактерий: Bacillus subtilis штамм ВКПМ В-10641, Bacillus amyloliquefaciens штамм ВКПМ В-10642, Bacillus amyloliquefaciens штамм ВКПМ В-10643), минеральные удобрения (мочевина, N = 46%). Перед посадкой клубни картофеля замачивали в 1 %-й суспензии АФГ в течение 1 часа, контролем служили семена и клубни, замоченные в воде.
Картофель высаживался рядами по 20 штук в повторности (3 повторности). Испытания проводились на фоне естественного распространения болезней в полевых условиях. Количество урожая оценивали по средним пробам с каждого варианта в каждой повторности.
Агротехника включала зяблевую вспашку в конце сентября – начале октября, весновспашку, культивацию (15-20 см). Посев производился вручную 14 мая 2020 г. Уход за посадками включал внесение удобрений «Кемира картофельное» (30-40 г на кв. м почвы), прополку, полив. Уборка производилась вручную.
Полевые испытания на картофеле проведены для оценки: пораженности картофеля возбудителем черной парши (ризоктониозом); влияния на ростостимулирующие процессы (морфометрические показатели, урожайность).
Учет пораженности ризоктониозом ростков и стеблей проводили через 4 и 6 и 10 недель после посадки. Процент поврежденных и опавших столонов рассчитывали к их общему числу. Растения выкапывали, почву с корневой системы стряхивали и оценивали пораженность подземной части. Учет проводился по пятибалльной шкале Франка [24]: 0 – поражение отсутствует; 1 – штрихи и язвы на ростке (стебле) длиной до 25 мм; 2 – язвы на ростке (стебле) длиной до 50 мм; 3 – язвы на ростке (стебле) длиной более 50 мм, но не окольцовывают росток (стебель) полностью; 4 – обширные язвы, окольцовывающие росток (стебель); 5 – росток (стебель) сгнил или надломился.
Затем рассчитывают распространенность (Р) и развитие болезни (R) по формулам: где
П – количество пораженных растений,
N – общее количество учетных растений;
, где
— сумма произведений числа больных растений (а) на соответствующий им балл поражения (б),
N – общее количество учетных растений,
К – высший балл шкалы учета.
Экономический порог вредоносности- 15% по распространённости ризоктониоза в фенофазу бутонизации, начала цветения.
Биологическую урожайность определяли путем взвешивания урожая с делянки и пересчета на 1 га.
Фракционный состав урожая определяли в соответствии с методикой: мелкая фракция – клубни массой до 35 г; средняя фракция – 35-130 г; крупная фракция – более 130 г. Затем определяли в процентном отношении долю фракции.
Степень поражения ризоктониозом клубней нового урожая определяли по соотношению массовой доли здоровых клубней и пораженных различными формами заболевания. Более точную оценку состояния клубней можно получить, рассчитав склероциальный индекс (S.i.) по модифицированной методике Шалдяевой Е.М., Пилиповой Ю.В. по формуле[23]:
где
с — вес здоровых клубней;h — вес клубней, пораженных сетчатым некрозом и углубленной пятнистостью;m — вес клубней с единичными склероциями и склероциями на 1/10 поверхности;k — вес клубней со склероциями, занимающими 1/4 поверхности;l — вес клубней со склероциями, занимающими 1/2 поверхности.
Статистическую обработку данных проводили методом дисперсионного анализа с использованием пакета прикладных компьютерных программ SNEDECOR для Windows [23].
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Оценка фунгицидного и ростостимулирующего действия микорадов в лабораторных опытах на картофеле
Эффективность штамма гриба Мetarhizium МР-972 в лабораторном опыте была высокой. Основной целью лабораторных исследований была оценка влияния на ростостимулирующие и биохимические процессы картофеля.
Лучший результат получен при обработке клубней штаммом гриба Мetarhizium МР-972 с концентрацией 0,1 г/л. Применение штамма в данной концентрации обеспечило увеличения длины надземной части в 1,2 раза и количества стеблей на 10 % по сравнению с контрольным вариантом (рис.1-2).
Рисунок 1. Влияние разных концентраций штамма Мetarhizium на морфометрические показатели картофеля сорта Накра
А Б В Г
Рисунок 2. Растения картофеля: А – контроль, Б – концентрация 0,1 г/л, Б – концентрация 1 г/л, Б – концентрация 10 г/л
Неплохие результаты и при обработке клубней штаммом гриба Мetarhizium МР-972 с концентрацией 1 г/л. Длина надземной части увеличилась на 19%.
Нами были оценены биохимические показатели картофеля (табл.3,4). Самая высокая концентрация хлорофилла а и b также наблюдалась при обработке клубней штаммом гриба Мetarhizium МР-972 с концентрацией 0,1 г/л (в 1,9 раза и 1,6 раза выше относительно контроля соответственно). Концентрация каротиноидов и содержание пигментов было выше в варианте с концентрацией 1 г/л (на 25% и 28% относительно контроля).
В лабораторных условиях было оценено эндофитное действие штамма гриба Мetarhizium MP-972. Для этого листья, стебли и корни растения, клубни которого были обработаны грибом, стерилизовали в 3% растворе гипохлорита натрия в течение получаса, затем промывали стерильной водой.После этого выкладывали части растений в чашки Петри с картофельно-глюкозным агаром и инкубировали трое суток при температуре 27оС (рис.3-4).
Таблица 3.
Влияние разных концентраций штамма гриба Мetarhizium МР-972 на концентрацию хлорофилла картофеля
| Вариант | Концентрация хлорофилла а (Са, мг/л) |
Концентрация хлорофилла b (Сb, мг/л) | Концентрация каротиноидов (Скар, мг/л) | Содержание пигмента в растительном материале, мг/г сырой массы |
| Контроль | 5,35 | 3,73 | 4,35 | 0,043 |
| 0,1 г/л | 10,62 | 5,89 | 4,66 | 0,047 |
| 1 г/л | 7,09 | 4,57 | 5,47 | 0,055 |
| 10 г/л | 7,76 | 4,58 | 3,78 | 0,038 |
Таблица 4
Влияние разных концентраций штамма гриба Мetarhizium МР-972 на активность пероксидазы картофеля
| Вариант | Средняя активность |
| Контроль | 3,1204 |
| 0,1 г/л | 2,4221 |
| 1 г/л | 2,9820 |
| 10 г/л | 3,1094 |
Рисунок 3. Чашки Петри с корнями, стеблями и листьями растений картофеля сорта Любава
Рисунок 4. Чашки Петри с визуальными признаками штаммом гриба Мetarhizium
Таким образом, для испытания в полевых условиях была выбрана концентрацияштаммов гриба Мetarhizium – 1 г/л.
3.2 Оценка фунгицидного и ростостимулирующего действия Мetarhizium МР-972 в полевом опыте на картофеле
Энтомопатогенный штамм Мetarhizium МР-972 оказал ростостимулирующее действие на картофель, увеличив длину стеблей. Статистически достоверное увеличение наблюдали на 6-ю и 10-ю недели, как в вариантах с применением мицелия, так и конидий (табл. 5).
Таблица 5
Влияние грибных штаммов на морфометрические показатели картофеля на сорте Накра
| Варианта опыта | Недели учета | Масса 1 растения, г | Длина, см | Количество, шт. | ||
| стеблей | корней | стеблей, | столонов | |||
| Контроль | 4 | 149,3 | 18,0 | 17,0 | 5,0 | 12,3 |
| 6 | 408,0 | 43,0 | 17,0 | 5,0 | 17,3 | |
| 10 | 1752,0 | 44,7 | 19,0 | 5,0 | 23,0 | |
| Продолжение таблицы 5 | ||||||
| Фитоспорин-М | 4 | 118,7 | 12,7 | 12,7 | 2,7 | 12,0 |
| 6 | 408,0 | 48,3* | 14,0 | 3,0 | 12,7 | |
| 10 | 1464,7 | 61,0* | 15,0 | 3,7 | 20,0 | |
| Конидии 972 | 4 | 100,3 | 14,7 | 15,7 | 3,7 | 15,3* |
| 6 | 644,3 | 51,0* | 17,3 | 4,0 | 16,7 | |
| 10 | 1530,7 | 60,0* | 17,3 | 4,7 | 19,7 | |
| Мицелий 972 | 4 | 88,7 | 15,3 | 14,7 | 3,0 | 12,0 |
| 6 | 430,3 | 48,7* | 15,7 | 3,7 | 15,7 | |
| 10 | 1150,0 | 58,7* | 15,7 | 3,7 | 22,3 | |
| Баксиб | 4 | 105,3 | 15,3 | 10,0 | 3,3 | 16,0 |
| 6 | 485,7 | 48,0* | 16,3 | 3,3 | 17,0 | |
| 10 | 1150,0 | 58,7* | 17,7 | 3,3 | 22,3 | |
| НСР05 | 143,14 | 2,46 | 1,15 | 0,59 | 1,96 | |
*– статистически достоверно
Исследуемый штамм положительно повлиял на увеличение столонов в варианте с обработкой клубней конидиями (рис. 5-7). Показатели испытуемых вариантов были на уровне эталонного варианта (с применением Фитоспорина-М).
Рисунок 5. Габитус растений при учете на 4-ю неделю
Рисунок 6. Габитус растений при учете на 6-ю неделю
Рисунок 7. Габитус растений при учете на 10-ю неделю
Пораженность стеблей и столонов через месяц после посадки (4 недели) было незначительным по всем сортам, тем не менее, во всех опытных вариантах она была меньше, чем в контрольном варианте. Через 6 недель после посадки распространенность ризоктониоза в варианте с обработкой мицелием снизился в 3 раза, а в варианте с обработкой конидиями – в 2 раза, что подтверждает антогонистическое действие штамма. Биологическая эффективность штаммов составила 72,7-80,0 % (табл.6).
Биоагент, примененный в виде мицелия (штамм 972) еще больше снизил поражение стеблей перед копкой картофеля (10 недель): распространенность и развитие болезни уменьшилось в 8 раз, увеличив биологическую эффективность до 87,5 %. Величины этих показателей при применении конидий сопоставимы с эталонным препаратом и были ниже контрольных в 1,9 и 5,6 раз, соответственно.
Таблица 6.
Фунгицидное действие биоагентов на стеблях картофеля сорта Накра
| Варианта опыта | Недели учета | Распространенность болезни, % | Биологическая эффективность, % | Развитие болезни |
| Контроль | 4 | 13,3 | 4,0 | |
| 6 | 33,3 | 13,3 | ||
| 10 | 53,3 | 32,0 | ||
| Фитоспорин-М | 4 | 7,4 | — | 3,4 |
| 6 | 11,1 | 83,3 | 2,2* | |
| 10 | 27,3 | 82,9 | 5,4* | |
| Конидии 972 | 4 | 27,3 | — | 9,1 |
| 6 | 13,3 | 80,0 | 2,7* | |
| 10 | 28,6 | 82,1 | 5,7* | |
| Мицелий 972 | 4 | 0 | 100,0 | 0* |
| 6 | 18,2 | 72,7 | 3,6* | |
| 10 | 6,7 | 87,5 | 4,0* | |
| Баксиб | 4 | 13,3 | — | 4,00 |
| 6 | 18,75 | 53,13 | 6,25* | |
| 10 | 30,00 | 81,25 | 16,00* | |
| НСР05 | 2,25 | |||
Ростостимулирующая активность штаммов и эффективность в отношении ризоктониоза позволили получить более качественный и высокий урожай картофеля (табл. 7, рис. 8). Причем, увеличение массы клубней происходило за счет формирования более крупной фракции и уменьшения средней. Кроме того, в результате применения штаммов, получен более здоровый продовольственный и посадочный материал: распространенность болезни на клубнях нового урожая снизилась в варианте с обработкой мицелием в 16 раз, а в варианте с обработкой конидиями – все клубни были здоровы (склероции черной парши отсутствовали) (рис. 9). Несмотря на то, что прибавка урожая в варианте с мицелием статистически не достоверная, тем не менее, получен чистый от ризоктониозной инфекции продукт.
Таблица 7.
Влияние биологических агентов на урожайность картофеля
| Вариант | Урожайность, т/га | Распространённость ризоктониоза, % | Биологическая эффективность, % |
| Контроль | 33,8 | 14,4 | — |
| Фитоспорин-М | 29,4 | 4,1 | 71,5 |
| Конидии972 | 37,7* | 0,0 | 100 |
| Мицелий972 | 34,2 | 0,9 | 93,8 |
| Баксиб | 33,5 | 5,9 | 59,0 |
| НСР05 | 1,42 |
За счет оздоровления картофеля получена более высокая урожайность, которая превысила контроль на 3,9 т/га в варианте с применением конидий.
Рисунок 8. Средний образец урожая картофеля с 1 куста по вариантам опыта
Рисунок 9. Влияние обработки конидиями гриба Metarhizium на распространенность ризоктониоза на клубнях нового урожая
Таким образом, в условиях вегетационного периода 2020 года испытуемый энтомопатогенный штамм Мetarhizium МР-972 оказал ростостимулирующее и антифунгальное действие на картофеле сорта Свитанок киевский.
3.3 Оценка фунгицидного и ростостимулирующего действия АФГ на картофеле
В течении вегетации проводили учеты по оценке морфометрических показателей растений картофеля и распространенности болезней (табл. 8, рис. 10-12).
В варианте с применением препарата АФГ масса и высота растений на все даты учета превышали контрольный вариант. Так, на 4-ю неделю учета масса растений была больше на 157,6 г, на 6-ю – на 151,7 г, на 10-ю неделю этот показатель увеличился на 491 г, то есть, масса возросла в 2,17 раза.
Таблица 8.
Действие препарата на морфометрические показатели и снижение заболеваемости
| Варианта опыта | Время учета после посадки, недели | Масса одного растения, г | Длина стеблей, см | Общее кол-во столонов, шт. | Кол-во стеблей, шт. | Распространен-ность болезней, % | БЭ, % |
| Контроль | 4 | 125,7 | 18,3 | 17,0 | 2,7 | 50,0 | — |
| 6 | 256,3 | 33,0 | 18,7 | 2,7 | 87,5 | — | |
| 10 | 420,0 | 45,0 | 19,7 | 3,0 | 87,5 | — | |
| АФГ | 4 | 283,3* | 22,0 | 19,0 | 3,0 | 33,3 | 90,5 |
| 6 | 408,0 | 48,3 | 24,0 | 3,0 | 45,2 | 82,7 | |
| 10 | 911,0 | 50,0 | 25,7 | 4,3 | 30,8 | 63,1 | |
| Фитоп 8.67 | 4 | 112,0 | 19,8 | 16,0 | 2,7 | 12,50 | 85,71 |
| 6 | 288,3 | 39,3 | 16,3 | 3,7 | 36,36 | 89,23 | |
| 10 | 711,7 | 36,7 | 16,3 | 4,3 | 28,57 | 65,71 | |
| Минеральные удобрения | 4 | 81,7 | 16,7 | 13,7 | 1,7 | 30,00 | 40,00 |
| 6 | 239,0 | 34,7 | 16,3 | 3,3 | 20,00 | 82,00 | |
| 10 | 597,0 | 46,7 | 18,0 | 3,3 | 60,00 | 28,89 | |
| НСР05 | 111,23 | 5,59 | 2,25 | 0,91 | |||
*- «жирным» шрифтом выделены статистически достоверные показатели
Увеличение длины и количества стеблей и столонов было статистически достоверно, начиная только через полтора месяца после посадки картофеля (6-я, 10-я недели).
Рисунок 10. Габитус растений при учете на 4-ю неделю:
слева – контроль, справа – АФГ
Рисунок 11. Габитус растений при учете на 6-ю неделю
Распространенность болезни на растениях и клубнях во все периоды вегетации была ниже в варианте с применением АФГ. Через полтора месяца, под действием почвенной патогенной микрофлоры, на растениях были обнаружены признаки проявления возбудителя ризоктониоза картофеля (Rhizoctonia solani J.G. Kuhn), однако, его распространенность была в 1,93 раза ниже, чем в контрольном варианте. Через 2,5 месяца этот показатель снизился в 2,8 раза, что подтверждает антагонистическое действие бактерии, входящей в состав препарата. Биологическая эффективность препарата составила 63-90 %.
Рисунок 12. Внешний вид растений при учете на 10-ю неделю
При уборке урожая нами были оценены действие биоагентов и регулятора роста на фракционный состав и массу клубней, а также, зараженность их паршой картофеля (табл. 9, рис. 13).
Формирование более крупной фракции клубней в варианте с применением препарата происходило за счет снижения количества мелкой фракции – на 10,6 %, и увеличении крупной – на 32 %. За счет этого была получена более высокая урожайность картофеля, которая превысила урожайность в контроле на 8,1 т/га.
Таблица 9.
Влияние гуминового препарата на формирование урожая
| Вариант опыта | Масса фракций, % | Урожайность, т/га | Распространенность болезней на клубнях нового урожая, % | БЭ, % | ||
| мелкая | средняя | крупная | ||||
| Контроль | 14,55 | 57,16 | 28,29 | 19,6 | 48,1 | — |
| АФГ | 3,95 | 35,76 | 60,29 | 27,7 | 14,3 | 70,3 |
| Фитоп 8.67 | 11,00 | 46,08 | 42,93 | 24,1 | 6,3 | 86,8 |
| Минеральные удобрения | 6,10 | 20,10 | 73,79 | 33,6 | 17,4 | 77,2 |
| НСР05 | 2,96 | |||||
Распространенность болезни на клубнях под воздействием бацилл снизилась в 3,4 раза, что обеспечило 70,3 %-ю биологическую эффективность.
Рисунок 13. Средний образец урожая картофеля с 1 куста по вариантам опыта
Таким образом, препарат АФГ оказал не только ростостимулирующее, но и антифунгальное действие.
4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ АГЕНТОВ И КОМПЛЕКСНОГО ГУМИНОВОГО ПРЕПАРАТА ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ СЕМЕННОГО КАРТОФЕЛЯ
Повышение эффективности сельскохозяйственного производства невозможно без оценки применяемых технологий. При этом определяется система показателей, дающая возможность определить эффективность возделывания разных культур. Одним из важных критериев оценки применяемых технологий является урожайность, однако эта величина должна быть экономически оправданной. Повышение эффективности картофелеводства возможно при условии внедрения в производство новых отечественных сортов с высокими адаптационными способностями и совершенствованием технологии её возделывания.
Использованные биологические агенты на основе гриба Мetarhizium МР-972 повлияли на урожайность и её структурe, а следовательно и на экономические показатели.
Таблица 10
Экономическая эффективность производства оздоровленного семенного картофеля при использовании новых стимуляторов роста, 2019г.
| Вариант | Урожай-ность, т/га | Произво-дственные затраты, тыс.руб/га | Стоимость продукции, тыс.руб/га | Себесто-имость 1т продук-ции, тыс.руб | Прибыль, тыс. руб/га | Уровень рентабельности, % |
| Контроль | 33,8 | 602,8 | 1075,0 | 28,0 | 472,2 | 78 |
| Фитоспорин-М | 29,4 | 529,3 | 855,0 | 30,4 | 325,7 | 62 |
| Конидии 972 | 37,7* | 638,5 | 1270,0 | 25,1 | 631,5 | 99 |
| Мицелий 972 | 34,2 | 605,4 | 1090,0 | 27,8 | 484,6 | 80 |
| Баксиб | 33,5 | 598,2 | 1065,0 | 28,1 | 466,8 | 78 |
| НСР05 | 1,7 | |||||
Так уровень рентабельности на вариантах с применением мицелия гриба Мetarhizium МР-972 уровень рентабельности составил 80 %, а на вариантах с применением конидий составил 99 %, что на 2-21% соответственно выше контроля. При этом данный материал был чистым, что даёт все основание использовать препарат в семеноводстве.
Использование комплексного гуминового препарата АФГ положительно сказалось, на урожайность её структуре, а следовательно и на экономических показателях, так уровень рентабельности на вариантах с применением препарата составил 105%, что болеет чем на 20 % выше, чем по контролю. Максимальные показатели уровня рентабельности составили 117 % и они отмечались на варианте с минеральными удобрениями, при этом качественные показатели существенно уступали вариантам с биологическими препаратами.
Таблица 11
Экономическая эффективность производства оздоровленного семенного картофеля при использовании новых стимуляторов роста, 2019г.
| Вариант | Урожай-ность, т/га | Произво-дственные затраты, тыс.руб/га | Стоимость продукции, тыс.руб/га | Себесто-имость 1т продук-ции, тыс.руб | Прибыль, тыс. руб/га | Уровень рентабельности, % |
| Контроль | 19,6 | 572,6 | 975,0 | 29,3 | 402,4 | 82 |
| АФГ | 27,7 | 672,4 | 1380,0 | 24,4 | 707,6 | 105 |
| Фитоп 8.67 | 24,1 | 627,8 | 1215,0 | 25,8 | 587,2 | 94 |
| Минеральные удобрения | 33,6 | 657,9 | 1430,0 | 23,0 | 772,1 | 117 |
| НСР05 | 2,96 | |||||
Анализ экономической эффективности биологических агентов и комплексного гуминового препарата свидетельствует о том, что их применение на семенном картофеле экономически оправдано. По всем вариантам отмечены более низкая себестоимость и высокий уровень рентабельности в сравнении с контролем, что говорит о целесообразности их использования в производстве семенного картофеля.
ВЫВОДЫ
1. Энтомопатогенный штамм Мetarhizium МР-972 оказал ростостимулирующее действие на картофель, увеличив длину стеблей в полевых опытах. Статистически достоверное увеличение наблюдали на 6-ю и 10-ю недели, как в вариантах с применением мицелия, так и конидий. Исследуемый штамм положительно повлиял на увеличение столонов в варианте с обработкой клубней конидиями Мetarhizium МР-972. Штамм Мetarhizium МР-972 проявил фунгицидное действие. Через 6 недель после посадки распространенность ризоктониоза в варианте с обработкой мицелием снизился в 3 раза, а в варианте с обработкой конидиями – в 2 раза, что подтверждает антогонистическое действие штамма. Биологическая эффективность штаммов составила 72,7-80,0 %. Биоагент, примененный в виде мицелия (штамм 972) еще больше снизил поражение стеблей перед копкой картофеля (10 недель): распространенность и развитие болезни уменьшилось в 8 раз, увеличив биологическую эффективность до 87,5 %. Величины этих показателей при применении конидий сопоставимы с эталонным препаратом и были ниже контрольных в 1,9 и 5,6 раз, соответственно.
2. В варианте с применением препарата АФГ масса и высота растений на все даты учета превышали контрольный вариант. На 4-ю неделю учета масса растений была больше на 157,6 г, на 6-ю – на 151,7 г, на 10-ю неделю этот показатель увеличился на 491 г, то есть, масса возросла в 2,17 раза. Распространенность болезней на растениях в период вегетации была ниже в варианте с применением АФГ. Через полтора месяца, под действием почвенной патогенной микрофлоры, на растениях были обнаружены признаки проявления возбудителя ризоктониоза картофеля, однако, его распространенность была в 1,93 раза ниже, чем в контрольном варианте. Через 2,5 месяца этот показатель снизился в 2,8 раза, что подтверждает антагонистическое действие бактерии, входящей в состав препарата. Биологическая эффективность препарата составила 63-90 %. Формирование более крупной фракции клубней в варианте с применением препарата происходило за счет снижения количества мелкой фракции – на 10,6 %, и увеличении крупной – на 32 %. За счет этого была получена более высокая урожайность картофеля, которая превысила урожайность в контроле на 8,1 т/га.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Шалдяева Е.М., Пилипова Ю.В. Ризоктониоз картофеля: склероциальный индекс // Защита и карантин растений. – 1999. – № 5. – С. 16–17.
2. Шалдяева Е.М., Пилипова Ю.В., Коняева Н.М. Мониторинг ризоктониоза в агроэкосистемах картофеля Западной Сибири. — Новосибирск, 2006. – 195 с.
3. Штерншис М.В., Беляев А.А., Цветкова В.П., Шпатова Т.В., Леляк А.А., Бахвалов С.А.. Биопрепараты на основе бактерий рода Bacillus для управления здоровьем растений // Министерство сельского хозяйства РФ, Новосибирский государственный аграрный ун-т. – Новосибирск: Изд-во СО РАН. – 2016. – 233с.
4. Штерншис М.В. Микробиологическая борьба с вредителями сельскохозяйственных культур Сибири и Дальнего Востока / М.В. Штерншис.– М.: Агропромиздат.– 1988.– 128 с.
5. Галеев Р.Р. Интенсивные технологии выращивания картофеля: Лекция / Р.Р. Галеев, М.Е. Черепанов, Н.П. Щербинин.– Новосиб. гос. аграр. ун-т. Новосибирск, 1992.– 32 с.
6. Павлюшин В.А. Колорадский жук: распространение, экологическая пластичность, вредоносность, методы контроля / В.А. Павлюшин, Г.И. Сухорученко, С.Р. Фасулати, Н.А. Вилкова // приложение к журналу «Защита и карантин растений». – 2009. – №3. – С. 29.
7. Глёз В.М. Колорадский жук / В.М. Глёз, В.И. Черкашин // Приложение к журналу «Защита и карантин растений». – 2002. – №5. – 25 с.
8. Цветкова В.П. Влияние гидротермических условий на развитие колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata Sey) в лесостепной зоне Новосибирской области / В.П. Цветкова, Н.С. Чуликова // Продуктивность культурных растений в зависимости от погодных условий: сб. тр. по материалам Междунар. науч.-практич. конф. (Новосибирск, июль 2012 г.) Новосиб. гос. аграр. ун-т. – Новосибирск, 2012. С. 229 – 234.
9. Чуликова Н.С. Фенология колорадского жука в условиях Новосибирской области/ Н.С. Чуликова, А.А. Малюга, В.П. Цветкова// Вестник НГАУ №2 (23) апрель-июнь 2012, Новосибирск, С.33-37.
10. Цветкова В.П. Особенности развития колорадского жука в Сибири и контроль его численности/ В.П. Цветкова //Биологическая Защита Растений: Успехи, Проблемы, Перспективы. Мат-лы конф. Познань, Польша, май 14-17, 2013 г. С. 108- 110.
11. Гербер О.Н. Эффективность химических и биологических агентов борьбы с колорадским жуком / О.Н. Гербер, В.П. Цветкова, В.В. Серебров // Современные технологии производства сельскохозяйственных культур в Сибири. Новосибирск: Агро-Сибирь. 2007. С. 82 – 88.
12. Малюга А.А. Колорадский жук: по пути на восток /А.А. Малюга, Н.А. Омельченко, Ю.Н. Похлёбин // Защита и карантин растений. 2011. № 8. С. 20-23.
13. Ахатов А.К. Болезни и вредители овощных культур и картофеля /А.К. Ахатов, Ф.Б. Ганнибал, Ю.И. Мешков, Ф.С. Джалилов и др. М.: ТовариществонаучныхизданийКМК. 2013. 463 с.
14. Tsvetkova V.P., Shternshis M.V., Shatalova E.I., Bakhvalov S.A., Maslennikova V.S., Grishechkina V.S. Polyfunctional Properties of the Entomopathogenic Bacterium in Protecting Potato in Western Siberia / Вiosciences biotechnology research Аsia, March 2016. – Vol. 13(1). – Р. 9-15.
15. Цветкова В.П., Масленникова В.С. Полифункциональное действие Вeauveria bassiana на картофеле в условиях Новосибирской области / Сборник статей по материалам II Международной научно-практической конференции «ЭКОЛОГИЯ, ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА: XXI ВЕК», 12-15 ноября г. Красноярск, 2016. – С. 306-311.
16. Масленникова В.С. Цветкова В.П., Селюк М.П., Дубовский И.М. Влияние бактерий рода Bacillus на ризоктониоз Rhizoctonia solani Kühn картофеля / СБОРНИК ТЕЗИСОВ ДОКЛАДОВ, СПб.:ФГБНУ ВИЗР, 2019 . — С.120
17. Новосибирск: климат [Электронный ресурс] URL: http://www.meteo-tv.ru
18. Новосибирск: климат [Электронный ресурс] URL: http://www.meteo-tv.ru
19. Архив погоды в Огурцово [Электронный ресурс] URL: https://rp5.ru/ (дата обращения: 18.10.2020) Архив погоды в Огурцово [Электронный ресурс] URL: https://rp5.ru/ (дата обращения: 18.10.2020)
20. Почвы Новосибирской области: Карта. М-б 1:1 000 000 / Под ред. К. С. Байкова. – Новосибирск: Изд-во Новосиб. картограф. фабрики, 2007. – 1 л.
21. Природное районирование и современное состояние почв Новосибирской области: Атлас / Под ред. К. С. Байкова. — Новосибирск: Изд-во Сиб. геодез. академии, 2010. — 20 с.
22. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Альянс. –2014. – 350 с.
23. Сорокин О.Д. Прикладная статистика на компьютере // О.Д. Сорокин. – Краснообск: ГУП РПО СО РАСХН, 2009. – 222 с.
24. Быкова Т.Е., Муратова Д.М., Мишурова А.А., Масленникова В.С. Испытание новых штаммов bacillusthuringiensis в отношении колорадского жука // В сборнике материалов VII международной научно-практической конференции «Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых ученых». – Новосибирск, 2019. – С. 71-74.
25. Быкова Т.Е., Масленникова В.С. Эффективность биопрепаратов в отношении колорадского жука // материалы 57-й Международной научной студенческой конференции, секция сельскохозяйственные науки. – Новосибирск, 2019. – С. 7.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО БИОЛОГИЗИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПРИМЕНЕНИЯ БИОПРЕПАРАТА METARHIZIUM И АФГ НА КАРТОФЕЛЕ
ХАРАКТЕРИСТИКА METARHIZIUM
Микрокапсулы содержат биомассу (конидии или мицелий) гриба Metarhizium anisopliae штамм 972, витамины, растительные остатки после ферментации. Срок хранения: 12 месяцев в холодильнике. Допускается транспортирование при отрицательных температурах до -45°С.
ХАРАКТЕРИСТИКА АФГ
АФГ содержат в себе споровую биомассу бактерий: Bacillus subtilis — штамм DSM 24613 (ВКПМ В-10641), Bacillus amyloliquefaciens — штамм DSM 24614 (ВКПМ В-10642), Bacillus amyloliquefaciens — штамм DSM 24615 (ВКПМ В-10643), и нормализованный безбалластный раствор калиевых и натриевых солей, природных гуминовых кислот, а так же содержит фульвовую кислоту, микроэлементы (К, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu, B, Mo). Всего более 70 групп активных веществ. Является экологически чистым продуктом, не содержит синтетических соединений и вредных веществ.
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ METARHIZIUM
Гриб Metarhizium, используется как энтомопатогенный гриб: прорастает в полость тела насекомых, что вызывает микоз и гибель вредителей. Смерть насекомых происходит от нарушения циркуляции крови и от выделяемых грибом продуктов жизнедеятельности – токсинов и ферментов.Кроме инсектицидной активности гриб оказывает ростостимулирующее и иммунное действие на растения. Это связано с повышением гуминовых составляющих почвы, что ведет к росту и повышению качества урожая.
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ АФГ
Входящие в АФГбактерии Bacillus активно ингибируют прорастание и развитие мицелия фитопатогенных грибов, что обусловлено синтезом как биологически активных веществ, так и других факторов конкуренции. Защитный эффект биопрепарата обуславливается способностью Bacillus размножаться в почве, изменяя соотношение антагонистических и фитопатогенных видов микроорганизмов в почвенном микробном ценозе, а также способностью этой бактерии образовывать полиеновые антибиотики, которые ингибируют вредоносную микрофлору и способны стимулировать развитие растений. Оптимальные температурные режимы, при которых споры бактерий прорастают и выделяют полиеновые антибиотики, совпадают с температурными режимами, благоприятными для развития картофеля: 18-25 °С.
Наибольшее количество антибиотиков споры выделяют в момент прорастания, затем наступает так называемая лаг-фаза развития бактерий, когда происходит процесс размножения. В этот период выделяется меньшее количество антибиотиков. Следовательно, при высокой заселенности поверхности растений или субстрата патогенами нужно повторное внесение микробиологических препаратов. Эффективное сдерживание развития патогенной микрофлоры достигается за счет активного выброса антибиотиков во внешнюю среду. При слабо пораженных клубняхдостаточно предварительного профилактического использования микробиологических препаратов с целью обеззараживания субстрата, обеспечения его заселения полезной микрофлорой и стимулирующего действия на растения.
Входящие в состав АФГ гуматы выполняют следующие функции – оптимизация корневого питания растений: (a) непосредственное поступление питательных веществ и микроэлементов; b) мобилизация соединений фосфора в биодоступные формы; c) мобилизация и транспорт катионов переходных металлов (в частности, меди, железа и цинка) в доступной растениям хелатной форме; и d) оптимизация свойств почвы (обеспечение энергии для почвенных микроорганизмов и усиление микробиологической деятельности, усиление водоудерживающей способности, упрочнение структуры и др.). С позиций свойств препарата эти эффекты сводятся к вещественному составу препарата, количеству и природе кислых функциональных групп, структуре полифенольного ядра и структуре гидролизуемой части макромолекулы как главных компонентов, формирующих комплексообразущие способности органических лигандов. Оптимизация внекорневого питания растений. Будучи поверхностно-активными веществами, гуминовые кислоты и фульвокислоты снижают поверхностное натяжение водных растворов, увеличивая тем самым проницаемость клеточных мембран. В свою очередь это оптимизирует пропускную способность транспортной системы растений — ускоряет передвижение питательных веществ. Это ускоряет метаболизм энергии, интенсивность фотосинтеза и синтез хлорофилла. За счет своей амфифильности гуминовые вещества влияют на гидрофильные и гидрофобные участки на поверхностях мембран. Кроме того, многие ученые полагают, что фосфолипидные составляющие клеточных мембран также подвержены влиянию гуминовых веществ. Влияние ГВ на физиологические процессы растений. При поступлении гуминовых веществ в клетки в мембранах и эндоплазматических компонентах растительных клеток происходит ряд биохимических реакций: A) Предполагается, что гуминовые вещества усиливают синтез высокоэнергетического аденозинтрифосфата (АТФ) в клетках, который оптимизирует дыхание растений. Этот механизм может быть обусловлен кислыми функциональными группами ГВ, так как ионы водорода способствуют синтезу АТФ. B) Некоторые молекулярные составляющие ГВ приводят к формированию ростовых фитогормонов или действуют как «гормоноподобные» вещества. Это может быть связано с присутствием орто-хинонов в ароматической части молекулы гуминовой кислоты, которые играют роль дегидрогеназ в окислительных процессах клетки. C) Усиление ферментативной активности, так как ферменты — сложные протеиды — стабилизируются за счет присутствия ковалентных связей в гуминовой молекуле. Так, при применении ГВ показано увеличение содержания каталазы, пероксидазы, дифенилоксидазы и инвертазы. Детоксикация, или инактивация токсикантов в почве — её обычно связывают с сорбционной емкостью ГВ, количеством сильных и слабых кислых функциональных групп, гидрофобностью, сорбционной емкостью в отношении тяжелых металлов и ксенобиотиков.
ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ METARHIZIUM
Metarhiziumприменяют путем обработки клубней 1 %-й суспензии при посадке. Расход рабочей жидкости 10 л/т. Ёмкости, используемые для обработки клубней расположены на картофелесажалке (при посадке клубень падает в ложе и с двух форсунок, расположенных напротив друг друга, происходит обработка клубня). Используют вертикальную фрезу с сажалкой с одновременным гребнеобразованием. Загрузка картофеля в сажалку проводится трактором МТЗ (КУН).
ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ АФГ
С целью ростостимулирующего эффекта, а также ускорения темпов роста и развития оздоровленного семенного картофеля, сортов разной группы спелости рекомендуется предпосевная обработка клубней 1 %-й суспензией АФГ, с нормой расхода препарата 10л/т. Рекомендуемый способ обработки — замачивание клубней перед посадкой на 1 час.
МЕТОДЫ УЧЕТА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
Учет распространенности и развития ризоктониоза осуществляют по фазам развития растения, в которых болезнь проявляется наиболее типично (столоны и стебли). Учет проводят через 4, 6 и 10 недель после посадки. Процент поврежденных и опавших столонов рассчитывают к их общему числу. На каждом поле учитывают по 7-10 растений в 4-5 повторностях. Растения выкапывают и оценивают пораженность подземной части. Учет проводят по пятибалльной шкале Франка, где:
0 — поражение отсутствует;
1 — штрихи и язвы на ростке (стебле) длиной до 25 мм;
2 — язвы на ростке (стебле) длиной до 50 мм;
3 — язвы на ростке (стебле) длиной более 50 мм, но не окольцовывает росток (стебель) полностью;
4 — обширные язвы, окольцовывающие росток (стебель);
5 — росток (стебель) сгнил или надломился.
Фракционный состав урожая картофеля определяют в соответствии с ГОСТом 7001-91: мелкая фракция – клубни массой до 35 г; средняя фракция – 35-130 г; крупная фракция – более 130 г. Затем определяют в процентном отношении долю фракции.
Распространенность (Р) и развитие болезни (R)рассчитывают по формулам:
где
П – количество пораженных растений,
N – общее количество учетных растений;
, где
— сумма произведений числа больных растений (а) на соответствующий им балл поражения (б),
N – общее количество учетных растений,
К – высший балл шкалы учета.
Биологическую эффективность (БЭ) биопрепаратов против болезней определяют по формуле:
гдеa — показатель средней пораженности в контроле, %;
b — показатель средней пораженности в опыте, %;
МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С METARHIZIUM
Меры безопасности при работе с Metarhizium аналогичны мерам безопасности при работе с другими биологическими препаратами 4 класса опасности (малоопасные вещества по классификации ГОСТ 12.1.007-76.) При работе не требуется соблюдение особых мер предосторожности; упаковку и остатки продукта допускается утилизировать с бытовыми отходами; при попадании препарата в глаза необходимо промыть чистой водой; при возникновении аллергических реакций — обратиться к врачу). Грибы Metarhizium экологически безопасны, не накапливаются в растениях, не вызывают привыкания, безвредны для человека, теплокровных животных, дождевых червей, растений и окружающей среды. Класс опасности для пчел – 3 класс.
МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С АФГ
Меры безопасности при работе с АФГаналогичны мерам безопасности при работе с другими биологическими препаратами 4 класса опасности (ГОСТ 12.1.007-76), зарегистрированными на территории Российской Федерации.Препарат не опасен для рыбохозяйственных водоемов, пчел и полезных насекомых.pH 9-10. Пожаровзрывобезопасно.
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ, ВЫШЕДШИХ В ПЕРИОД ПРОВЕДЕНИЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ.
1. Петров А.Ф., Галеев Р.Р., Коваль Ю.И., Цветкова В.П., Шульга М.С., Гаврилец Н.В., Масленикова В.С., Шульга А.А. Разработка биологизированной системы ускоренного семеноводства картофеля как фактора сохранения продуктивности и повышения безопасности получаемой продукции// Инновации и продовольственная безопасность. 2020. № 1 (27). С. 88-96. DOI: 10.31677/2311-0651-2020-27-1-88-96
2. Цветкова В.П., Масленникова В.С., Штерншис М.В., Леляк А.А., Леляк А.И. Влияние полифункциональной микробной смеси на ризоктониоз картофеля и колорадского жука //Достижения науки и техники АПК. 2020. т. 34. № 3. С. 26-31. DOI: 10.24411/0235-2451-2020-10305
3. Ващенко А.С., Масленникова В.С., Цветкова В.П. Испытание Фитопа 26.82 против Rhizoctonia solani и колорадского жука на картофеле//В сборнике: Аграрная наука — сельскому хозяйству. Сборник материалов XV Международной научно-практической конференции. В 2-х книгах. Барнаул, 2020. С. 169-170
4. Дубовский И.М. Рачилов Д.А., Мишурова А.А. Влияния штаммов энтомопатогенных грибов рода metarhizium на развитие картофеля // В книге: МНСК-2020. Сельскохозяйственные науки. Материалы 58-й Международной научной студенческой конференции. 2020. С. 16-17.
4. Цветкова В.П., Масленникова В.С Испытание Фитопа 26.82 против Rhizoctonia solani и колорадского жука на картофеле // В сборнике: Аграрная наука — сельскому хозяйству. Сборник материалов XV Международной научно-практической конференции. В 2-х книгах. Барнаул, 2020. С. 169-170
5. AndreyPetrov, VeraTsvetkova, RinatGaleev, MaximShulga, NataliaGavriletz, SergeyRyumkin, IngaRyumkina, Vladislavа Maslennikova, AnastasiaShulga, EvgeniyRyadskiy, KristinaKoloshina. Influence of the multifunctional biological product Phytop 26.82 on the growth and development of seed potatoes// International Journal of Agronomy. London-2021. Hindawi Publishing Corporation. (Статья прошла успешное рецензирование, ожидаемый выход журнала вторая декада февраля 2021г. Номер статьи на сегодня в журнале ID 8879626)