Журнал защита растений

1
УДК, 632.4.01/08
В.В. ЛОГАЧЁВ, Е.В. ЗОЛОТАРЁВА*,
О.В. ФЕДОТОВА**
Тихоокеанский институт биоорганической химии ДВО РАН, Владивосток,
690022 E-mail: [email protected]
* Дальневосточный научно-исследовательский институт сельского хозяйства,
Хабаровск,
** Дальневосточный Государственный гуманитарный университет, Хабаровск,
Использование
новых
природных
биологически
активных
препаратов в борьбе с болезнями некоторых сельскохозяйственных
культур Дальнего Востока.
В
современный
век
научно-технических
революций
неизбежны
антропогенные изменения окружающей среды. Это происходит и в сельском
хозяйстве в результате использования химических средств для повышения
продуктивности растений и животных, защиты их от болезней и борьбы с
сорняками. В результате этих мероприятий загрязняется не только продукция
полей и ферм, но и почва, воздух и водные пространства.
Химизация сельского хозяйства приобрела в 21 -м веке широкий размах.
Среди
средств
повышающих
урожаи
сельскохозяйственных
культур
необходимыми являются химические.
Решение проблемы снабжения населения нашей страны продуктами
питания во многом определяется интенсификацией сельскохозяйственного
производства, направленной на увеличение производства продукции.
В последние годы в агротехнологиях растет доля применения препаратов
биологического происхождения - как для снижения химической нагрузки на
поля, так и для уменьшения себестоимости продукции. Мировой опыт
показывает - биопрепараты в значительной степени могут, и в настоящее время
практически уже начинают теснить дорогие химические пестициды, а
2
выращиваемая продукция при этом становиться экологически безопаснее.
Современная сельскохозяйственная наука переживает сложный период
развития. Широкомасштабное и интенсивное изменение биосферы ставит
перед наукой ряд ответственных взаимосвязанных задач, от решения которых
зависит успешное преодоление многих региональных и глобальных проблем,
со всей остротой вставших перед человечеством: дефицит продовольствия,
сокращение естественных ресурсов биосферы, загрязнение окружающей
среды.
Несмотря на появление на рынке новых химических фунгицидов, общая
ситуация в защите растений от болезней принципиально не меняется. Ряд
опасных болезней зачастую носят эпифитотический характер, налицо не
только увеличение вредоносности известных, но и появление новых опасных
видов
фитопатогенов,
зачастую
из
числа
карантинных
объектов.
Распространение таких опасных болезней как корневые гнили, мучнистая и
ложномучнистая роса огурца, фузариозы и ржавчина зерновых культур,
фитофтороз картофеля, бактериозы овощных и плодовых культур часто
приводит к чрезвычайно высоким потерям урожая и снижению его качества. В
прошлом неумеренное применение химических средств защиты растений и
минеральных
формированию
удобрений
устойчивых
привело
рас
к
ряду
негативных
возбудителей
болезней;
последствий:
обеднению
количественного и качественного состава природных микробиоценозов, в
основном, за счет уменьшения численности полезных членов микробиоты;
накоплению в окружающей среде токсических остатков.
В последние годы широко обсуждается вопрос о таких индукторах
повышения урожая и продуктивности животных и птицы, как биологически
активные препараты - регуляторы роста продуктивности животных и развития
растений, обладающие способностью направленно воздействовать на защиту
растений и животных от вредителей и болезней, на формирование и качество
урожая, на производство экологически чистой продукции растениеводства и
диетической продукции животноводства. Их получают из природных
материалов (наземные растения, морские организмы) и синтетическим путём.
3
В разных странах мира в качестве удобрений используют морские водоросли.
В них много азота, калия, микроэлементов (Fe, Mq, Zn, Cu, Mo, Co, St, Bo),
мало фосфора. Из Laminaria,
Ascophyllum и Fucus spp. были выделены
биологически активные вещества, которые ускоряли созревание, увеличивали
урожаи сельскохозяйственных культур, улучшали физические свойства почв,
повышали сопротивляемость растений к грибковым инфекциям. Научно–
технический прогресс нашёл применение фундаментальных биологических
исследований в сельском хозяйстве. Всё это заставляет сегодня российскую
науку и производителей сельхозпродукции искать пути и решать одну из
главных задач: как произвести экологически чистые и безопасные продукты
питания для человека.
Целью
настоящих
исследований
было
создание
и
изучение
биопрепаратов для сельского хозяйства с целью повышения продуктивности
растений, защиты от болезней и производства экологически чистых продуктов
питания. Эти препараты называют «биофунгициды с ростстимулирующими
свойствами», что подчеркивает многофункциональное сочетание фунгицидных
защитных свойств против корневых и листовых грибковых болезней и свойств
стимуляторов роста растений, при абсолютной безопасности для людей,
животных, пчел и окружающей среды.
В результате многолетних работ и проведения лабораторных и полевых
испытаний В Тихоокеанском институте биоорганической химии ДВО РАН
были созданы из наземных лекарственных растений, морских растений и
сбалансированных доз микроэлементов такие биопрепараты, как «Ускоритель
роста растений ДВ-47-4» - многофунциональный препарат, способствующий
повышению продуктивности растений и частично защищающий растения от
болезней, Комплекс- 1, Комплекс-2, Комплекс-3 и Комплекс-4, обладающие
фунгицидными свойствами против ряда болезней сельскохозяйстенных
культур. Они не канцерогенные, безопасные при работе и не требуют обычных
мер защиты от ядохимикатов для человека. Препараты выпускается в жидком
виде. Они применяются против болезней для обработки рассады томатов,
капусты, лука, баклажан, фасоли, цветочных культур, клубней картофеля и
4
вегетирующих растений. Ими можно обрабатывать семена, почву и растения
против фитофторы, фузариума, мучнистой росы. В результате сохраняются от
болезней почти 50% растений, а урожайность сельскохозяйственных культур
повышается до 30%.
Для опрыскивания растений препарат растворяют в 1 л воды. в
количестве 2 г (Комплекс – 1) или 15 мл (Комплекс – 2, Комплекс – 3 и
Комплекс – 4). Опрыскивают растения до или после цветения из расчёта 400 600 л рабочего раствора на 1 га (или 6-10 л на 150 м2). Для полива почвы
рабочий раствор используют в количестве 3 л/м2, более экономичное
использование рабочего раствора – 0,5 л на одно растение овощей. В таком
препарате можно замачивать клубни картофеля в течение 1 часа перед
посадкой в землю, а в начале цветения растения картофеля опрыскивают.
Изучение влияние биопрепаратов как средств защиты растений от
болезней проводилось в Амурской области (ВНИИсои, совхоз Тепличный)
Хабаровском (ДальНИИСХ) и Приморском (Приморская овощная опытная
станция, ДВО ВИЗР, тепличное хозяйство «Приморье», ТИБОХ ДВО РАН)
краях. Объектами изучения служили капуста, томаты, огурцы, картофель.
Способы обработки – предпосевная обработка семян, посадочного материала и
вегетирующих растений.
Огурцы.
Изучении
биопрепаратов
для
защиты
растений
огурцов
в
защищенном грунте.
Защита огуречных растений в закрытом грунте имеет большое значение в
зимне - весенний период, когда ещё нельзя открывать форточки, в это время
устанавливается определённый микроклимат и его изменение приводит к
развитию таких заболеваний, как белая гниль стеблей и мучнистая роса.
Обработка (замазывание) прикорневой части стеблей огурцов (сорт
Грибовчанка) препаратами Комплекс 3 и 4 в теплицах совхоза Тепличный в
Благовещенске и опрыскивание вегетирующих растений через каждые 10 дней
позволило сохранить 50% растений и увеличить урожай огурцов до 33 кг м2.
Более того, обработка растений фунгицидами вызывает стрессовое состояние
растений, которое исчезает только через 21 день. Если после обработки
5
фунгицидами через три дня обработать растения препаратами Комплекс 3 или
Комплекс - 4, то эффект стресса исчезает и растения на 15-18 дней раньше
начинают продуктивно работать и увеличивают урожай с 1 м2. Полив почвы
(через 20 дней) препаратом Комплекс 3 и опрыскивание препаратом Комплекс
4 снижает содержание нитратов в плодах огурцов до 76 мг/кг при норме 400
мг/кг, из чего можно сделать вывод о получении экологически чистой
продукции.
Подобные исследования проводились и в теплицах Приморского края.
Для борьбы с мучнистой росой на огурцах (сорт Грибовчанка) в закрытом
грунте комбината «Приморье» г. Владивостока Приморского края вместе
с филиалом ВИЗР в г. Уссурийске испытывали ряд препаратов: Алирин – Б и
препараты ТИБОХ – Комплекс-2 (150 мл/л воды) и Комплекс-3 (150 мл/л
воды).
Из таблицы 1 видно, что препараты Комплекс 2 и 3 оказывали в 2.5 - 3
раза больше ингибирующее действие на патоген по сравнению с контролем в
ранние фазы роста растений и в конце вегетации.
Таблица 1
Влияние биопрепаратов на поражение мучнистой росой (%) растений
огурца сорта Грибовчанка в закрытом грунте.
Варианты
5. 03
контроль
алирин - Б
комплекс-2
комплекс-3
0.0
0.0
0.0
0.0
Даты проведения учётов
2. 04
23. 04
14. 05
% поражения
0.0
5.7
15.3
0.0
3.3
7.7
О.1
0.7
5.3
0.0
1.3
4.7
10. 06
1. 07
34.7
10.7
12.7
12.3
43.2
15.6
17.0
13.0
Было проведено сравнительное изучение влияния на урожайность
огурцов биопрепаратов Комплекс – 2 и Комплекс – 3 и препарата Алерин - Б.
Сохранение здоровой листовой поверхности на растениях способствовало
увеличению урожая. Так за период вегетации урожай с 1 м2 по препарату
«Комплекс-3» был больше на 2,56 кг в сравнении с препаратом Алерин-Б
(таблица 2).
6
Таблица 2
Влияние биопрепаратов на урожай огурцов сорта Грибовчанка в
закрытом грунте.
Даты прове
дения учётов
5.03 –2.04
4.04 –30.04
3.05 –30.05
2.06 – 30.06
Всего:
5.03-30.06
Варианты
алирин-Б
комплекс-2
комплекс-3
алирин-Б
комплекс-2
комплекс-3
алирин-Б
комплекс-2
комплекс-3
алирин-Б
комплекс-2
комплекс-3
алирин-Б
комплекс-2
комплекс-3
Урожай по
вариантам
кг/м2
Урожай в
контроле,
кг/м2
4.52
4.04
5.14
5.19
4.92
5.26
3.85
4.40
4.86
4.70
4.16
4.64,
18,26
17,52
19,90
4,12
3,24
3,28
3,76
3,70
3,72
3,62
3,12
3,60
3,40
3,26
3,50
14,9
13,32
14,10
Прибавка
урожая по
вариантам,
кг/м2
0,40
0,80
1,86
1,43
1,22
1,54
0,23
1,28
1,26
1,30
0,90
1,14
3,36
4,2
5,8
Капуста и томаты.
Эти культуры участвовали в эксперименте на опытных делянках
ДальНИИСХ (Хабаровский край). Климат Хабаровского края характеризуется
как неустойчивый, резко континентальный, с повышенным выпадением
осадков в весеннее и летнее время, с высокими температурами, которые
благоприятствуют развитию таких заболеваний растений как альтернариоз на
томатах и бактериоз на капусте. Цель работы - снижение поражения растений
томатов альтернариозом и капусты бактериозом.
Закладка опытов проводилась в ГОПХ «Восточное» в производственных
условиях, методом рендомизированных блоков, учётные делянки площадью
8,4 м2, повторность 4-х кратная, результаты опытов обработаны методом
дисперсионного анализа по Б. А . Доспехову (1985). Семена намачивались в
течение 3-6 часов в растворе биопрепарата (2 г/л), опрыскивание растений
7
(200-400 л/га) производилось три раза, начиная в фазу 2-3 настоящих листьев с
повторением через 20 дней. Фенологические и биометрические учёты
проводились по общепринятым методикам, фитопатологические наблюдения
начинали проводить с появления первых признаков заболеваний и через 10-15
дней на 10 растениях с каждой делянки по шкале ВНИИФ, учёт урожая
проводили методом ручной уборки. Объектами исследований служили сорта:
томатов - Персей и капусты - Подарок.
Томаты. Применение биопрепарата Комплекс - 1 на томатах в сравнении
с контролем ускорило прохождение основных фаз развития: появление всходов
на 3 дня, бутонизации и цветения на 2 дня, образования плодов и начало
созревания на 2 дня, способствовало более мощному развитию рассады,
увеличивало число боковых побегов, кистей и плодов (таблица3).
Таблица 3
Влиянии обработок томатов сорта Персей биопрепаратом на рост
формирующие процессы (среднее на растение)
Варианты
Контроль
Комплекс 1
Рассадный период
высота
число
стебля, см
листьев,
шт.
18,8
22,75
4,3
5,2
В полевых условиях
число
число
число
боковых
кистей, шт плодов, шт.
побегов,
шт.
3,5
10,8
7,3
5,7
13,0
8,0
Вегетативная часть растений в сильной степени поразилась альтернариозом,
отмечено эпифитотийное развитие заболевания (таблица 4). В этих условиях
биопрепарат Комплекс – 1 стимулировал защитные реакции растений к
фитопатогену, сдерживая развитие альтернариоза на 5,5% в начальный период
проявления болезни и на 11% при её массовом развитии.
Таблица 4
Влияние биопрепарата на развитие альтернариоза на томатах в период
вегетации.
Варианты
Развитие альтернариоза, %
30,07
13,08
21,08
Контроль
17,0
49
87
Комплекс -1
47
12,5
76
Капуста. Посев семян после их намачивания (в течение 3-6 часов)
производили в конце апреля – начале мая в рассадники. Рассада капусты по
8
всем вариантам была одинаковой по развитию и приживаемости, однако по
развитию корневой системы опытная партия имела более развитую корневую
систему. Приживаемость рассады после высадки в поле у обработанной
биопрепаратом была 96,8%, у контрольной – 87.5 %. Анализ данных по
урожайности показал, что применение биопрепарата оказало стимулирующее
влияние на продуктивность капусты (табл. 5).
Таблица 5
Урожайность капусты после обработки Комплексом – 1
Урожай товарной капусты
Варианты
масса 1
ц/га
прибавка, ц/га % к контролю
кочана, кг
Контроль
2.6
451.8
-
Комплекс – 1
3.08
531.1
70,7
117. 5
Прибавка урожая в опыте получилась за счёт большего веса одного кочана
капусты на 0.5 кг. Поражение капусты бактериозом было на 40% меньше, чем в
контроле.
Картофелеводство – одна из ведущих отраслей сельского хозяйства
Дальнего Востока. Средняя урожайность картофеля составляет 110-135 ц/га.
Основными причинами низких урожаев картофеля являются нарушения
технологии возделывания и поражение растений вредителями и болезнями.
Почвенно–климатические условия Дальневосточного региона характеризуют
его как имеющего самый высокий инфекционный фон в России. Недобор
урожая в результате поражения вредными патогенами в среднем составляет 2535%, а в годы с избыточным увлажнением достигает 50-70%. Обязательным
элементом технологии производства картофеля являются приёмы защиты его
от вредных организмов.
В существующей системе защитных мероприятий от патогенов
основным рычагом управления фитосанитарной обстановкой является
химический метод. Экологизация сельскохозяйственного производства,
появление более эффективных пестицидов, высокая стоимость химических
средств защиты влекут за собой необходимость совершенствования приёмов
охраны картофеля от патогенов. В настоящее время поиск идёт в направлении
изучения и подбора экологически чистых и безопасных препаратов –
ингибиторов болезней картофеля. Изучение влияния биопрепаратов на
фитосанитарное состояние картофеля в Хабаровском крае проводилось в
полевых опытах на сортах Евгирия и Невский. Метод исследований – полевой
и лабораторные анализы.
Цель работы заключалась в подборе различных фиторегуляторов и
фитопестицидов с целью использования их как альтернативы химическим
пестицидам.
Обработку клубней проводили методом смачивании их в рабочей
жидкости препарата из расчёта 30 л/т., опрыскивание растений в фазу
бутонизации проводили при норме расхода рабочего раствора 300 л/га. В
9
качестве биофунгицидов служили препараты ТИБОХ Комплекс 1 и Комплекс 3
(концентрация 1:500), за эталон был взят химический протравитель бенлат,
50% с. п. – 0,5 кг/т. Скрининг фитофунгицидных препаратов проводили на
чистой культуре Phytophthora infestans de Bary в чашках Петри по методике
НИИХСРЗ.
Впервые было изучено влияние биопрепаратов на процессы фотосинтеза.
Как видно из табл. 6, обработка семенных клубней Комплексами на 10-25%
увеличила фотосинтетический потенциал растений, на 11-13% увеличили
содержание хлорофилла в листьях, а бенлат снизил площадь листовой
поверхности на 3% и хлорофилл на 7% в сравнении с контролем.
Фиторегуляторы продлевали работу фотосинтетического аппарата, а
фотосинтетическая продуктивность в 1,-1.5 раза превышала контроль.
Таблица 6
Фотосинтетическая деятельность растений картофеля (сорт Евгирия) при
обработке клубней биопрепаратами.
Показатели
Контроль
Эталон
32,7
Комплекс 1
37,5
Комплекс 3
42,3
Площадь листовой поверхности,
тыс. м2/га
Содержание хлрофилла в
листьях, г/м2сутки
Накопление сухого вещества, в
листьях, г/м2сутки
Содержание в клубнях крахмала,
%
Содержание в клубнях белка,%
Содержание витамина С, мг%
35,2
93,2
87,1
103,0
123,8
3,8
4,4
5,3
5,6
14,2
14,5
14,7
15,7
1,71
10,8
1,99
10,6
1,77
11,3
1,96
11,4
Одним из распространенных заболеваний картофеля на Дальнем Востоке
является ризоктониоз. Как показали данные учёта (табл. 7) биопрепараты в 2 3 раза снизили количество растений, поражённых ризоктониозом. Анализ
данных применения БАВ по сорту Евгирия показал, что эти препараты
смягчали действие неблагоприятных погодных условий внешней среды на
процесс формирования клубней, что свидетельствует об антистрессовых
свойствах БАВ. Комплексы эффективнее стимулировали клубнеобразование
при избыточном увлажнении. Бенлат в засушливые годы отрицательно
повлиял на растения картофеля, снизил урожай на 19,44 ц/га, в засушливые
годы – повысил урожай на 80 ц/га. Комплексы независимо от погодных
условий увеличивали урожаи на 20%.
10
Таблица7
Влияние
обработки
семян
фиторегуляторами
на
фитосанитарное
состояние посадок и урожай картофеля (сорт Евгирия)
Показатели, характеризующие
фитосанитарное состояние посадок
Ризокторазвитие болезни, %
ниоз
биологическая
эффективность, %
начальразвитие болезни, %
ный
биологическая
период
эффективность, %
Альтерначерез две развитие болезни, %
риоз
недели
биологическая
эффективность, %
начальны развитие болезни, %
й период
биологическая
эффективность, %
Фитофтороз
через две развитие болезни, %
недели
биологическая
эффективность, %
Урожайность
ц/га
Кон
троль
32,0
Эта
лон
11,4
Комп Комп
лекс 1 лекс-3
11,0
13,0
-
64
66
59
13,5
7,7
7,7
6,3
-
43
43
53
38,0
34,0
32,9
30,0
13,6
10,5
13,0
21,0
13,6
7,5
8,5
5,6
-
45
38
59
59
51
51
50
-
14,0
14,0
15,0
210
216
254
252
2,6
20,6
20,0
88,5
88,7
% к контролю
Товарность, %
81
НСР 095 – 14,8 ц/га
Двойная обработка БАВ в большей степени повышала иммунитет
растений, чем одинарная. В целом (табл. 8) поражаемость растений в начале
развития альтернариоза и фитофторы в варианте с БАВ была в 4 – 15 и 7 – 32
раза ниже, чем в контроле. К концу вегетации, когда возрастает общий
инфекционный фон, биологическая эффективность фиторегуляторов по
сравнению с эталоном была выше на 5 – 11% и 2 – 5% соответственно по
фитофторе и альтернариозу. Урожай повысился на 43 и 38 %. Включение
фиторегуляторов в технологию производства картофеля на 16 – 17% повышает
товарность клубней по сравнению с контролем
11
Таблица 8
Влияние двойных обработок (замачивание клубней и опрыскивание
вегетирующих растений) биопрепаратами на фитосанитарное состояние
посадок и урожайность картофеля (сорт Невский )
Показатели, характеризующие фитосанитарное
Кон- Эта- Комп- Компсостояние посадок
троль лон лекс 1 лекс3
началь
ный
период
Альтернариоз
через две
недели
началь
ный
период
Фитофтороз
через две
недели
Урожайность
развитие болезни, %
10,7
4,5
0,7
1,6
биологическая
эффективность, %
развитие болезни, %
-
58,0
93,0
85
41,0
27,8
28,5
27,5
-
32,0
30,0
33,0
13,2
4,3
0,49
1,5
-
67
96
88
73
46
43
41
биологическая
эффективность, %
развитие болезни, %
биологическая
эффективность, %
развитие болезни, %
биологическая
эффективность, %
ц/га
-
37
42
45
221
270
315
304
% к контролю
-
22
43
38
73
85
90
90
Товарность, %
НСР05 – 18 ц/га
Заключение.
1. Биологически активные препараты ТИБОХ ускоряют появление всходов,
формируют иммунитет к комплексу грибных заболеваний; стимулируют
антистрессовую активность растений после их обработки фунгицидами, а
также к неблагоприятным условиям окружающей среды; увеличивают урожай.
2. Применение БАВ позволяет получать экологически чистую и безопасную
продукцию с полей, как сырьё при производстве продуктов питания для
человека.
Логачёв Владимир Васильевич - кандидат сельскохозяйственных наук,
научный сотрудник ТИБОХ ДВО РАН.
Золотарёва Елена Владимировна – кандидат сельскохозяйственных наук,
научный сотрудник ДальНИИСХ РАСХН.
Федотова Ольга Васильевна – кандидат биологических наук, доцент ДГГУ.
12