Влияние технологий возделывания озимой пшеницы сорта Фортуна на фитосанитарное состояние почвы и растений на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья (стр. 1 )

На правах рукописи

ПШИДАТОК САИДА КАЗБЕКОВНА

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОЗИМОЙ

ПШЕНИЦЫ СОРТА ФОРТУНА НА ФИТОСАНИТАРНОЕ

СОСТОЯНИЕ ПОЧВЫ И РАСТЕНИЙ НА ЧЕРНОЗЕМЕ

ВЫЩЕЛОЧЕННОМ ЗАПАДНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

06.01.07 – защита растений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Москва – 2013

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Кубанский государственный аграрный университет» (ФГБОУ ВПО КубГАУ)

Научный

руководитель: кандидат биологических наук, профессор

Официальные

оппоненты: доктор биологических наук,

профессор кафедры защиты растений ФГБОУ ВПО «Российский государственный

аграрный университет – МСХА имени
»

кандидат сельскохозяйственных наук,

профессор кафедры генетики, растениеводства и защиты растений ФГБОУ ВПО «Российский

университет дружбы народов» РУДН

Ведущая организация: ГНУ Краснодарский научно–исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится: «17» июня 2013 года в 1430 на заседании диссертационного совета Д 220.043.04 при Российском государственном аграрном университете – МСХА имени , тел/–24–92,
e-mail:[e-mail]

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке им. РГАУ–МСХА имени

Автореферат разослан «08 » мая 2013 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор биологических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. Регион Западного Предкавказья характеризуется многоотраслевым сельскохозяйственным производством, основу которого составляет возделывание озимой пшеницы. В зерновом комплексе на долю культуры приходится 30 % и ставятся задачи повышения сборов зерна. Решение этой главной задачи агропромышленного комплекса Краснодарского края в большой степени связано с достижениями селекции. Селекционеры ГНУ КНИИСХ Россельхозакадемии создают высокопродуктивные сорта озимой пшеницы с потенциалом урожайности более 100 ц/га. Реализация этого потенциала затруднена, что, в первую очередь, связано с деградационными процессами черноземов, выразившимися в снижении содержания гумуса, микробиологической активности, антифитопатогенного потенциала, накоплении вредных организмов. Это привело к увеличению пестицидной нагрузки и доли затрат на защиту растений в себестоимости зерна. В связи с этим, при внедрении новых сортов озимой пшеницы в производство, актуален качественно новый подход к оценке влияния технологий возделывания на фитосанитарное состояние почвы и растений на разных этапах онтогенеза. Особое значение в технологиях, в этом плане, имеют почвенное плодородие, системы удобрения, защита от вредителей, болезней и сорной растительности с применением биологических и химических препаратов, способы основной обработки почвы, что соответствует принципам экологизации и биологизации земледелия. Внедрение таких технологий позволит стабилизировать фитосанитарное состояние почвы и растений озимой пшеницы нового сорта Фортуна, включенного в государственный реестр селекционных достижений РФ в 2006 году, и получить качественное высокорентабельное зерно.

Цель и задачи исследований. Цель работы состояла в биологической и экономической оценке технологий возделывания озимой пшеницы нового сорта Фортуна с точки зрения оптимизации фитосанитарного состояния почвы и посевов, максимальной реализации потенциала урожайности.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

– изучить влияние технологий возделывания на микробиологическую активность и антифитопатогенный потенциал почвы;

– определить влияние технологий возделывания на развитие корневой системы и поражение корневыми гнилями;

– выявить видовой состав и состояние популяций возбудителей листовых болезней озимой пшеницы сорта Фортуна в зависимости от технологий возделывания;

– оценить влияние технологий возделывания на заселенность озимой пшеницы вредителями;

– изучить степень засоренности посевов озимой пшеницы в зависимости от технологий возделывания;

– определить хозяйственную и экономическую эффективность технологий возделывания нового сорта озимой пшеницы.

Научная новизна исследований. Для зоны интенсивного возделывания озимой пшеницы на черноземе выщелоченном обоснованы агроэкологические параметры технологий возделывания нового сорта озимой пшеницы Фортуна, обеспечивающие повышение иммунитета растений к факультативным сапротрофам в результате создания оптимальных условий для роста и развития, способствующих интенсификации микробиологической активности и увеличению антифитопатогенного потенциала почвы.

Определены зависимость фитосанитарного состояния агроценоза озимой пшеницы от интенсификации элементов технологий возделывания и роль фактора защиты растений в реализации экономически обоснованной урожайности, приближенной к потенциалу сорта.

Практическая значимость результатов исследований. Экспериментально доказана рентабельность использования средних доз органических и минеральных удобрений, гербицидов в оптимизации фитосанитарного состояния почвы и растений, повышении антифитопатогенного потенциала, реализации максимальной урожайности при снижении себестоимости продукции нового сорта озимой пшеницы. Определено приоритетное применение беспестицидной технологии возделывания в природоохранных зонах.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Интенсификация технологий возделывания озимой пшеницы способствует увеличению в почве количества супрессивных микромицетов и повышению антифитопатогенного потенциала.

2. Технологии возделывания оказывают влияние на развитие корневой системы и поражение растений озимой пшеницы факультативными сапротрофами.

3. Роль фактора защиты от вредителей возрастает в экологически допустимой и интенсивной технологиях возделывания.

4. Интенсификация технологий возделывания обеспечивает увеличение конкурентоспособности озимой пшеницы с сорными растениями.

5. Каждый уровень сочетания факторов в технологиях возделывания способствует существенному увеличению урожайности, но с экономической точки зрения наиболее целесообразно применение средней дозы минеральных удобрений и гербицидов.

Место проведения работы и декларация личного участия автора. Диссертация выполнена на базе длительного стационарного полевого опыта ФГБОУ ВПО КубГАУ в период с 2008 года по 2010 гг. по госбюджетной теме «Разработка теоретических основ и приемов сохранения и воспроизводства почвенного плодородия, альтернативных технологий возделывания основных полевых культур, создание модели сбалансированных систем земледелия для различных агроландшафтов Краснодарского края» – регистрационный номер . В основу работы положены результаты исследований по изучению влияния технологий возделывания, основанных на сочетании четырех факторов, на микробиологическую активность чернозема выщелоченного и антифитопатогенный потенциал, поражение корневыми гнилями и листовыми болезнями, заселенность вредителями, степень засоренности и величину урожая, приближенную к потенциалу нового сорта озимой пшеницы Фортуна. Результаты получены лично авторам или с его непосредственным участием.

Апробация результатов исследований. Основные результаты исследований доложены на Всероссийских научно–практических конференциях молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (Краснодар, 2009, 2010, 2011, 2012); Международной научно-практической конференции, посвященной 50–летию ВНИИБЗР «Биологическая защита растений как основа экологического земледелия и фитосанитарной стабилизации агроэкосистем» (Краснодар 21–24 сентября 2010г.).

Публикации результатов исследований. По теме диссертации опубликовано – 10 работ, в том числе – 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ: Труды Кубанского государственного аграрного университета 3(г, 5 (38), 2012 г., [Научный журнал КубГАУ], 2012. – №07 (81).

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 173 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, результатов исследований, выводов, предложений производству и списка литературы. Включает 14 таблиц, 30 рисунков. Список литературы, использованной для написания обзора литературы и цитируемой в тексте работы, насчитывает 175 источников, из них 25 иностранных авторов.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Представлен анализ научных публикаций, касающихся влияния различных уровней элементов технологий возделывания озимой пшеницы на фитосанитарное состояние почвы, поражение растений болезнями, заселенность вредителями и степень засоренности.

УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в центральной агроклиматической зоне Краснодарского края на черноземе выщелоченном мощном слабогумусном. Климат зоны средне засушливый с ГТК 1,0 – 1,3. Погодные условия в годы исследований значительно отличались от средних многолетних показателей, что оказало влияние как на развитие озимой пшеницы, так и на состояние популяций вредных организмов.

Исследования выполнялись в длительном стационарном полевом опыте, в основу которого положено изучение четырех факторов: А – почвенного плодородия; Б – минерального питания; С – защиты растений; Д – основной обработки почвы. Различные уровни сочетания этих факторов положены в основу четырех технологий возделывания, условно названных: экстенсивная (000) – естественное плодородие почвы, без внесения минеральных удобрений и без защиты от вредных организмов; беспестицидная (111) – внесение один раз в ротацию одиннадцатипольного зернотравянопропашного севооборота (во второй ротации под кукурузу) навоза 200т/га + 200кг/га Р2О5, минимальной дозы минеральных удобрений (N60P40K20 под озимую пшеницу), применение в фазу колошения фунгицида бактофит на основе Bacillus subtilis, штамм 26 Д, СК (БА−10000 ЕА/мл, титр 2 млрд спор/мл) − 3 л/га в сочетании с комплексом на основе Bacillus thuringiensis, var. kurstaki и B. thuringiensis, var. thuringiensis (производство Краснодарского биоцентра); экологически допустимая (222) – основана на удвоении нормы навоза и минеральных удобрений, применении в севообороте только гербицидов, в том числе на озимой пшенице в фазу кущения секатора турбо МД (100+250 г/л) – 0,06 л/га; интенсивная (333) – последующее удвоение доз органических и минеральных удобрений, применение на всех культурах в севообороте гербицидов, фунгицидов, инсектицидов – на озимой пшенице секатора турбо, МД (100+250 г/л) – 0,06 л/га; фалькона, КЭ (250 + 167 + 43 г/л) – 0,6 л/га; дециса профи, ВДГ (250 г/кг) – 0,04 кг/га.

Технологии изучались на фоне трех способов основной обработки почвы: Д1 – безотвальная (почвозащитная), предусматривающая дискование на глубину 10–12 см под озимую пшеницу и до 18 см под пропашные культуры; Д2 – рекомендуемая в крае, основанная на сочетании в севообороте безотвальной обработки под озимую пшеницу с отвальной под пропашные культуры; Дз – отвальная под все культуры в севообороте (под кукурузу и подсолнечник на глубину 20–22 см, под сахарную свеклу – 32 см) с периодическим глубоким рыхлением до 70 см один раз в ротацию одиннадцатипольного зернотравянопропашного севооборота.

Наблюдения и учеты проводились по общепринятым методикам (Контроль за фитосанитарным состоянием посевов сельскохозяйственных культур в РФ, Воронеж, 1988 г; Мирчник, 1988).

Статистическая обработка проводилась с использованием дисперсионного и корреляционно–регрессивного анализа в программе STATISTICA 6.0.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Влияние технологий возделывания озимой пшеницы сорта Фортуна на микробиологическую активность чернозема выщелоченного

Микобиота является важным информативным показателем происходящих в почве изменений, поэтому необходимо было изучить влияние различных технологий возделывания озимой пшеницы по предшественнику сахарная свекла на количество в почве патогенных и антагонистических микромицетов.

В результате микологического анализа почвы из ризосферы растений озимой пшеницы сорта Фортуна были выделены микромицеты, относящиеся к 14 родам: Penicillium, Aspergillus, Fusarium, Alternaria, Cladosporium, Humicola, Cephalosporium, Rhizopus, Stemphylium, Trichoderma, Verticillium, Rhizoctonia, Torula, Stachybotrys и представители актиномицетов рода Streptomyces.

В фазу кущения в 2008 году условия температуры и влажности сложились более благоприятно для развития антагонистических микромицетов, среди которых преобладали грибы рода Trichoderma. Во всех вариантах технологий возделывания выявлен высокий антифитопатогенный потенциал (рисунок 1).

Рисунок 1 – Влияние технологий возделывания на количество микромицетов в ризосфере озимой пшеницы сорта Фортуна в фазу кущения. Опытное поле КубГАУ.

Напротив, в 2009 и 2010 годах во многих вариантах преобладание патогенной микофлоры в ризосфере растений озимой пшеницы связано с неблагоприятными погодными условиями для грибов антагонистов. Установлено, что количество их возрастает по мере интенсификации технологий возделывания.

Важным показателем супрессивности почвы является соотношение патогенных и антогонистических микромицетов. В стационарном полевом опыте установлено, что на этот показатель в агроценозе озимой пшеницы оказывают влияние технологии возделывания. Во все фазы развития озимой пшеницы на фоне безотвальной основной обработки почвы (дискование на 10 – 12 см), соотношение патогенных и супрессивных микромицетов в интенсивной технологии возделывания колебалось от
1,0 : 0,2 до 1,0 : 0,5 (таблица 1).

Таблица 1 – Влияние технологий возделывания на соотношение патогенных и супрессивных микромицетов в ризосфере растений озимой пшеницы сорта Фортуна (Опытное поле КубГАУ)

Вариант	Соотношение патогенных и супрессивных микромицетов в фазы
обработка почвы	индекс техноло гии	кущения	колошения	полной спелости
2008	2009	2010	2008	2009	2010	2008	2009	2010
Д1	000	1:0,2	1:0,4	1:0,5	1:0,4	1:0,3	1:0,5	1:0,2	1:0,4	1:0,2
111	1:0,2	1:0,5	1:0,7	1:0,2	1:0,5	1:0,7	1:0,8	1:1,1	1:0,2
222	1:0,4	1:0,5	1:1,0	1:0,3	1:0,5	1:0,7	1:0,8	1:2,0	1:0,3
333	1:0,5	1:0,4	1:1,2	1:0,4	1:0,7	1:1,0	1:0,9	1:1,5	1:0,9
Д2	000	1:0,2	1:0,6	1:0,7	1:0,2	1:0,7	1:0,4	1:0,4	1:0,9	1:0,5
111	1:0,2	1:0,9	1:0,8	1:0,3	1:0,7	1:0,5	1:0,5	1:1,7	1:0,5
222	1:0,6	1:1,1	1:1,4	1:0,5	1:0,8	1:0,7	1:1,0	1:2,2	1:0,6
333	1:0,7	1:1,2	1:1,4	1:0,6	1:0,9	1:1,0	1:1,6	1:1,6	1:0,7
Д3	000	1:0,4	1:0,6	1:0,5	1:0,3	1:0,8	1:0,4	1:0,5	1:1,1	1:0,7
111	1:0,4	1:0,9	1:1,3	1:0,5	1:0,9	1:0,6	1:0,6	1:1,4	1:0,7
222	1:0,4	1:1,0	1:1,3	1:0,6	1:1,2	1:0,7	1:0,8	1:1,7	1:0,7
333	1:0,5	1:1,1	1:1,4	1:0,7	1:1,7	1:0,9	1:1,0	1:1,8	1:0,9

Максимальная доля супрессивной микофлоры от патогенной выявлена в вариантах экологически допустимой и интенсивной технологий возделывания, независимо от способа основной обработки почвы.