Russian Federation
Russian Federation
The aim of the work is to evaluate the effect of the systemic fungicide Lamador on the yield, infesta-tion and taxonomic composition of seed phytopathogenic fungi in the soft spring wheat varieties Novosi-birskaya 16 and Pamyati Vavenkova (Triticum aestivum L.). Objectives: to study the prevalence of seed infection pathogens using the example of soft spring wheat varieties Pamyati Vavenkova and Novosi-birskaya 16 and to evaluate the effectiveness of the Bayer JSC Lamador seed treater in the fight against identified pathogens to increase their productivity. As test objects, seeds of soft spring wheat harvested in 2021–2022 were used, obtained on the experimental field of the UNPK Borsky (Borsk settlement, Su-khobuzimsky District, the Krasnoyarsk Region), located in the forest-steppe zone. The choice of seeds of these varieties as test objects for testing the effectiveness of the disinfectant was due to the fact that, according to the results of preliminary experiments, these seeds were characterized by a high level of nat-ural infection with phytopathogenic fungi. The taxonomic composition of the causative agents of seed in-fection was typical for the region and included representatives of the g.g. Fusarium, Bipolaris, Alternaria. The distribution of representatives of different genera according to the frequency of occurrence on seeds significantly (p<0.001) differed from uniform due to the predominance of representatives of the g. Fusari-um, which accounted for more than 60 % of isolated isolates. In addition, highly significant (p<0.001) dif-ferences were noted between seeds of different varieties in terms of the frequency of occurrence of repre-sentatives of the g.g. Bipolaris and Alternaria, while the frequency of occurrence of representatives of the g. Fusarium differed statistically insignificantly. Seed treatment with Lamador systemic fungicide resulted in a highly significant (p<0.001) decrease in the prevalence of seed infection from 100 % to 14–25 % (de-pending on the variety).
wheat, fungal infection of seeds, protectants, pesticides, systemic fungicide, infectious agents, Fusarium, Bipolaris, Alternaria
Введение. Пшеница (Triticum L.) – основная зерновая и самая главная стратегическая культура в России и во всем мире [1, 2]. Важнейшая задача сельскохозяйственных товаропроизводителей Красноярского края – формирование стабильных урожаев зерна пшеницы. Проблема повышения продуктивности культуры во многом зависит от зараженности растений фитопатогенами [3]. Потеря урожая и снижение качества продукции определяется группой особо опасных вредоносных объектов, основными из которых являются возбудители корневых гнилей. Корневые гнили могут вызывать существенные потери урожая (от 11 до 67 %) в зависимости от степени поражения [4, 5]. Данные болезни вызваны фитопатогенными грибами р.р. Bipolaris (в первую очередь, B. sorokiniana), Fusarium, Alternaria, Pythium, Ophiobolus, Rhizoctonia [6–8].
Возбудители заболеваний зерновых культур в процессе эволюции приспособились к длительному выживанию. Они сохраняются в почве, на растительных остатках, сорняках и семенах [7, 9]. Семена являются источниками многих возбудителей [10, 11]. Больные растения отстают в росте и развитии, ухудшается качество семенного материала вследствие накопления токсинов. Пораженные семена дают щуплые загнивающие всходы и погибают еще до выхода растений из почвы [12]. Химические препараты, используемые для обработки семян, защищают от поражения не только семена, но и проростки, всходы и растения в начальный период их развития. Однако многократное применение фунгицидов приводит к росту резистентности фитопатогенных грибов [13–16]. В связи с этим необходим постоянный мониторинг чувствительности региональных популяций фитопатогенов к фунгицидам с целью выбора наиболее эффективных препаратов.
Цель исследования – оценить влияние системного фунгицида Ламадор на урожайность, пораженность и таксономический состав семенных фитопатогенных грибов у сортов мягкой яровой пшеницы Новосибирская 16 и Памяти Вавенкова (Triticum aestivum L.).
Задачи: изучить распространенность возбудителей семенной инфекции на примере сортов мягкой яровой пшеницы Памяти Вавенкова и Новосибирская 16; оценить эффективность протравителя семян фирмы АО «Байер» Ламадор в борьбе с выявленными патогенами.
Объекты и методы. Объектом исследования служил системный фунгицид фирмы АО «Байер» для обработки семян пшеницы Ламадор (действующее вещество протиоконазол – 250 г/л, тебуконазол – 150 г/л). В качестве тест-объектов использовали семена мягкой яровой пшеницы сортов Памяти Вавенкова и Новосибирская 16 урожая 2021–2022 гг., полученные на опытном поле УНПК «Борский» (п. Борск Сухобузимского района Красноярского края), расположенном в лесостепной зоне. Выбор семян указанных сортов в качестве тест-объектов для проверки эффективности протравителя был обусловлен тем, что, по результатам предварительных экспериментов, эти семена характеризовались высоким уровнем естественной зараженности фитопатогенными грибами. Обработку семян протравителем проводили в соответствии с инструкцией производителя, контролем служили необработанные протравителем семена. Зараженность протравленных и контрольных семян фитопатогенными грибами определяли биологическим методом в соответствии с ГОСТ 12044-93 «Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения зараженности болезнями» на агаризованной питательной среде № 2 ГРМ Сабуро (производитель – Федеральное бюджетное учреждение науки «Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии», г. Оболенск).
Для предотвращения роста бактерий в питательную среду добавляли фторхинолоновый антибиотик широкого спектра ципрофлоксацин в концентрации 5 мг/л. Идентификацию фитопатогенных грибов проводили на основе их культурально-морфологических свойств с использованием светопольной микроскопии. Для микрофотосъемки использовали цифровую USB-камеру ScopeTek DCM-130E.
Статистическую значимость влияния факторов «Год», «Сорт» и «Протравитель» семян на урожайность проверяли многофакторным дисперсионным анализом (Factorial ANOVA). В качестве post-hoc тестов для оценки значимости различий между индивидуальными средними использовали рекомендуемые в современной научной литературе тест Тьюки (Tukey HSD test), тест Шеффе (Scheffe’s S test) [17], а также не рекомендуемый, но до сих пор популярный в русскоязычной литературе тест НСР (Fisher's LSD test). Показатели силы влияния рассчитывали как выраженное в процентах отношение факториальной суммы квадратов к общей сумме квадратов. Статистическую значимость различий между возбудителями семенной инфекции по частоте встречаемости, а также значимость различий между сортами по таксономическому составу возбудителей проверяли тестом χ2. Статистическую значимость различий между протравленными и непротравленными семенами по распространенности инфекции проверяли точным тестом Фишера (Fisher's exact test) для таблиц 2×2. В качестве программного обеспечения использовали пакет StatSoft STATISTICA 8.0.
Результаты и их обсуждение. Зерно яровой пшеницы характеризовалось высокой распространенностью семенной инфекции, достигавшей 100 %. Таксономический состав возбудителей семенной инфекции включал представителей р.р. Fusarium, Bipolaris, Alternaria, что является характерным для региона [18–21] (рис. 1–4).
Рис. 1. Конидии представителей р. Fusarium, выделенных из семян изучаемых сортов:
1 – макроконидии; 2 – микроконидии, длина масштабной полоски равна 10 мкм
Рис. 2. Конидия Bipolaris sorokiniana, выделенного из семян изучаемых сортов;
длина масштабной полоски равна 10 мкм
Рис. 3. Конидии представителей р. Alternaria, выделенных из семян изучаемых сортов;
длина масштабной полоски равна 10 мкм
Рис. 4. Характерный вид чашки Петри с анализируемым зерном на среде Сабуро
Распределение представителей разных родов по частоте встречаемости на семенах в высокой степени значимо (p < 0,001) отличалось от равномерного за счет преобладания представителей р. Fusarium, на долю которых пришлось более 60 % выделенных изолятов. Кроме этого, отмечены в высокой степени значимые (p < 0,001) различия между семенами разных сортов по частоте встречаемости представителей р.р. Bipolaris и Alternaria, в то время как частота встречаемости представителей р. Fusarium различалось статистически незначимо (рис. 5).
Протравливание семян препаратом Ламадор привело к высокой степени значимому (p < 0,001) снижению распространенности семенной инфекции со 100 до 14–25 % (в зависимости от сорта) (рис. 6, 7).
Рис. 5. Распространенность возбудителей семенной инфекции
на примере сортов мягкой яровой пшеницы Памяти Вавенкова и Новосибирская 16, %
Рис. 6. Распространенность возбудителей семенной инфекции на примере сортов
мягкой яровой пшеницы Памяти Вавенкова и Новосибирская 16 после протравливания, %
Рис. 7. Характерный вид чашки Петри с анализируемым зерном
после протравливания на среде Сабуро
Дисперсионный анализ показал, что применение протравителя Ламадор оказало статистически значимое (p<0,001) влияние на урожайность, выразившееся в повышении средней по сортам и годам урожайности с 35,06 до 37,92 ц/га (табл. 1, рис. 8).
Повышение урожайности при применении современного средства защиты было характерно для обоих сортов как в 2021, так и в 2022 г., что подтверждается отсутствием статистически значимых эффектов взаимодействия факторов «Сорт × Протравитель» и «Протравитель × Год» (табл. 1).
Таблица 1
Дисперсионный анализ влияния изучаемых факторов на урожайность
|
Фактор |
Показатель силы влияния, % |
Статистическая значимость эффекта p |
|
Сорт |
74,40 |
0,000000 |
|
Протравитель |
8,01 |
0,000106 |
|
Год |
5,11 |
0,001115 |
|
Сорт × Протравитель |
1,05 |
0,106122 |
|
Сорт × Год |
1,75 |
0,040593 |
|
Протравитель × Год |
0,71 |
0,181653 |
|
Сорт × Протравитель × Год |
0,02 |
0,841393 |
|
Случайное варьирование |
8,96 |
Рис. 8. Средняя по сортам и годам урожайность в зависимости от применения
протравителя Ламадор, ц/га
Несмотря на однотипность положительного действия протравителя на урожайность обоих сортов, сорт Новосибирская 16 в плане прибавки урожайности оказался несколько более отзывчивым на применение препарата Ламадор, чем сорт Памяти Вавенкова. Так, если в среднем по годам прибавка урожайности у сорта Новосибирская 16 за счет его применения составила 3,90 ц/га, то у сорта Памяти Вавенкова – только 1,82 ц/га (рис. 9).
Результаты post-hoc тестов представлены в таблицах 2–4.
Рис. 9. Средняя по годам урожайность разных сортов
в зависимости от применения протравителя Ламадор
Таблица 2
Статистическая значимость различий (p) между вариантами опыта по урожайности
в среднем за 2021–2022 гг. согласно тесту Шеффе
|
Сорт |
Новосибирская 16 без протравителя |
Новосибирская 16 с протравителем |
Памяти Вавенкова без протравителя |
|
Новосибирская 16 без протравителя |
0,002011 |
0,000000 |
|
|
Новосибирская 16 с протравителем |
0,002011 |
0,000010 |
|
|
Памяти Вавенкова без протравителя |
0,000000 |
0,000010 |
|
|
Памяти Вавенкова с протравителем |
0,000000 |
0,000000 |
0,252077 |
Таблица 3
Статистическая значимость различий (p) между вариантами опыта
по урожайности в среднем за 2021–2022 гг. согласно тесту Тьюки
|
Сорт |
Новосибирская 16 без протравителя |
Новосибирская 16 с протравителем |
Памяти Вавенкова без протравителя |
|
Новосибирская 16 без протравителя |
0,001009 |
0,000161 |
|
|
Новосибирская 16 с протравителем |
0,001009 |
0,000171 |
|
|
Памяти Вавенкова без протравителя |
0,000161 |
0,000171 |
|
|
Памяти Вавенкова с протравителем |
0,000161 |
0,000161 |
0,185600 |
Таблица 4
Статистическая значимость различий (p) между вариантами опыта по урожайностив
среднем за 2021–2022 гг. согласно тесту НСР
|
Сорт |
Новосибирская 16 без протравителя |
Новосибирская 16 с протравителем |
Памяти Вавенкова без протравителя |
|
Новосибирская 16 без протравителя |
0,000163 |
0,000000 |
|
|
Новосибирская 16 с протравителем |
0,000163 |
0,000001 |
|
|
Памяти Вавенкова без протравителя |
0,000000 |
0,000001 |
|
|
Памяти Вавенкова с протравителем |
0,000000 |
0,000000 |
0,047544 |
Заключение. Зерно пшеницы характеризовалось высокой распространенностью семенной инфекции, достигавшей 100 % и включавшей представителей р. Fusarium, на долю которого пришлось более 60 %, а также представителей р.р. Bipolaris и Alternaria. Протравливание семян препаратом Ламадор привело к высокой степени значимому (p < 0,001) снижению распространенности семенной инфекции: со 100 до 14 % у сорта Новосибирская 16 и до 25 % у сорта Памяти Вавенкова. Дисперсионный анализ показал, что применение протравителя Ламадор оказало статистически значимое (p < 0,001) влияние на урожайность, выразившееся в повышении средней по сортам и годам урожайности с 35,06 до 37,92 ц/га. Повышение урожайности при применении современного средства защиты подтверждается отсутствием статистически значимых эффектов взаимодействия факторов «Сорт × Протравитель» и «Протравитель × Год».
1. United Nations, Food and Agriculture Organization, Statistics Division URL: https://eol.org/pages/108051/articles?locale_code=en&resource_ id =617.
2. Voycuckaya N.P. Istochniki hozyaystvenno cennyh priznakov dlya selekcii ozimoy myagkoy pshe-nicy v stepnoy zone Krasnodarskogo kraya // Zernobobovye i krupyanye kul'tury. 2020. № 4 (36). S. 106–116. DOI: 10.24411/ 2309-348X-2020-11212. EDN CRJVNY.
3. Effektivnost' predposevnoy obrabotki semyan novyh sortov yarovoy pshenicy biologicheski-mi preparatami i himicheskimi protravitelyami / F.S. Sultanov [i dr.] // Dostizheniya nauki i tehniki APK. 2021. T. 35. № 3. S. 33–38. DOI:https://doi.org/10.24411/0235-2451-2021-10306. EDN SKGUNE.
4. Pavlyushin V.A. Osnovnye principy zonal'noy zaschity zernovyh // AgroSnabForum. 2017. № 1 (149). S. 39. EDN XYCJAB.
5. Novik A.L., Duktov V.P. Sortovaya otzyvchivost' yarovoy tverdoy pshenicy na predposevnuyu obrabotku semyan // Vestnik Belorusskoy gosudarstvennoy sel'skohozyaystvennoy akademii. 2020. № 1. S. 97–101. EDN SFZMEH.
6. Effect of crop rotation on the incidence of soil-borne fungal wheat pathogens / K.V. Kukushkina [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Volgograd, 17–18 iyunya 2021 goda / Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering. Krasnoyarsk, Russian Federation: IOP Publishing Ltd, 2021. P. 12180. DOI:https://doi.org/10.1088/1755-1315/848/1/ 012180. EDN VNXTMF.
7. Sokolov M.S., Pikushova E.A., Levashova G.I. Tradicionnye i novye priemy zaschity ozimoy pshenicy ot bolezney, porazhayuschih kornevuyu sistemu i osnovanie steblya pshenicy // Agrohi-miya. 1998. № 1 S. 84–93.
8. Kornevye gnili yarovoy pshenicy v Zaural'e i mery bor'by s nimi / I.N. Porsev [i dr.] // APK Rossii. 2017. T. 24. № 1. S. 212–219. EDN YKDPDT.
9. Garbar L.I. Protraviteli semyan, stimulyatory rosta i ih smesi na yarovoy pshenice // Tehno-logicheskaya politika v sovremennom zemledelii: mat-ly nauch.-prakt. konf. po obschemu zem-ledeliyu (Barnaul, 04 avgusta 2000 g.). Barnaul: Altay. nauch.-issledov. in-t zemledeliya i selekcii s.-h. kul'tur, 2000. S. 21–23. EDN XSTDPF.
10. Protravlivanie semyan zernovyh kul'tur / V.I. Dolzhenko [i dr.] // Zaschita i karantin raste-niy. 2014. № 2. S. 54–92. EDN WFRNFR.
11. Protraviteli semyan nuta / D.V. Bochkarev [i dr.] // Zaschita i karantin rasteniy. 2020. № 3. S. 18–19. EDN BZYZCZ.
12. Derbeneva N.A. Dinamika razvitiya vozbuditeley bolezney semyan zernovyh kul'tur // Sovre-mennoe nauchnoe znanie v usloviyah sistemnyh izmeneniy: mat-ly Tret'ey nacional'noy nauch.-prakt. konf. s mezhdunar. uchastiem (Tara, 05–06 iyunya 2019 goda). Tara: Omsk. gos. agrar. un-t im. P.A. Stolypina, 2019. S. 92–96. EDN RBCIAA.
13. Deising H.B., Reimann S., Pascholati S.F. Mechanisms and significance of fungicide resistance // Brazilian Journal of Microbiology. 2008. Vol. 39, №. 2. P. 286–295.
14. Hollomon D.W. Fungicide resistance: facing the challenge – a review // Plant Protect. Sci. 2015. Vol. 51. P. 170–176.
15. Es'kova E.N., Hizhnyak S.V. Chuvstvitel'nost' vozbuditelya obyknovennoy kornevoy gnili zer-novyh Bipolaris sorokiniana k fungicidam razlichnogo himicheskogo sostava // Vestnik KrasGAU. 2021. № 12 (177). S. 3–10. DOI:https://doi.org/10.36718/1819-4036-2021-12-3-10. EDN CGAAJP.
16. Scherbakova L.A. Razvitie rezistentnosti k fungicidam u fitopatogennyh gribov i ih hemo-sensibilizaciya kak sposob povysheniya zaschitnoy effektivnosti triazolov i strobilurinov // Sel'skohozyaystvennaya biologiya. 2019. T. 54. № 5. S. 875–891. DOI:https://doi.org/10.15389/agrobiology.2019.5.875rus. EDN MLUFKS.
17. Comparing multiple comparisons: practical guidance for choosing the best multiple comparisons test / S. Midway [et al.] // Bioinformatics and Genomics. 2020. DOI:https://doi.org/10.7717/peerj. 10387.
18. Hizhnyak S.V., Muchkina E.Ya., Mashanov A.I. Sostav mikroskopicheskih gribov, vliyayuschih na ka-chestvo i ekologicheskuyu bezopasnost' zerna pshenicy v OPH «Kuraginskoe» Krasnoyarskogo kraya // Vestnik KrasGAU. 2012. № 1 (64). S. 106–109. EDN OOOCTB.
19. Hizhnyak S.V., Muchkina E.Ya. Sortovaya specifika vospriimchivosti yarovoy pshenicy k toksiko-gennym gribam, vliyayuschim na kaches–tvo i ekologicheskuyu bezopasnost' zerna // Vestnik Kras-GAU. 2014. № 10 (97). S. 88–92. EDN SZFFQP.
20. Thiabendazole vs difenoconazole in chemical control of seed-borne toxigenic fungi affecting wheat quality / K.V. Kukushkina [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: III In-ternational Scientific Conference: AGRITECH-III-2020: Agribusiness, Environmental Engineering and Biotechnologies, Volgograd, Krasnoyarsk, 18–20.06.2020 g. / Krasnoyarsk Science and Technology City Hall of the Russian Union of Scientific and Engineering Associations. Vol. 548. Volgograd, Krasnoyarsk: Institute of Physics and IOP Publishing Limited, 2020. P. 82096. DOI: 10.1088/ 1755-1315/548/8/082096. EDN HQLSDT.
21. Vliyanie predshestvennikov, udobreniya i pesticidov na rasprostranennost' i taksonomiche-skiy sostav semennoy infekcii myagkoy yarovoy pshenicy sorta Altayskaya 75 / V.V. Keler [i dr.] // Vestnik KrasGAU. 2022. № 4(181). S. 44–52. DOI: 10.36718/ 1819-4036-2022-4-44-52. EDN SMXPKZ.
