УДК 633.1 Хлебные злаки. Зерновые культуры
Цель исследования – оценить встречаемость фитопатогенных микромицетов – возбудителей корневых гнилей яровой пшеницы в лесостепной зоне Иркутской области. Схема опыта: предшественники – пар в севообороте пар – пшеница – овес, горохо-овсяная смесь и кукуруза в севообороте горохо-овсяная смесь – пшеница – кукуруза – пшеница; приемы обработки почвы – вспашка плугом ПЛН-5-35 на глубину 20–22 см, дискование БДТ-3 на глубину 12–14 см; удобрение – без удобрений, полное минеральное удобрение N45P45K45. На семенах доминировали грибы из родов Fusarium, Alternaria, меньше – Bipolaris (Helminthosporium Link). Заражeнность семян в 2,9–6,7 раза превышала экономический порог вредоносности. В семенах, ризосфере, корнях и прикорневой части стебля всходов яровой пшеницы преимущественно присутствовали грибы рода Fusarium. Микромицеты рода Fusarium в ризосфере всходов пшеницы при ее посеве по пару и кукурузе по сравнению с горохо-овсяной смесью снижались соответственно на 8,1 и 12,8 %; при вспашке по сравнению с дискованием – на 5,9 %; при удобрении по сравнению с неудобренным фоном – на 2,3 %. Bipolaris sp. отсутствовал в почве ризосферы пшеницы (пар, N45P45К45), в 3,5 раза снижалась его встречаемость при посеве по кукурузе по сравнению с предшественником горохо-овсяная смесь, что привело к меньшему заражению Bipolaris sp. корней и прикорневой части растений в этих вариантах. Предшественник кукуруза способствовал накоплению в ризосфере Alternaria sp. больше в 6,7 раза, чем по горохо-овсяной смеси, и в 19,3 раза, чем по пару. Альтернариевые грибы в ризосфере угнетала вспашка по сравнению с дискованием в 1,4 раза. Удобренный фон увеличил встречаемость Alternaria sp. в 2,3 раза. В сравнении с предшественником кукурузой по горохо-овсяной смеси увеличилось заражение Alternaria sp. корневой системы на 8,1 %, прикорневой части стебля – на 8,9 %.
яровая пшеница, фитопатогенные микромицеты, севооборот, вспашка, дискование, минеральные удобрения, урожайность пшеницы, Fusarium, Bipolaris, Alternaria
Введение. Повсеместная минимализация обработок почвы и увеличение объемов применения пестицидов негативно сказываются на почвенной микробиоте. Ученые из разных регионов отмечают, что происходит изменение баланса между полезными микроорганизмами и фитопатогенными в пользу последних [1]. Для надежной защиты растений от поражающих их грибов нередко требуются многократные обработки фунгицидами в течение каждого вегетационного сезона, что ухудшает экологическую ситуацию [2].
В Уральском регионе установлено, что в вариантах отвальной обработки почвы преобладает гельминтоспориозная корневая гниль, на нулевой доминирует фузариозная [3].
Севооборот – инструмент, который позволяет управлять сообществами почвенных грибов для обеспечения устойчивости и продуктивности сельскохозяйственных систем [4], снизить развитие корневых гнилей [5], накопление конидий возбудителей болезни [6, 7]. Чистый пар также очищает почву от возбудителей болезней [8].
Монокультура приводит к снижению разнообразия почвенных микромицетов и увеличению численности фитопатогенных видов, например р. Fusarium, Bipolaris sorokiniana и др. [9].
Проблема остро актуальна и для Иркутской области. Выявлены тенденции усиления засушливости климата в юго-восточном агроландшафтном районе, где находится основная территория лесостепной зоны, занятая в сельском хозяйстве. Это обуславливает необходимость введения в действующие системы земледелия специальных противозасушливых и влагосберегающих мероприятий, в т. ч. замену повсеместной отвальной обработки почвы на влагообеспечивающие безотвальные и нулевые с сохранением на поверхности полей органических остатков, оптимизацию удельного веса пара в структуре пашни [10]. В регионе вопрос влияния способов обработки почвы, севооборотов, удобрений на распространенность фитопатогенных микромицетов – возбудителей корневых гнилей яровой пшеницы не изучен.
Цель исследования – оценить встречаемость микромицетов – возбудителей корневых гнилей яровой пшеницы – в условиях лесостепной зоны Иркутской области при ее возделывании в разных севооборотах и уровнях удобренности.
Объекты и мотоды. Исследование проводили в 2017–2020 гг. в лесостепной зоне Иркутской области на опытном поле ФГБНУ «Иркутский НИИСХ». Почва участка – серая лесная тяжелосуглинистая с содержанием гумуса в слое 0–30 см около 5 %, общего азота – 0,22 %, валового фосфора – 0,23 %, рНсол – 5,5, сумма поглощенных оснований – 21–25 мг-экв/100 г, гидролитическая кислотность – 7,3–8,0 мг-экв/100 г, степень насыщенности основаниями – 73–83 %; обеспеченность Р2О5 – 100–120 кг/га, К2О – 80–100 кг/га.
Варианты трехфакторного стационарного полевого опыта: предшественник (фактор А) – пар в трехпольном севообороте с 33 %-м насыщением пшеницей (пар – пшеница – овес), горохо-овсяная смесь и кукуруза в четырехпольном севообороте с 50 %-м насыщением пшеницей (горохо-овсяная смесь – пшеница – кукуруза – пшеница); приемы обработки почвы (фактор В) – вспашка плугом ПЛН-5-35 на глубину 20–22 см, дискование БДТ-3 на глубину 12–14 см; удобрение (фактор С) – без удобрений, полное минеральное удобрение N45P45K45.
Площадь опытной делянки –
Срок посева – 20 мая, глубина заделки семян – 5–6 см, норма высева пшеницы – 7 млн шт.
Зараженность семян фитопатогенами определяли во влажной камере [11]. Для выделения грибов из почвы применяли метод разведения Ваксмана с последующим посевом в питательную среду Чапека [12]. Частоту встречаемости рассчитывали по процентному соотношению от общего числа проанализированных колоний. Выделение грибов из пораженных участков растений проводили по Кирай [13]. Частоту встречаемости определяли от общего числа выявленных фитопатогенных видов в пораженных органах растений.
Статистическую обработку экспериментальных данных осуществляли методом дисперсионного анализа с применением пакета программ Snedecor V5 [14].
Результаты и их обсуждение. Для роста и развития растений в начале вегетации наиболее благоприятными были 2017 и 2020 гг. – в мае осадков соответственно выпало в два раза больше и на 15,2 мм больше нормы и среднесуточная температура воздуха была на 1,4 и на 2,8 °C выше среднемноголетних значений.
Засуха в начале вегетации наблюдалась 2018 и 2019 гг. В мае и июне 2018 г. осадков выпало меньше нормы в 1,9 и в 2,3 раза соответственно, в 2019 г. в мае – в 1,7 раза ниже нормы, первая и вторая декады июня тоже были сухими. Теплообеспеченность этих лет различалась – в 2018 г. среднесуточные температуры в мае и июне соответственно на 1,5 и 5,1 ºС были выше среднемноголетних значений, а май 2019 г. был холодным – средняя температура воздуха была на 1,7 ºС ниже нормы.
Семена, использованные в опыте, в 2017, 2020 и 2019 гг. имели высокую общую зараженность – соответственно 100 и 98 %, в
Таблица 1
Фитопатологическое состояние семян яровой пшеницы, использованных в опыте
Год |
Доля здоровых проростков, % |
Доля больных проростков, % |
Общее поражение, % |
|||
Alternaria spp. |
Bipolaris sorokiniana |
Fusarium spp. |
Penicillium spp. |
|||
2017 |
0 |
0 |
6 |
98 |
1 |
100 |
2018 |
42 |
6 |
15 |
29 |
8 |
58 |
2019 |
2 |
94 |
9 |
58 |
1 |
98 |
2020 |
0 |
39 |
3 |
86 |
0 |
100 |
Среднее |
11 |
34,8 |
8,3 |
67,8 |
2,5 |
89,0 |
Анализ почвы ризосферы всходов яровой пшеницы (табл. 2) показал подавляющее преимущество по содержанию в ней грибов рода Fusarium sp., которые встречались в несколько десятков раз чаще по сравнению с другими фитопатогенными микромицетами как по годам, так и в среднем за четыре года во всех вариантах опыта. На колонии фузариевых грибов приходилось в среднем за годы исследований 45–78 %; альтернариевых – 0,3–4,3; Bipolaris sp. – 0,3–0,6 %. В разрезе агротехнических приемов не установлено статистически значимое их влияние на содержание микромицетов рода Fusarium sp. в ризосфере всходов пшеницы, хотя проявилась тенденция по снижению при посеве пшеницы по пару и кукурузе по сравнению с горохо-овсяной смесью соответственно на 8,1 и 12,8 %. Снижение фузариевых патогенов составило при вспашке по сравнению с дискованием 5,9 %, при удобрении пшеницы по сравнению с неудобренным фоном – 2,3 %.
Самая низкая встречаемость в ризосфере пшеницы была отмечена у рода Bipolaris sp. – 0,3–0,6 % (табл. 2), представители которого обнаружились только в трех вариантах опыта – при посеве пшеницы без удобрений по горохо-овсяной смеси с обоими вариантами обработки почвы и по кукурузе по дискованию. Этот фитопатоген оказался наиболее чувствительным к агротехническим приемам – паровой предшественник не способствовал его накоплению в почве ризосферы пшеницы, при посеве по кукурузе его встречаемость была реже в 3,5 раза по сравнению с горохо-овсяной смесью. Присутствие Bipolaris sp. было отмечено только в вариантах без применения удобрений под пшеницу.
Микромицеты Alternaria sp. в ризосфере преимущественно встречались во всех вариантах опыта кукурузного предшественника, по сравнению с которым их было меньше в 6,7 раза по горохо-овсяной смеси и в 19,3 раза по пару. Вспашка угнетала накопление альтернариевых грибов в ризосфере, и в этом варианте обработки почвы под пшеницу они встречались реже по сравнению с дискованием в 1,4 раза. На удобренном фоне встречаемость Alternaria sp. была выше в 2,3 раза (табл. 2).
Высокая концентрация Fusarium sp. в ризосфере и на семенах пшеницы, по-видимому, обусловила высокий процент заражения растений, о чем свидетельствует высокая встречаемость микромицетов этого рода в корневой системе и прикорневой части стебля, соответственно у 97,5–100 и 92,5–100 % растений с признаками корневой гнили (табл. 3, 4).
Полученный результат высокого заражения растений фузариевыми грибами можно объяснить насыщением обоих севооборотов культурами, поражаемыми грибами этого рода и коротким временным промежутком воздействия агротехнических факторов (одна ротация севооборотов), а также практически ежегодно высокой зараженностью семян этим патогеном.
Bipolaris sp. проявил высокую агрессивность по отношению к растениям пшеницы. Несмотря на его небольшое присутствие в ризосфере и семенах, его встречаемость в корневой системе и прикорневой части стебля была довольно высокой, соответственно 31,3–65,0 и 42,5–75,0 % в вариантах опыта (см. табл. 3, 4).
Наименьшая встречаемость Bipolaris sp. отмечена в растениях при посеве по кукурузе при обработке почвы дискованием, без внесения удобрений – в корневой системе 22,5 % и в прикорневой части стебля 10,5 %.
Невысокий уровень наличия Alternaria sp. в ризосфере всходов обусловил более низкую по сравнению с другими фитопатогенами зараженность корневой системы и прикорневой части стебля пшеницы (см. табл. 3, 4). Наибольшее влияние оказал предшественник – от 20,9 (на корнях) и 13,8 % (на стебле) при посеве по пару до 40,7 (корни) и 26,9 % (стебель) по горохо-овсяной смеси. Удобрения не влияли на частоту встречаемости альтернариевых грибов в пораженных органах растений, а дискование снизило процент пораженных альтернарией корней на 10,9 %.
52 |

Таблица 2
Встречаемость фитопатогенных микромицетов в ризосфере яровой пшеницы
в фазе всходов (среднее за 2017–2020 гг.), %
Предшественник (фактор А) |
Обработка почвы (фактор В) |
Fusarium sp. |
Bipolaris sp. |
Alternaria sp. |
||||||
Без удобрений |
N45P45К45 (фактор С) |
Среднее |
Без удобрений |
N45P45К45 (фактор С) |
Среднее |
Без удобрений |
N45P45К45 (фактор С) |
Среднее |
||
Пар |
Вспашка Контроль |
45,1 |
59,3 |
52,2 |
0 |
0 |
0 |
0,60 |
0 |
0,30 |
Дискование |
78,4 |
68,3 |
73,4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
Среднее |
61,8 |
63,8 |
62,8 |
0 |
0 |
0 |
0,30 |
0 |
0,15 |
|
Горохо-овсяная смесь |
Вспашка |
76,5 |
67,5 |
72,0 |
0,60 |
0 |
0,30 |
0,60 |
0 |
0,30 |
Дискование |
77,6 |
61,7 |
69,7 |
0,50 |
0 |
0,25 |
0 |
1,10 |
0,55 |
|
Среднее |
77,1 |
64,6 |
70,9 |
0,55 |
0 |
0,28 |
0,30 |
0,55 |
0,43 |
|
Кукуруза |
Вспашка |
48,3 |
68,9 |
58,6 |
0 |
0 |
0 |
3,90 |
0,60 |
2,25 |
Дискование |
64,2 |
50,7 |
57,5 |
0,3 |
0 |
0,15 |
4,60 |
2,50 |
3,55 |
|
Среднее |
56,3 |
59,8 |
58,1 |
0,15 |
0 |
0,08 |
4,25 |
1,55 |
2,90 |
|
Среднее |
Вспашка |
56,6 |
65,2 |
60,9 |
0,20 |
0 |
0,10 |
1,7 |
0,20 |
0,95 |
Дискование |
73,4 |
60,2 |
66,8 |
0,27 |
0 |
0,14 |
1,5 |
1,2 |
1,35 |
|
Среднее |
65,0 |
62,7 |
63,9 |
0,24 |
0 |
0,12 |
1,6 |
0,7 |
1,15 |
53 |

Таблица 3
Встречаемость фитопатогенных микромицетов в корневой системе пораженных растений яровой пшеницы
в фазе всходов (среднее за 2017–2020 гг.), %
Предшественник (фактор А) |
Обработка почвы (фактор В) |
Fusarium sp. |
Bipolaris sp. |
Alternaria sp. |
||||||
Без удобрений |
N45P45К45 (фактор С) |
Среднее |
Без удобрений |
N45P45К45 (фактор С) |
Среднее |
Без удобрений |
N45P45К45 (фактор С) |
Среднее |
||
Пар |
Вспашка Контроль |
87,5 |
95,0 |
91,3 |
52,5 |
27,5 |
40,0 |
17,5 |
15,0 |
16,3 |
Дискование |
95,0 |
92,5 |
93,8 |
17,5 |
60,0 |
38,8 |
17,5 |
33,3 |
25,4 |
|
Среднее |
91,3 |
93,8 |
92,6 |
35,0 |
43,8 |
39,4 |
17,5 |
24,2 |
20,9 |
|
Горохо-овсяная смесь |
Вспашка |
97,5 |
87,5 |
92,5 |
47,5 |
37,5 |
42,5 |
17,5 |
47,5 |
32,5 |
Дискование |
100,0 |
75,0 |
87,5 |
70,0 |
33,3 |
51,8 |
50,0 |
47,5 |
48,8 |
|
Среднее |
98,8 |
81,2 |
90,0 |
58,8 |
35,4 |
47,1 |
33,8 |
47,5 |
40,7 |
|
Кукуруза |
Вспашка |
95,0 |
100,0 |
97,5 |
80,0 |
50,0 |
65,0 |
40,0 |
17,5 |
28,8 |
Дискование |
67,5 |
97,5 |
82,5 |
22,5 |
40,0 |
31,3 |
40,0 |
32,5 |
36,3 |
|
Среднее |
81,3 |
98,8 |
90,0 |
51,3 |
45,0 |
48,2 |
40,0 |
25,0 |
32,6 |
|
Среднее |
Вспашка |
93,3 |
94,2 |
93,8 |
60,0 |
38,3 |
49,2 |
25,0 |
26,7 |
25,9 |
Дискование |
87,5 |
88,3 |
87,9 |
36,7 |
44,4 |
40,6 |
35,8 |
37,8 |
36,8 |
|
Среднее |
90,4 |
91,3 |
90,9 |
48,4 |
41,4 |
44,9 |
30,4 |
32,3 |
31,4 |
54 |
![]() |
Таблица 4
Встречаемость фитопатогенных микромицетов в прикорневой части стебля
всходов яровой пшеницы (среднее за 2017–2020 гг.), %
Предшественник (фактор А) |
Обработка почвы (фактор В) |
Fusarium sp. |
Bipolaris sp. |
Alternaria sp. |
||||||
Без удобрений |
N45P45К45 (фактор С) |
Среднее |
Без удобрений |
N45P45К45 (фактор С) |
Среднее |
Без удобрений |
N45P45К45 (фактор С) |
Среднее |
||
Пар |
Вспашка Контроль |
97,5 |
92,5 |
95,0 |
72,5 |
37,5 |
55,0 |
17,5 |
22,5 |
20,0 |
Дискование |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
45,0 |
57,5 |
51,3 |
7,5 |
7,5 |
7,5 |
|
Среднее |
98,8 |
96,3 |
97,5 |
58,8 |
47,5 |
53,2 |
12,5 |
15,0 |
13,8 |
|
Горохо-овсяная смесь |
Вспашка |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
90,0 |
60,0 |
75,0 |
10,0 |
22,5 |
16,3 |
Дискование |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
32,5 |
52,5 |
42,5 |
42,5 |
32,5 |
37,5 |
|
Среднее |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
61,3 |
56,3 |
58,8 |
26,3 |
27,5 |
26,9 |
|
Кукуруза |
Вспашка |
97,5 |
97,5 |
97,5 |
50,0 |
67,5 |
58,8 |
23,8 |
20,5 |
22,2 |
Дискование |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
10,0 |
22,5 |
16,3 |
15,0 |
12,5 |
13,8 |
|
Среднее |
98,8 |
98,8 |
98,8 |
30,0 |
45,0 |
37,6 |
19,4 |
16,5 |
18,0 |
|
Среднее |
Вспашка |
98,3 |
96,7 |
97,5 |
70,8 |
55,0 |
62,9 |
17,1 |
21,8 |
19,5 |
Дискование |
100,0 |
100,0 |
100,0 |
29,2 |
44,2 |
36,7 |
21,7 |
17,5 |
19,6 |
|
Среднее |
99,2 |
98,4 |
98,8 |
50,0 |
49,6 |
49,8 |
19,4 |
19,7 |
19,6 |
Заключение
1. В семенах, ризосфере, корнях и прикорневой части стебля всходов яровой пшеницы
преимущественно присутствовали грибы рода Fusarium. В опыте в среднем за четыре года доля семян, зараженных этим фитопатогенном, составила 89,0 %, на их колонии в ризосфере приходилось 45,1–78,4 %, в то время как частота встречаемости альтернариевых микромицетов в ризосфере составила 0,3–4,6 %, грибов рода Bipolaris sp. – 0–0,6 %. В корнях и прикорневой части стебля фузариевые грибы отмечены в диапазоне 67,5–100 и 92,5–100 % соответственно, а Bipolaris sp. и Alternaria sp. встречались реже на корнях соответственно в 2,0 и 2,9 раз, на прикорневой части стебля – в 2,0 и 5,0 раз.
2. Отмечена тенденция снижения микромицетов рода Fusarium sp. в ризосфере всходов пшеницы при ее посеве по пару и кукурузе по сравнению с горохо-овсяной смесью соответственно на 8,1 и 12,8 %, при вспашке по сравнению с дискованием – на 5,9 %, при удобрении по сравнению с неудобренным фоном – на 2,3 %. Невысокие уровни снижения заселенности указанным патогеном связаны с коротким временным периодом воздействия (1 ротация севооборотов) при насыщении обоих севооборотов культурами, поражаемыми грибами этого рода, и высокой зараженностью семян пшеницы.
3. Bipolaris sp. был наиболее чувствительным к агротехническим приемам, которые привели к его отсутствию в почве ризосферы пшеницы (пар, N45P45К45), 3,5-кратному снижению встречаемости по посеве пшеницы по кукурузе по сравнению с предшественником горохо-овсяная смесь, что в последствии привело к меньшему заражению Bipolaris sp. корней и прикорневой части растений в этих вариантах.
4. Кукуруза в качестве предшественника способствовала повышению частоты встречаемости в ризосфере Alternaria sp., которая встречалась реже в 6,7 раза по горохо-овсяной смеси и в 19,3 раза по пару. Накопление альтернариевых грибов в ризосфере угнетала вспашка по сравнению с дискованием в 1,4 раза. Удобренный фон увеличил встречаемость Alternaria sp. в 2,3 раза. В пораженных растениях эта тенденция подтвердилась в отношении парового предшественника и вспашки. По горохо-овсяной смеси увеличилось заражение растений альтернариевыми грибами по сравнению с предшественником кукуруза на 8,1 % в корневой системе, на 8,9 % в прикорневой части стебля.
1. Евсеев В.В. Микробиология и фитосанитария почв в условиях современных агротехнологий // Аграрный сектор. 2017. № 2. С. 108–113.
2. Щербакова Л.А. Развитие резистентности к фунгицидам у фитопатогенных грибов и их хемосенсибилизация как способ повышения защитной эффективности триазолов и стробилуринов (обзор) // Сельскохозяйственная биология. 2019 № 5. С. 875–891.
3. Приемы биологизации при возделывании яровой пшеницы в ресурсосберегающих технологиях Зауралья / С.Д. Гилев [и др.] // Плодородие. 2019. № 3. С. 42–46.
4. Increasing the frequency of crop rotations reduces soil fungal diversity and increases the proportion of fungal pathotrophs in a semiarid agroecosystem / L.D. Bainard [et al.] // Agriculture, Ecosystems and Environment. 2017. Vol. 240. P. 206–214. DOI:https://doi.org/10.1016/j.agee. 2017.02.020.
5. Management of common root rot and Fusa¬rium foot of wheat using Brassika carinata break crop green manure / V. Campanella [et al.] // Crop Protection. 2020. Vol. 130. P. 10507. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cropro.2019.105073.
6. Замятин С.А., Апаева Н.Н. Биологическая активность, токсичность почвы и поражение зерновых культур корневыми гнилями в различных севооборотах // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2014. № 6. С. 37–44.
7. Торопова Е.Ю., Селюк М.П., Юшкевич Л.В. Влияние агротехнологий на здоровье почвы и растений в лесостепи Омской области // Достижения науки и техники АПК. 2014. № 2. С. 44–45.
8. Чибис В.В. Особенности формирования полевых севооборотов для органического земледелия в условиях лесостепи Западной Сибири // Вестник КрасГАУ. 2022. № 5. С. 51–57.
9. Fusarium-suppressive effects of green manure of turnip rape / L. Zou [et al.] // European Journal of Soil Biology. 2015. Vol. 69. С. 41–45. DOI:https://doi.org/10.1016/j.ejsobi.2015.05.002.
10. Тенденции изменения агроклиматических условий для ведения земледелия на Юго-Востоке Предбайкалья / В.И. Солодун [и др.] // Вестник ИрГСХА. 2019. № 92. С. 75–81.
11. ГОСТ 12044-93. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения зараженности болезнями. Минск: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1993. 33 с.
12. Методы экспериментальной микологии / под общ. ред. В.И. Билай. Киев: Наукова думка, 1973. 238 с.
13. Методы фитопатологии / З. Кирай [и др.]. М.: Колос, 1974. 343 с.
14. Сорокин О. Д. Прикладная статистика на компьютере. 2-е изд. Новосибирск: СО РАСХН, 2012. 282 с.
15. Эффективность протравителя семян Ламадор на примере мягкой яровой пшеницы / С.В. Хижняк [и др.] // Вестник КрасГАУ. 2023. № 2. С. 29–39. DOI:https://doi.org/10.36718/1819-4036- 2023-2-29-39.
16. `Effektivnost' protravitelya semyan Lamador na primere myagkoj yarovoj pshenicy / S.V. Hizhnyak [i dr.] // Vestnik KrasGAU. 2023. № 2. S. 29–39. DOI:https://doi.org/10.36718/1819-4036- 2023-2-29-39.