Россия
Россия
Цель работы – оценить влияние системного фунгицида Ламадор на урожайность, поражен-ность и таксономический состав семенных фитопатогенных грибов у сортов мягкой яровой пшеницы Новосибирская 16 и Памяти Вавенкова (Triticum aestivum L.). Задачи: изучить распро-страненность возбудителей семенной инфекции на примере сортов мягкой яровой пшеницы Памяти Вавенкова и Новосибирская 16 и оценить эффективность протравителя семян фирмы АО «Байер» Ламадор в борьбе с выявленными патогенами для повышения их продуктивности. В качестве тест-объектов использовали семена мягкой яровой пшеницы 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 резуль-татам предварительных экспериментов, эти семена характеризовались высоким уровнем естественной зараженности фитопатогенными грибами. Таксономический состав возбудите-лей семенной инфекции был характерен для региона и включал представителей р.р. Fusarium, Bipolaris, Alternaria. Распределение представителей разных родов по частоте встречаемости на семенах в высокой степени значимо (p<0,001) отличалось от равномерного за счет преобла-дания представителей р. Fusarium, на долю которых пришлось более 60 % выделенных изоля-тов. 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 вре-мя как частота встречаемости представителей р. Fusarium различалось статистически не-значимо. Протравливание семян системным фунгицидом Ламадор привело к высокой степени значимому (p<0,001) снижению распространенности семенной инфекции со 100 % до 14–25 % (в зависимости от сорта).
пшеница, грибная инфекция семян, протравители, пестициды, системный фунгицид, возбуди-тели инфекций, 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. Войцуцкая Н.П. Источники хозяйственно ценных признаков для селекции озимой мягкой пше-ницы в степной зоне Краснодарского края // Зернобобовые и крупяные культуры. 2020. № 4 (36). С. 106–116. DOI: 10.24411/ 2309-348X-2020-11212. EDN CRJVNY.
3. Эффективность предпосевной обработки семян новых сортов яровой пшеницы биологически-ми препаратами и химическими протравителями / Ф.С. Султанов [и др.] // Достижения науки и техники АПК. 2021. Т. 35. № 3. С. 33–38. DOI:https://doi.org/10.24411/0235-2451-2021-10306. EDN SKGUNE.
4. Павлюшин В.А. Основные принципы зональной защиты зерновых // АгроСнабФорум. 2017. № 1 (149). С. 39. EDN XYCJAB.
5. Новик А.Л., Дуктов В.П. Сортовая отзывчивость яровой твердой пшеницы на предпосевную обработку семян // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2020. № 1. С. 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 июня 2021 года / 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. Соколов М.С., Пикушова Э.А., Левашова Г.И. Традиционные и новые приемы защиты озимой пшеницы от болезней, поражающих корневую систему и основание стебля пшеницы // Агрохи-мия. 1998. № 1 С. 84–93.
8. Корневые гнили яровой пшеницы в Зауралье и меры борьбы с ними / И.Н. Порсев [и др.] // АПК России. 2017. Т. 24. № 1. С. 212–219. EDN YKDPDT.
9. Гарбар Л.И. Протравители семян, стимуляторы роста и их смеси на яровой пшенице // Техно-логическая политика в современном земледелии: мат-лы науч.-практ. конф. по общему зем-леделию (Барнаул, 04 августа 2000 г.). Барнаул: Алтай. науч.-исследов. ин-т земледелия и селекции с.-х. культур, 2000. С. 21–23. EDN XSTDPF.
10. Протравливание семян зерновых культур / В.И. Долженко [и др.] // Защита и карантин расте-ний. 2014. № 2. С. 54–92. EDN WFRNFR.
11. Протравители семян нута / Д.В. Бочкарев [и др.] // Защита и карантин растений. 2020. № 3. С. 18–19. EDN BZYZCZ.
12. Дербенева Н.А. Динамика развития возбудителей болезней семян зерновых культур // Совре-менное научное знание в условиях системных изменений: мат-лы Третьей национальной науч.-практ. конф. с междунар. участием (Тара, 05–06 июня 2019 года). Тара: Омск. гос. аграр. ун-т им. П.А. Столыпина, 2019. С. 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. Еськова Е.Н., Хижняк С.В. Чувствительность возбудителя обыкновенной корневой гнили зер-новых Bipolaris sorokiniana к фунгицидам различного химического состава // Вестник КрасГАУ. 2021. № 12 (177). С. 3–10. DOI:https://doi.org/10.36718/1819-4036-2021-12-3-10. EDN CGAAJP.
16. Щербакова Л.А. Развитие резистентности к фунгицидам у фитопатогенных грибов и их хемо-сенсибилизация как способ повышения защитной эффективности триазолов и стробилуринов // Сельскохозяйственная биология. 2019. Т. 54. № 5. С. 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. Хижняк С.В., Мучкина Е.Я., Машанов А.И. Состав микроскопических грибов, влияющих на ка-чество и экологическую безопасность зерна пшеницы в ОПХ «Курагинское» Красноярского края // Вестник КрасГАУ. 2012. № 1 (64). С. 106–109. EDN OOOCTB.
19. Хижняк С.В., Мучкина Е.Я. Сортовая специфика восприимчивости яровой пшеницы к токсико-генным грибам, влияющим на качес–тво и экологическую безопасность зерна // Вестник Крас-ГАУ. 2014. № 10 (97). С. 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 г. / 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. Влияние предшественников, удобрения и пестицидов на распространенность и таксономиче-ский состав семенной инфекции мягкой яровой пшеницы сорта Алтайская 75 / В.В. Келер [и др.] // Вестник КрасГАУ. 2022. № 4(181). С. 44–52. DOI: 10.36718/ 1819-4036-2022-4-44-52. EDN SMXPKZ.
