Эффективность природных регуляторов роста в активации продукционного процесса и устойчивости к болезням растений картофеля

INFLUENCE OF BIOLOGICAL PRODUCTS AND FERTILIZERS ON PRODUCTIVITY OF BARLEY

O. A. Ljalichkin

Summary. In conditions of republic Mordovia influence action radical bacterial preparations rizoagrin and flavobakterin is studied. Efficiency of barley depend on a background of mineral fertilizers and processing seeds biological products. On the average for three years of researches on a background of natural fertility productivity of grain of barley of grade Zazerskii 85 and the BIOS-1 has made 37,4 c/hectares and 35,2 c/hectares accordingly. Entering of nitrogen into a doze of 30 kg/hectares raised productivity of grain at grade Zazerskii 85 on 1,8 c/hectares, at a grade of a BIOS-1 - 2,3 c/hectares. Increase in a doze of nitrogen up to 60 kg/hectares promoted reception of the maximal increase at grade Zazerskii 85 - 5,1 c/hectares, at a grade of a BIOS-1 - 5,8 c/hectares. Grades of a BIOS-1 and Zazerskii 85 positively responded on processing seeds, the increase from rizoagrin has made 1,5-1,7 c/hectares, flavobakterin provided additional gathering grain of 1,6-1,9 c /hectares. On a background entering of nitric fertilizer of an increase from processing rizoagrin and flavobakterin increased at grade Zazerskii 85, at a grade of a BIOS-1 did not change. The investigated biological product flavobakterin on background N30 at grade Zazerskii 85 has provided increase of accumulation of fiber, the increase has made 1,0 %. At entering N60 on grade Zazerskii 85 the best conditions for налива grains to what the increase in quantity of fiber which reaches 12,9 % testifies are created. Processing seeds promoted increase of carrying out of nitrogen with a crop of barley, in comparison with a variant without fertilizers it reached on the average on grades 10 - 13 kg/hectares.

Key words: barley, biological products, processing, rizoagrin, flavobakterin, nitric fertilizers, productivity.

УДК 635.12:631.811.98

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИРОДНЫХ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА В АКТИВАЦИИ ПРОДУКЦИОННОГО ПРОЦЕССА И УСТОЙЧИВОСТИ К БОЛЕЗНЯМ РАСТЕНИЙ КАРТОФЕЛЯ*

Л.И. ПУСЕНКОВА, кандидат сельскохозяйственных. наук, зав. лабораторией

Башкирский НИИСХ Россельхозакадемии И.В.МАКСИМОВ, доктор биологических наук, зав. лабораторией

Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН

И.С.МАРДАНШИН, кандидат биологических наук, зав. лабораторией

Башкирский НИИСХ Россельхозакадемии E-mail: bagri@ufanet.ru

Резюме. В статье рассматривается биологическая эффективность использования природных регуляторов роста с иммуно-и ростстимулирующей активностью на картофеле. Установлено, что обработка растений биофунгицидом Фитоспорин-М, антистрессовым препаратом Гуми-20 и борорганическим удобрением Борогум повышает их адаптивные возможности, обеспечивает формирование большего урожая, повышает устойчивость клубней к болезням в период хранения. Эффективность регуляторов значительно повышается в условиях критической засухи. Стабильная прибавка урожая клубней картофеля в годы проведенных исследований отмечена при двукратной обработке посадок картофеля биокомплексом Фитоспорин-М + Гумми-20. В 2008 г. она составила 8,6 %, в 2009 г. - 29,5 %, в 2010 г. - 48,4 %. Причем в условиях засухи эффективность препарата Гуми-20 была выше при самостоятельном использовании. Включение Борогума в систему обработок вегетирующих растений картофеля наиболее эффективно в стрессовых для роста растений условиях. В условиях острой засухи 2010 г. изученные биопрепараты обеспечили существенную прибавку (36,4. ..80,3 %) урожая. Наибольшая биологическая эффективность в защите клубней от болезней (72 % в среднем за три года) отмечена при двукратной обработке посадок картофеля препаратом Фитоспорин-М и его композицией с Гуми-20.

Ключевые слова: картофель, регуляторы роста, микроэлементы, биофунгициды.

*Работа финансировалась по грантам 17/4-Б ГНТП «Развитие научной и инновационной деятельности в сельском хозяйстве, биологии и медицине» - «ИННО-2008-2009» и РФФИ-Поволжье (10-04-97021).

Основная часть сельскохозяйственных угодий Российской Федерации находится в зонах рискованного земледелия с такими лимитирующими природными факторами, как длительность безморозного периода, сумма активных температур воздуха и количество осадков в период вегетации, что в комплексе с недостаточной устойчивостью растений к действию абиотических и биотических стрессоров позволяет реализовать потенциальную урожайность сортов и гибридов лишь на 25...40 %. Кроме того, активное развитие патогенов, вырабатывающих различного рода токсины, приводит к значительному снижению как товарной, так и пищевой ценности получаемого урожая. Поэтому в условиях рискованного земледелия, наряду с техногенными факторами интенсификации растениеводства (удобрения, средства защиты, экологизация системы обработки почв), повышается роль средств и способов увеличения собственного адаптивного потенциала растений, которые можно считать превентивными мерами, сдерживающими рост патогенной микрофлоры. Основой для перехода к адаптивному развитию АПК должна стать биологизация и экологизация интенсификационных процессов растениеводства [2, 3]. Наиболее привлекательны для реализации такой стратегии экологически безопасные препараты, которые способны непосредственно ингибировать развитие патогенов, стимулировать рост растений и индуцировать у них защитные реакции, играющие важную роль в предадаптации к возможным экстремальным ситуациям [6...11].

При крупнотоварном производстве одно из условий получения высоких урожаев картофеля - интегрированная защита посевов от вредителей, болезней и сорняков, предусматривающая высокую пестицидную нагрузку (до 10.15 кг д.в. препаратов на 1 га). Вместе с тем, широко используемые средства химической защиты токсичны не только для вредных организмов, но и негативно влияют на культурные растения. Существует также проблема остаточных количеств пестицидов в получаемой продукции, что может привести к нега------------------------------------------- 31

тивному воздействию на здоровье людей. Учитывая, что потребление картофеля на душу населения в России составляет 120.125 кг, поиск экологически безвредных способов защиты растений этой культуры от вредных организмов в период выращивания и хранения - одна из важнейших задач.

Цель наших исследований - разработка и обоснование комплексной системы использования биопрепаратов нового поколения, позволяющей одновременно повысить урожайность и усилить собственный адаптивный потенциал растений к действию неблагоприятных факторов среды на основе их комбинирования и ротации в онтогенезе, для картофеля.

Основные задачи исследований - сравнительное изучение эффективности разных природных и синтетических регуляторов роста с иммунизирующим эффектом; поиск оптимальных комбинаций экологически безвредных регуляторов роста; разработка системы ротации в онтогенезе картофеля разных биопрепаратов; выявление наиболее эффективных препаратов для повышения устойчивости картофеля в засушливых погодных условиях.

Теоретическим обоснованием использования в защите растений от болезней эндофитных спорообразующих бактерий рода Bacillus служат нефитотоксич-ность, эволюционно сложившиеся симбиотические взаимоотношения с растениями, высокая антагонистическая активность к патогенам, продукция физиологически активных веществ [4], а в некоторых случаях и пробиотический эффект [1]. Кроме того, сами бактерии способны индуцировать защитные системы растений, как слабые патогены [12], что можно с успехом использовать для формирования пролонгированной защитной системы, необходимой не только в период вегетации растений, но и во время глубокого покоя. Гуминовые кислоты можно широко использовать для биологической коррекции метаболизма растений и в качестве антистрессоров благодаря их рострегулиру-ющей активности [5] и цитокининовому эффекту [6]. Внекорневое внесение микроудобрений бора обеспечивает повышение урожайности и качества картофеля.

Условия, материалы и методы. Полевые опыты по изучению биопрепаратов и их комплексов проводили в в 2008-2010 гг. в условиях Предуральской степной зоны Республики Башкортостан (крестьянско-фермерское хозяйство «Агли» Чишминского района РБ). Характеристика почвы опытного участка: выщелоченный чернозем, содержание гумуса 7.9 %, фосфора и калия - 20 и 15 мг на 100 г почвы соответственно. Технология возделывания культуры общепринятая в регионе. Исследования проводили на среднераннем сорте картофеля Ред Скарлетт (Голландия) в соответствии с «Методикой исследований по защите картофеля от болезней, вредителей, сорняков и иммунитету» (М,1995).

Защитные мероприятия: предпосадочная обработка клубней инсектицидом Актара с нормой расхода 100

удобрение Борогум (1 л/га). Биопрепараты вносили совместно с гербицидами при наземных обработках посадок в начале бутонизации и конце цветения.

Площадь опытных участков в каждом варианте составляла 0,5 га в трёхкратной повторности. Площадь учётных делянок - 25 м2, размещение - рендомизи-рованное.

Агрометеорологические условия вегетационного периода 2008 г характеризовались неустойчивой погодой с неравномерным выпадением осадков. Развитие вегетативной массы растений и начало образования клубней проходило в условиях недостаточного увлажнения. Сумма осадков за период вегетации составила 162,5 мм, сумма положительных температур - 2137 0С. В 2009 г они были равны соответственно 191,3 мм, и 2089 0С. Рост и развитие картофеля в 2010 г. проходили при высоких температурах воздуха (до +45 0С) и дефиците влаги в течение всего периода вегетации, сумма осадков за который составила 127,4 мм, сумма положительных температур - 2540 0С. Среднемноголетняя норма осадков за вегетацию равна 206 мм, сумма положительных температур - 2014 0С. Таким образом, из трех лет исследований наиболее благоприятным для роста и развития культуры был 2009 г., а неблагоприятным - 2010 г

Результаты и обсуждение. Обработка посадок картофеля биопрепаратами стимулировала рост и развитие растений, индуцировала активное формирование продуктивных стеблей, листовой массы и клубней. При этом отмечено более раннее накопление и созревание урожая, по сравнению с контролем (табл. 1). Наибольший биологический урожай при ранней выкопке в 2008 г. был получен при двукратной обработке посадок картофеля баковой смесью с препаратами Фитоспорин-М и Гуми - 354,3 г/куст, что на 54,7 % выше контроля. В этом же варианте отмечены самая значительная площадь ассимиляционной поверхности и масса ботвы одного растения. Двукратная обработка посадок препаратом Борогум обеспечила в 2009 г. получение раннего урожая на уровне 219 г/ куст, что на 61,4 % выше контроля. При этом чистая продуктивность фотосинтеза на 22.07. составила 2,8 г сухого вещества/м2 в сутки. В условиях острой засухи 2010 г наибольшая продуктивность при ранней выкопке зафиксирована при использовании Фитоспорина-М -184,0 г/куст, Гуми-20 - 174,3 и Борогума - 144,3 г/куст (в контроле 99,3 г/куст).

Применение биопрепаратов в онтогенезе обеспечило прибавку конечного урожая клубней во все годы исследований (табл. 2). Однако общая их эффективность зависела от сложившихся погодных условий. Стабильная прибавка отмечена при двукратной обработке посадок картофеля биокомплексом Фитоспорин + Гуми-20: 8,6 % - в 2008 г., 29,5 % - в 2009 г. и 48,4 % - в 2010 г. В остро засушливых условиях изученные биопрепараты обеспечили наибольшую прибавку уро-

г/т клубней; опрыскивание посадок картофеля баковой смесью гербицидов Титус (50 г/га) и Зенкор (1,4 кг/га). В испытаниях использовали биопрепараты Фитоспорин-М, действующим началом которого служит Bacillus subtilis, штамм 26Д (1 л/га), антистрессовый препарат Гуми-20 (0,2 л/га) и биоорганическое

Таблица 1. Влияние биопрепаратов на формирование раннего урожая

2 О о Оо г. Is-! о о> сч 2009 г.

Вариант число клубней, шт./куст масса клубней, г/куст число клубней, шт./куст масса клубней, г/куст число клубней, шт./куст масса клубней, г/куст

Контроль 7,7 229,0 4,3 135,8 6,0 99,3

Фитоспорин-М 6,4 283,3 4,7 159,2 8,1 184,0

Гуми-20 7,3 270,0 4,5 171,4 8,1 174,3

Фитоспорин-М + Гуми-20 6,8 354,3 4,1 201,2 6,5 121,7

Борогум 7,2 268,3 5,2 219,2 7,9 144,3

Таблица 2. Урожайность картофеля при разных вариантах обработки, т/га____________________

Вариант I 2008 г. 2009 г. 2010 г.

Контроль 17,5 23,7 6,6

Фитоспорин-М 18,0 24,3 9,0

Гуми-20 17,4 21,7 11,9

Фитоспорин-М + Гуми-20 19,0 29,5 9,8

Борогум 22,5 19,4 9,6

НСР0,05 0,11 0,17 0,6

жая на уровне 36,4.80,3 %. При этом эффективность препаратов Гуми-20 в отдельности была выше, чем совместно с Фитоспорином-М.

Обработка вегетирующих растений картофеля Бо-рогумом была наиболее эффективной в стрессовых условиях. Так, в 2008 г прибавка урожая в этом варианте составила 5 т/га, или 28,6 %, в 2010 г. - 3 т /га, или 45,5 %. Поэтому в благоприятный год, вероятно, достаточно однократного опрыскивания посадок этим препаратом, о чем свидетельствует величина раннего биологического урожая в этом варианте.

Необходимо отметить, что в годы проведенных исследований интенсивность развития болезней в период вегетации была невысокой, что, скорее всего, связано с засушливыми условиями. Анализ клубней полученного урожая после прохождения лечебного

Таблица 3. Биологическая эффективность изучаемых препаратов против болезней (фузариоз, фитофтороз) на клубнях картофеля______________

Вариант I 2008 г. 2009 г. 2010 г. I среднее

Контроль 1,82* 2,43* 2,14* 2,13*

Фитоспорин-М 19,2 48,9 30,4 32,8

Гуми-20 17,5 26,3 0 14,6

Фитоспорин-М +

Гуми-20 69,8 58,0 88,3 72,0

Борогум 1,1 43,2 68,7 37,7

Химическая

защита 45,0 62,1 0 35,7

* - развитие болезней в контроле

периода на пораженность болезнями показал, что в опытных вариантах загнивших клубней было значительно меньше. При этом наилучшие результаты отмечены в случае двукратной обработки посадок комбинацией Фитоспорина-М с Гуми-20, биологическая эффективность которой в 2008 и 2010 гг. составила 69,6 и 88,3 % соответственно.

Выводы. Обработка растений картофеля биопрепаратами Гуми, Фитоспорин-М и Борогум повышает адаптационные возможности растений в критические фазы их развития, обеспечивая формирование большего урожая и устойчивость к болезням в период хранения. Во все годы проведенных исследований стабильная прибавка урожая клубней картофеля на уровне 8,6.48,4 % отмечена в варианте двукратной обработки посадок биокомплексом Фитоспорин + Гуми.

Самый высокий компенсационный вклад в урожайность картофеля препараты вносят в годы с неблагоприятными погодными условиями вегетационного периода, когда внутренних ресурсов растений недостаточно. Так, в остро засушливых условиях изученные биопрепараты обеспечили наибольшую прибавку урожая клубней за годы исследований, которая составила 36,4.80,3 %.

Использование Борогума для обработки вегетирующих растений наиболее эффективно в стрессовых для роста растений условиях. Так, в 2008 г. двукратное опрыскивание посадок препаратом обеспечила прибавку 5 т/га, или 28,6 %, а в 2010 г. - 3 т/га, или 45,5 %.

Биологическая эффективность биокомплекса Фитоспорин-М + Гуми в защите клубней картофеля от болезней в среднем за годы исследований составила 72,0%.

Положительные результаты испытаний предложенных авторами биокомплексов позволяют рекомендовать их использование для снижения отрицательного действия стрессоров биогенного и абиогенного происхождения в испытанных нормах и сроках.

Литература.

1. Байгузина Ф.А., Кузнецова Т.Н., Байгузина С.Н.//Патент РФ от 10.05.2002г. № 2182172.

2. Жученко А.А. Адаптивная система селекции растений (экологогенетические основы). - М.: Издво РУДН, 2001. - том 1. - 780 с.

3. Жученко А.А. Адаптивное растениеводство (экологогенетические основы) теория и практика. - М.: Агрорус, 2008. том

1. - 814 с. и 2009. т. 2. 1098 с.

4. Мелентьев А.И. Аэробные спорообразующие бактерии Bacillus Cohn в агроэкосистемах. - М.: Наука, 2007. - 147с.

5. ПоповА.И. Гуминовые вещества: свойства, строение, образование. Под ред. Е.И.Ермакова. СПб.: Издво СПетер. унта, 2004. -248с.

6. Постников А.Н., Осетрова О.Б. Управление продуктивностью посадок картофеля и качеством урожая с помощью регуляторов роста.//Достижения науки и техники АПК. - 2009. - №8. - С. 28-32

7. СвистВ.Н., Молявко А.А.. Альтернативные удобрениядля картофеля. //Достижения науки и техники АПК. - 2009. - №3. - С.31-32

8. Устименко И.Ф., Постников А.Н. Эффективность препарата циркон при возделывании картофеля.//Достижения науки и техники АПК. - 2009. - №4. - С. 38-39

9. Федотова Л.С., Кравченко А.В., Гаврилов А.Н.. Значение бактериальных удобрений в биологизированном картофеле-водстве.//Достижения науки и техники АПК. - 2009. - №3. - С. 28-30

10. Хайруллин Р. М., Минина Т.С., Захарова Р.Ш., Уразбахтина Н.А. Новые эндофитные штаммы bacillus subtilis как основа биофунгицидов //Вестник Казанского ГАУ. - 2009. - т.12. - №2. - С. 118-123

11. Шакирова Ф.М. Неспецифическая устойчивость растений кстрессовым факторам и ее регуляция. - Уфа: Гилем, 2001. - 160с.

12. Berg G. Plant-microbe interactions promoting plant growth and health: perspectives for controlled use of microorganisms in agriculture //Appl. Microbiol. Biotechnol. - 2009. - V.84. - P. 1118.

EFFECTIVENESS OF NATURAL REGULATORS OF GROWING ACTIVATORS IN PRODUCTIVE

PROCESS AND POTATO DEFENSE L.I. Pusenkova, I.V. Maksimov, I.S. Mardanshin

Summary. In this article, we investigate the biological effectiveness of natural growth regulators with immonostimulant activity on potato plants. It was revealed that treatment plants with Fitosporin-M (biofungitsid), Gumi-20 (antistress preparation) and Borogum (bio-organic fertilizer) increase their adaptive capacity. The effectiveness of regulators increasing significantly under critical drought conditions. During the research a reliable increase in yield of tubers was noted in the variant of double treatment potato with biocomplex of Fitosporin-M and Gumi-20: 8.6% (2008), 29.5% (2009), 48.4% (2010). And, under drought conditions the effectiveness of drugs Fitosporin-M and Gumi-20 was higher when they were used separately. Inclusion of Borogum in the system of vegetative treatments of potato plants is most effective under stress conditions for plant growth. We studied biopreparations provided a significant yield increase (from 36.4 to 80.3%) under drought conditions. The highest biological effectiveness in protecting tubers from diseases (72%) was observed in the variant of double treatment potato with Fitosporin-M and its composition with Gumi-20.

Key words: potato, regulators of growth, microelements, biofungitsids.