Фитосанитарная обстановка зерновых агроэкосистем

УДК 632

ФИТОСАНИТАРНАЯ ОБСТАНОВКА ЗЕРНОВЫХ АГРОЭКОСИСТЕМ

М. Э. Тайметов

Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола

PHYTOSANITARY SITUATION OF CROPS IN AGRO-ECOSYSTEMS

M. E. Taymetov

Mari State University, Yoshkar-Ola

Фитосанитарная обстановка посевов зерновых культур в Республике Марий Эл играет важную роль. Для ее оптимизации и обеспечения необходимо целенаправленное регулирование динамики растительной и почвенной микрофлоры. Учитывая адаптивные особенности зерновых агроценозов, а также их продуктивность, особенно каждого из видов культурных растений, можно управлять численностью почвенных фитопатогенов. Проектирование зерновых агроэкосистем, использование агротехнических методов и различных технологий обработки почвы способно снизить и оказать основное воздействие не только на плодородие почвы, но и на фитосанитарное состояние посевов зерновых культур, а внесение необходимых доз удобрений повышает устойчивость растений к фитопатогенам. Создание устойчивых сортов и гибридов снижают использование пестицидов, улучшая при этом экологическое состояние агроэкосистем и повышая структуру саморегуляции в зерновых агроценозах. Формирование интегрированных процессов необходимо для поддержания экологического равновесия в системе почва - микроорганизмы -растения - атмосфера, поэтому использование баковых смесей с биологическими препаратами совместно с пестицидами позволяет повысить не только биологическую и экономическую эффективность, но природную устойчивость растений к болезням, увеличить урожайность и уменьшить пестицидный стресс в зерновых агроцено-зах. Следовательно, для формирования благоприятных условий развития агроценозов зерновых культур необходимы биологически активные вещества, которые отличаются повышенным биохимическим уровнем обменных процессов и толерантностью растений к экологическим стрессам, экологически обоснованные интегрированные системы защиты растений на основе отказа от интенсивных технологий, которые базируются на химизации сельского хозяйства, и внедрение в систему защиты растений, согласно определенной культуре, экологически обоснованных средств защиты растений.

Ключевые слова: зерновые культуры, агроэкосистемы, агроценоз, фитосанитарная обстановка, биопрепараты, пестициды, севообороты, удобрения

The phytosanitary situation of grain crops in the Republic of Mari El plays an important role. Its optimization and security requires targeted regulation of the dynamics of vegetation and soil microflora. Taking into consideration the adaptive features of grain crops and their productivity, particularly each species of cultivated plants, it is possible to control the number of soil phytopathogens. The design of the cereal agro-ecosystems using agricultural methods and different technologies of soil treatment allows to reduce and have a major impact not only on soil fertility, but also on phytosanitary condition of crops, and the introduction of necessary doses of fertilizers increases the resistance of plants to phytopathogens. Creation of resistant varieties and hybrids reduces the use of pesticides, while improving the ecological state of agro-ecosystems and improving the structure of self-regulation in cereal agroceno-ses. The formation of the integrated processes is necessary to maintain the ecological balance in the system soil -microorganisms - plants - atmosphere. Therefore, the use of tank mixtures with biological preparations together with pesticides can improve not only the biological and economic efficiency, but the natural resistance of plants to diseases, increases yield and reduces pesticide stress in cereal agro-cenoses. Therefore, the formation of favorable conditions for the development of the agrocenoses of grain crops requires biologically active substances, which have an increased level of biochemical metabolic processes and tolerance of plants to environmental stresses, environmentally sound integrated systems of plant protection products on the basis of intensive technologies based on the use of chemicals in agriculture, and implementation of the system of protection of plants, according to a certain culture, environmentally sound plant protection.

Keywords: crops, agroecosystems, agrocenosis, phytosanitary situation, biologics, pesticides, crop rotations, fertilizers

В оптимизации фитосанитарного состояния агроэкосистем важную роль играет их конструирование, позволяющее обеспечить целенаправленное регулирование динамики растительной

и почвенной микрофлоры. При создании зерновых агроценозов необходимо учитывать адаптивные особенности, фенологию и первичную продуктивность каждого из видов культурных растений.

© Таймеров М. Э., 2016

Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки»

Структура севооборотов должна учитывать и включать виды растений, которые являются «биологическими санитарами» почвы. Основными причинами снижения урожайности сельскохозяйственных культур в повторных и бессменных посевах являются распространения болезней (корневые гнили злаков, пятнистости и др.), вредителей (озимая совка, пшеничная муха и др.), сорняков (ромашка непахучая, василек синий и др.). При чередовании культур, которые различаются технологией выращивания и биологическими особенностями, эти причины устраняются. Размещая культуры в севообороте, исходят из того, чтобы все они высевались после лучших предшественников [1]. Оценивая предшественники, учитывают сроки их сбора, запасы влаги и питательных веществ, которые они оставляют в корнеобитае-мом слое, количество растительных остатков и их качество, физическое состояние грунта и его засоренность сорняками и возбудителями болезней и вредителей после их выращивания. Главным определяющим фактором в сохранении и повышении плодородия почвы в севооборотах является посев многолетних трав (люцерны, эспарцета, донника) и бобовых культур (сои, арахиса, гороха), а также применение занятого пара (эспарце-тового, донникового, бахчевого). Эти предшественники наряду с накоплением органического вещества и биологического азота являются прекрасными фитомелиорантами (люцерна, эспарцет, донник), позволяющими рыхлить почву на большую глубину, способствуют уменьшению засоренности полей, потребности в азотных удобрениях на 30-40 %, а также хорошие предшественники для пшеницы озимой [8; 10].

Смена агротехнических приемов, а также различные технологии обработки почвы позволяют регулировать численность почвенных фитопато-генов, а следовательно, и болезней зерновых культур. Внесение минеральных удобрений способно наиболее сильно активизировать развитие воздушно-капельных, некоторых почвенных и трансмиссивных инфекций. Среди элементов минерального питания растений центральное место занимает азот, который рассматривается как мощный экологический фактор в агроэкосистемах на современном этапе интенсификации растениеводства. Преобладание азота (особенно его нитратных форм) над фосфором и калием в питании растений усиливает их рост, затягивает развитие, обогащает растения азотсодержащими веществами, особенно аминокислотами, которые служат главным источником энергий для возбудителей инфекционных болезней растений [2]. Внесение

необходимых доз калийных удобрений, оптимизация азотного и водного баланса почвы повышают устойчивость культурных растений к поражению вредными организмами. Широкое использование разовой уборки сельскохозяйственных культур уменьшает запас пищи для патогенов и прерывает цикл их развития. Синхронизация активности корневой системы растений и почвенных микроорганизмов позволяет снизить потери питательных веществ из почвы. Массовое поражение сельскохозяйственных культур в интенсивных агроэко-системах, с одной стороны, а также тщательное изучение причин экологического равновесия в естественных фитоценозах, с другой, заставили большинство специалистов к концу XX в. пересмотреть стратегию и тактику борьбы с вредными организмами [5]. Было показано, что за счет формирования гетерогенной видовой и сортовой структуры агроэкосистем удается значительно повысить их экологическую устойчивость. В области селекции растений основное внимание стали уделять созданию сортов с горизонтальной, или полевой, устойчивостью, препятствующей образованию новых рас патогенов. Аналогичную роль выполняют многолинейные и синтетические сорта, а также смешанные посевы. Однако даже сорта с горизонтальной устойчивостью противостоят лишь среднему давлению возбудителей, и поэтому в эпифитотийные годы для их защиты используют пестициды. О необходимости перехода именно к интегрированной защите растений свидетельствуют и расчеты, согласно которым для выведения устойчивых сортов (гибридов), например, пшеницы, необходимо затратить 51 человеко-лет, а овса - 12 человеко-лет [6], поэтому защита агроценозов от вредных организмов должна рассматриваться как часть системы управления экологическим равновесием агроэкосистемы в целом. Экологическое равновесие агроэкосистемы - это стабильность существования, или устойчивость, агроценоза. Для обеспечения высокого уровня продуктивности агроценозов и их стабильности существования они имеют три принципа: принцип видового разнообразия; принцип агроце-нотического баланса; принцип экологического соответствия уровня энергетических субсидий природным условиями. Для формирования интегрированных процессов нужно поддержание экологического равновесия, которое происходит за счет более интенсивного расходования как внутренних, так и внешних ресурсов. Например, влияние характера и уровня (ПДК) загрязнения разных типов почв на режим функционирования и состояние агроэкосистемы зависит от исследуемой

системы почва - микроорганизмы - растения -атмосфера. Отклик на формирование взаимосвязанным реакциям в агроэкосистеме, способствует изменениям в биогеохимических циклах. Режим функционирования агроэкосистем оценивается путем выявления зависимостей, интегрированных потоков управления и количественных параметров, которые определяются в исследованиях.

События последних десятилетий ХХ века значительно повлияли на состояние природы и общества, в том числе и на ситуацию в сельском хозяйстве, в области защиты растений. В результате сформировались основные глобальные и региональные факторы экологического, техногенного и геополитического характера, определяющие особенности современного развития биологического направления в защите растений. В первую очередь, это рост населения земного шара, которое достигнет к 2050 г. 9,0 млрд человек, и необходимость устойчивого развития мирового хозяйства, особенно в продовольственной сфере. Однако, по самым осторожным оценкам, сегодня потери урожая от вредных организмов достигают не менее 35-50 %, а выбор путей их предотвращения находится в тесной зависимости от решения экологических проблем (изменение климата, преодоление последствий антропогенной нагрузки на экосистемы, сохранение биологического разнообразия и т. д.). Эти явления происходят на фоне бурного развитии экологии, географии, биологии и биотехнологии и растущего интереса к научным открытиям со стороны широких слоев общества [4].

В настоящее время в мире для биологической защиты агроценозов от болезней наряду с фунгицидами используются биопрепараты и биофунгициды. Особенно эффективно применение биопрепаратов и биофунгицидов в крупных специализированных хозяйствах. Увеличение доли многолетних бобовых культур (люцерны, клевера и др.) в севооборотах, видового разнообразия агроэкосистем обеспечивают условия для размножения полезных насекомых (в том числе энтомо-фагов), т. е. позволяют максимально использовать фактор биологического контроля за поддержанием экологического равновесия. Под биопрепаратами имеются в виду: препараты, изготовленные на основе живых организмов; препараты, содержащие в своем составе организмы-продуценты и продукты их жизнедеятельности, а также другие добавки; препараты на основе БАВ природного происхождения, обладающие токсическим или селективно-профилактическим действием; аналоги природных соединений, искусственно синтези-

рованные и фактически являющиеся промежуточными между биопрепаратами и химическими пестицидами. Сегодня в биологической защите растений доминируют микробные препараты. Целенаправленное использование микроорганизмов и их метаболитов в этой области началось лишь в конце XIX века и тесно связано с патологией, охватывающей все аспекты болезней насекомых. Микробиологический метод защиты растений является прикладным аспектом патологии насекомых, существенно ее дополняющим в теоретическом и практическом плане, и имеет ряд главных направлений в деле создания новых препаратов [3]. Однако арсенал микробиологических средств на сегодняшний день небольшой, и он не может претендовать на преимущественное его применение, поэтому поиск и разработка новых эффективных препаратов на основе микробного синтеза сохранится в будущем, наряду с усовершенствованием этих средств, которое может привести к расширению сферы и объемов их использования. Использование биопрепаратов в баковых смесях также позволяет более полно реализовать синергитический эффект химического и биологического соединений, расширить спектр фунгицидной активности протравителей, повысить природную устойчивость растений к болезням, за счет росторегулирую-щей активности увеличить урожайность культур, уменьшить пестицидный пресс в агроценозах и, что очень важно сегодня, существенно снизить затраты на протравливание. Биологическая эффективность смесей химических и биологических протравителей составляет 85-100 %; величина сохраненного урожая находится в пределах 2-5 ц/га в зависимости от предшественника и обработки почвы. Более того, так как процент поражения пыльной головней у нас в крае невысокий (15 %), а в основном из головневых семенные партии заражены твердой головней, рекомендуем без ущерба качества протравливания по результатам проведенной предварительно фитоэкспертизы семян снижение норм химического протравителя до 1/2-2/3, а в отдельных случаях и полную замену химического протравителя биологическим [10]. Одним из путей усиления биологического фактора в управлении интегрированной защиты является отбор и использование сортов, которые проявляют устойчивость против распространенных и опасных видов вредных организмов. Внедрение в производство сортов с высокой устойчивостью против болезней создает предпосылки для сокращения количества химических обработок посевов или полного отказа от их применения и способствует

Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки»

повышению стабильности и эффективности зернового агроценоза. Проблема обеспечения экологической безопасности защитных мероприятий может быть решена путем своевременного выполнения фитосанитарного мониторинга, правильного проведения агротехнических мероприятий, обоснованного использования протравителей и фунгицидов с учетом экономического порога вредоносности (ЭПВ), а также широкого привлечения возможностей биологического метода, что позволит ослабить пестицидную нагрузку на аг-роценозы и повысить качество растениеводческой продукции. В связи с этим необходимо изучение методов и подходов, обеспечивающих фитосани-тарное оздоровление агроценозов, где достижение защитного эффекта в борьбе с болезнями зерновых культур возможно путем фитосанитарной подготовки семян и внедрения адаптированной

и экологизированной интегрированной системы защиты растений применительно к конкретной культуре [7; 9].

Таким образом, приведенные данные свидетельствуют о том, что не все аспекты этой проблемы рассмотрены, а только ее малая часть. Чтобы полностью не разрушить агроэкосистему, человеку необходимо очень бережно относиться к окружающей среде, т. е. необходимо изыскивать и применять методы минимизации вредного воздействия химических веществ на окружающую среду, заменяя их биопрепаратами. Ведь существующая ситуация приводит к формированию единого мнения о необходимости создания экологически обоснованных систем защиты растений на основе отказа от интенсивных технологий, базирующихся на химизации сельского хозяйства.

Литература

1. Алиев А. М., Ладонин В. Ф. Изменения плодородия почвы, фитосанитарного состояния посевов и продуктивности полевого севооборота при длительном комплексном применении удобрений и средств защиты растений // Бюл. Всерос. науч.-исслед. ин-та удобрений и агропочвоведения, 2001. № 114. С. 53-54.

2. Горбылева А. И. Воздействие длительного и интенсивного применения минеральных удобрений разными способами на почву и урожайность с/х культур // Материалы междунар. научно-произв. конф. «Почва - удобрение - плодоношение», Минск. 1999. С. 96-98.

3. Гольдин Е. Б. Биологическая защита растений в XXI веке: тенденции и перспективы // Агропромышленный комплекс Крыма в XXI веке: Научные труды Крымского государственного аграрного университета. Симферополь, 2002. Вып. 68. С. 122-131.

4. Гольдин Е. Б. Биологическая защита растений в XXI веке: тенденции и перспективы // Агропромышленный комплекс Крыма в XXI веке: научные труды Крымского государственного аграрного университета. Симферополь, 2014. Вып. 108. С. 102-111.

5. Запрудный Ю. К. Сельское хозяйство: биодинамическая альтернатива // Проблемы экологии и устойчивого развития. 1996. С. 125-137.

6. Колонтаев В. М., Дробышева Л. М. Проблемы агроэкологии и получения высоких стабильных урожаев // География. Биология. Химия. Тамбов, 1996.

7. Лапина В. В. Агроэкологическое обоснование защиты яровых зерновых культур от корневых гнилей в условиях юга Нечерноземной зоны России: автореф. дис. ... д-ра с.-х. наук. Саратов, 2014. 45 с.

8. Марьина-Чермных О. Г. Биоэкологическое обоснование защиты зерновых культур от корневых гнилей на северо-востоке Нечерноземной зоны РФ: автореф. дис. ... д-ра биол. наук. Самара, 2008. 42 с.

9. Марьина-Чермных О. Г. Оптимизация фитосанитарии агроэкосистемы в условиях современного интенсивного производства растительной продукции // Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйств: материалы конференции «Мосоловские чтения». Йошкар-Ола, 2003. Вып. 5. С. 129-131.

10. Марьина-Чермных О. Г. Экологическое понятие агросферы: диалектика развития агроэкосистем: монография. Йошкар-Ола, 2006. 104 с.

References

1. Aliev A. M., Ladonin V. F. Izmenenija plodorodija pochvy, fitosanitamogo sostojanija posevov i produktivnosti polevogo sevooborota pri dlitel'nom kompleksnom primenenii udobrenij i sredstv zashhity rastenij. Bjul. Vseros. nauch.-issled. in-ta udobrenij i agropochvovedenija, 2001, no. 114, pp. 53-54.

2. Gorbyleva A. I. Vozdejstvie dlitel'nogo i intensivnogo primenenija mineral'nyh udobrenij raznymi sposobami na pochvu i urozhajnost' s/h kul'tur. Materialy mezhdunar. nauchno-proizv. konf. «Pochva - udobrenie -plodonoshenie», Minsk, 1999, pp. 96-98.

3. Gol'din E. B. Biologicheskaja zashhita rastenij v XXI veke: tendencii i perspektivy. Agropromyshlennyj kompleks Kryma v XXI veke: Nauchnye trudy Krymskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, Simferopol', 2002, vyp. 68, pp. 122-131.

4. Gol'din E. B. Biologicheskaja zashhita rastenij v XXI veke: tendencii i perspektivy // Agropromyshlennyj kompleks Kryma v XXI veke: nauchnye trudy Krymskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta, Simferopol', 2014, vyp. 108, pp. 102-111.

5. Zaprudnyj Ju. K. Sel'skoe hozjajstvo: biodinamicheskaja alternativa. Problemyjekologii i ustojchivogo razvitija. 1996, pp. 125-137.

6. Kolontaev V. M., Drobysheva L. M. Problemy agrojekologii i poluchenija vysokih stabil'nyh urozhaev. Geografja. Biologija. Himija, Tambov, 1996.

7. Lapina V. V. Agrojekologicheskoe obosnovanie zashhity jarovyh zernovyh kul'tur ot kornevyh gnilej v uslovijah juga Necherno-zemnoj zony Rossii: avtoref. dis. ... d-ra s.-h. nauk. Saratov, 2014, 45 p.

8. Mar'ina-Chermnyh O. G. Biojekologicheskoe obosnovanie zashhity zernovyh kul'tur ot kornevyh gnilej na severo-vostoke Necherno-zemnoj zony RF: avtoref. dis. ... d-ra biol. nauk. Samara, 2008, 42 p.

9. Mar'ina-Chermnyh O. G. Optimizacija fitosanitarii agrojekosistemy v uslovijah sovremennogo intensivnogo proizvodstva rastitel'noj produkcii. Aktual'nye voprosy sovershenstvovanija tehnologii proizvodstva ipererabotki produkcii sel'skogo hoz'ajstv: materialy konferencii «Mosolovskie chtenija», Joshkar-Ola, 2003, vyp. 5, pp. 129-131.

10. Mar'ina-Chermnyh O. G. Jekologicheskoe ponjatie agrosfery: dialektika razvitija agrojekosistem: monografija. Joshkar-Ola, 2006, 104 p.

Статья поступила в редакцию 1.04.2016 г.

Submitted 1.04.2016.

Для цитирования: Таймеров М. Э. Фитосанитарная обстановка зерновых агроэкосистем // Вестник Марийского государственного университета. Серия «Сельскохозяйственные науки. Экономические науки». 2016. № 3 (7). С. 50-54.

Citation for an article: Taymetov M. E. Phytosanitary situation of crops in agro-ecosystems. Vestnik of the Mari State University. Chapter "Agriculture. Economics". 2016, no. 3 (7), pp. 50-54.

Тайметов Максим Эдуардович,

аспирант, Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола,

kw5w@yandex. ги

Taymetov Maxim Eduardovich,

postgraduate student, Mari State University, Yoshkar-Ola, kw5w@yandex. ru