Зерновые кАулыуры, в частности пшеница, занимают первое место в сельскохозяйетаенном производстве. В этой связи большое внимание уделяется повышению урожая ж качества зерна этой культуры.
Однако в последние годы отмечается резкое падение урожайности зерновых культур. Помимо технологических, хозяйственных и экономических причин наблюдается резкое ухудшение фитосанитарной обстановки на посевах всех зерновых культур. Значительные потери урожая вызывают многочисленные болезни, среди которьгх корневые гнили выходят на одно из первых мест.
Важным резервом повышения эффективности отрасли земледелия на современном этапе является более полное использовшше потенциальных возможностей посевов возделываемых культур, снижение потерь урожайности от организмов, абиотических факторов и стабилизации получения с обрабатываемых земель хозяйственно — ценной продукции.
В настоящее время основной задачей сельскохозяйственного производства должно быть всемерное совершенствование технологических процессов возделывания сельскохозяйственных культур итехнологий, позволяющих получить максимально возможные урожаи с хорошим качеством зерна при низких энергозатратах и трудоемкости.
В результате исследования сложных связей сельскохозяйственного ландшафта с фитосанитарной, экологической и биологической точек зрения необходимо найти разумные сочетания производственной деятельности с природными процесса?*ш и смягчить или предотвратить негативные последствия вмешательства человека в природу.
В сельскохозяйственных ландшафтах воцросы фитосанитарии и экологичности обстановки имеют важное значение. Борьба с почвенной инфекцией сеяьекохозяйетвенных культур чрезвычайно трудна. В связи е.
ЭТИМ встает необходимость усиливать систему мероприятий активными методами защиты.
Научное земледелие, опираясь на общие законы, предполагает системный анализ аграрных зкологггчсских систем и дальнейшее их совершенствование с неуклонной характеристапеой повышения продуктивности, стабилизацией получаемой по годам урожайности. Весь комплекс мероприятий технологии воздельшания культуры (очистка посевного и посадочного материала, посев и посадка на заданную глубину, внесение удобрений, уходы за растениями и т. д.) проводится с целью создания наилучших условий для развития основного компонента агроценоза — культурного растения.
Продуктивное существование агроценоза определяется уровнем технологического воздействия. При этом фитоеанитарное состояние агроэкоси-стемы определяется футпщионироваяием всей биологической системы.
Цель и задачи исследований: цель настоящей работы состсоит в том, чтобы установить влияние технологических приемов возделывания на формирование фитосаяитарного состояния компонентов агроэкосистемы, урожайность зфовой пшеницы и качество зерна. Выяснить возможность снижения негативного последствия интенсивного применения удобрений и химических препаратов использованием органического удобрения.
Программой работ шЛеда-ематрИБалось:
1. Определение оптимального фитосанитарного состояния посевов яровой пшеницы.
2. Вь1явление влияния удобрений и средств защиты растений и развития корневой гнрши на устойчьтость яровой пшеницы к корневой гнили.
3. Выявление эффективности удобрений и химических препаратов, пригу1снлемьг5{ при возделывании яровой пшенихщ.
4. Выполнение качественной оценки получаемой продукции яровой пшеницы. 5.
Объект и предмет исследований: корневые гншш, применяемые системы удобрений, протравитель, влияющий на подавление корневых гнилей на яровой пшенице.
Научая новизна работы и значимость ползА’ченной результатов. Научная новизна состоит в том, что 1) оценено влияние минеральных, органических удобрехшй и химических препаратов на фитоеанитарное состояние пшеничного агроценоза- 2) определена роль лизина в устойчивости яровой пшеницы к корневой гнили- 3) дано понятие «козффициент сопротивляемости растений» в системе растение — почва — патоген.
Практическая ценность работы: полученные результаты показывают, что вредоносность корневой гнили состоит в снижении урожая и ухудшает качество зерна. Для снижения вредоносности корневой гнили, повышения урожайности и получения качественной продукции необходиАю применение минеральных зудобрений на фоне торфо — навозного компоста. Применение сбалансированного оргаяо-минерального удобрения и химические препараты позволАгг снизить пораженность растений яровой пшеетщы корневой гнилью, зкологргзировать защртту растений и существенно повысить урожайность возделываемой кртыуры.
ОБЗОР ЛИТЕРАТ>Т>Ы.
ПроизБОдетБо БысококачестБенного зерна и самообеспечение населения хлебом за счет местных ресурсоБ является стратегической задачей современного этапа развития аграрного сектора экономики республики.
В системе технологических мер формирования урожая с заданными параметрами качества зерна, в условиях обострившегося фитосанитарного состояния окр>'жающей природной среды, важное место отводится запигге посевов зерновых культур от болезней корневой системы.
Корневая гниль является широко расхфостраненным заболеванием. На территории республики ежегодно наблюдается эпифитотийное и умеренное развитие корневой гнили. В отдельные годы поражение корневой гнилью достигает 50% посевных площадей, занятых зерновыми кАультурами. Для них характерно неравномерное распрострапехше по отдельным полямсально зараженные посевы могут граничить со здоровыми. Возбудителями корневой гнили является грутша почвенных грибных патогенов.
На территории республики Марий Эл наиболее распространена гель-минтоспориозно-фузариозная корневая гниль.
Недобор урожая происходит за счет выпадения всходов, снижения продуктивной кустистости, уменьшения числа зерен в колосе. Кроме того, снижается качество зерна больных растений и отмечается полегание, сутце-ственно затрудняющее уборку.
Возбудители корневой гнили сохраняются на растительных остатках, Б почве Б виде конидий или хламидоспор, а некоторые — и в виде м*щелия. Источником заражения гельминтоспориозной и фузариозной корневой гнили могут быть и инфицированные семена. Факторами, усиливаюхцими развитие корневой гнили, являютсявысокая концентрация в севооборотах зерновых культур — накопителей возбудителей болезней в почве, культивирование БосприимчиБЫх сортоБ, нарушение агротехники (сроков сева, глубины обработки почвы, нормы выеева семян и дозы удобрений), физиологическое ослабление растений, вызванное засоренностью посевов, повреждениями насекомыми, ютещами трипсами и нематодами, неблагоприятные для развития зерновых культур погодные зусловия (холодная сырая осень, затяжная влажная весна и жаркое сухое лето и др.) (Санин С. С. и др., 2000).
Высекая степень поражения растений корневой гнилью приводит не только снижению урожайности и резкому колебанию по годам валовых сборов зерна, но и оказывает отрицательное воздействие на его качество, рыночные цены и рентабельность отрасли в целом.
Изменения, которые происходят в сельском хозяйстве, требуют разработки новых, более совершенных, экологически и экономически обоснованных методов занщты. Агротехника возделывания культур, как отмечает Й. Ф. Павлов (1981), является фундаментом на котором строится весь комплекс защитных мероприятий. В последнее время отмечается существенное несбалансированное применение пестшщдов в агроэкосистемах. Ряд авторов, В. Г. Минеев (1988, 1990), Ю. П Фадеев (1984) говорят о том, что это значительно зутлудшило экологичеекуто ситуацию агроэкосистем. э. И. Сле-пян (1984), обосновывая щ) офилактическуто, фитогигиеническуто, санитар-но-терапевтическую стратегии занщты сельскохозяйственных растений и сохранение их биологической иродуктивности, а также качества урожая, указывает на актуальность определения сутцности возможных нарутпений агроэкосиетсм, возникаюгаАгх при их зксплуатацАщ. В связи с этим, для выхода из создавшейся ситуации А. Ъ/1. Артюпшн, А. П. Твердюков (1995) видят экологизацию защиты растешШ в повышении роли защитных систем естествегшых хшдпйков и щггагокистов, с помощью которых мояаю регули= ровать соотношеш5е вредных и полезных микроорганизмов и насекомых, защЕпдая тем самьш посевы от нашествия вредных для сельского хозяйства оргашомов.
Как отмечали Ю. К. Фадеев и И. В. Новожилов (1984), экологическую основу защиты составляет агротехшгаеский метод, с помощью которого осутцестБляется природный контроль Д1щамики популяции вредных орга-Щ13М0 В, а следовательно, и уровня их вредоносности. В защите растений агротехнический метод получает новое, более глубокое и многогранное развитие путем изучения и раскрытия механизма его влияния на агробиоцекоз.
Среди агротехнических приемов, влияющих на фитосанитарное состояние агрозкосистемы, особое место занимает применение удобрений и программирование урожаев. Программирование урожая зерновых и его стабильности требует точной информации о поведении вредителей и возбудителей болезней в каждой конкретной ситуации. И. С. ХИатилов (1974), обосновывая десять принцрптов программ*фования урожайности, задачу девятого принципа видел в том, чтобы обеспечить выращивание здоровых растений, исключить отрицательное влияние вредителей и болезней на рост, развитие и урожайность сельскохозяйственных культур.
Проведение биологического контроля за сопряженностью роста и развития растений в зависимости от уровня питанртя, сроков сева, норм высева, сорта, а также некоторых друтих абиотических факторов, с одной стороны, и требований вредителей и возбудителей заболеваний в этих условиях, с друтой, позволяет установить на определенных этапах органогенеза их биологическую совместимость (Марьин Г. С, 1998).
Одним из наиболее динамичных и быстродействующих агротехнических факторов Б растениеводстве являются минеральные удобрения. В последние годы они выступили как экологический фактор (Минеев В. Г., 1990). В опытах, проведенных В. Ф. Самерсовым, С. Ф. Бута (1981) отмечено, что внесение повышенных доз минеральных удобрений в значительной степени сказывается на скорострт прохождения этапов оргакогснсзз и отражается на поражении вредными организмами растений. Внесение минеральных удобрений в дозе N60 Рад Кбо ускоряет прохождение IV этапа органогенеза У озимой ржи Белта на 4 дня по сравнению с контрольными растениями (без внесения удобрений). При удвоенных дозах фосфора и калия IV и V этапы органогенеза проходили на 5 дней раньше по сравнению с этими этапами у растений, выращенных на фоне N60 Рбо Кбо. Увеличение Б 2 и 3 раза способствовало ускоренному прохождению Ш и IV этапов органогенеза озимой ржи и замедлению прохождения V и VI этапов. При этом растягивается закладка генеративных органов и усяииваются процессы листообразованияэто, в свою очередь, способствует снижению поражения растений листовыми болезнями. Па этот факт защиты растений указывали Н. А. Вилкова и й. Д. Шапиро (1979).
Районироваиныс в практике сорта зерновых культур интенсивного типа с высокой потенциальной урожайностью обладают способностью ин-дутцгровать под воздействием технологических приемов устойчивость растений к болезням на рашшх фазах развития, а также частично или полностью компенсировать потенциальную потерю урожая (Чулкина В. А., 1973). Оптимизашя условий питания, особенно на ранних этапах органогенеза растений, в значительной степени ослабляет действие неблагоприятных факторов, в том числе поражеш1е болезнями и вредителями (Вавилов II. И., 1935; Бута С. Ф. и др. Л987- Воронова П. Т., 1990).
Немаловажное значение в защите растешш оказывает влияние и распределение растений на площади. Повышенные нормы высева семян компенсируют главным образом потери при изреживании посева вредителями или болезнями или последствия некачественного сева. Например, сорт озимой ржи Белта с уменьшением числа продуктивных стеблей в 1,5—2 раза увеличил кустистость с 2,6 до 3,4—А37. Оптимальная густота посева гарантирует не только высокую урожайность, но и оптимальное фитосани-тарвое соетоявис посевов, так как в каждой конкреткой зкологйчсской сиг туации создается оптимальное соотношение между растением-хозяином, вредным организмом и внешней средой. Например, озимая рожь Белта, высеянная из расчета 4 млн. всхожих семян на 1 га, на фоне N120 Р120 К120 была поражена корневыми гнилями на 17,5%, тогда как при высеве 5 млн. семян развитие заболевания составило 23,5%- урожай бьш соответственно 45,9 и 46,2 и/га. Вместе с тем изучение влияния различных доз внесения азотных удобрений под рожь на развитие корневых гнилей показало, что на фоне Рбо Кбо (норма высева 5 млн. зерен) оптимальной дозой следует считать Кб (), несмотря на то, что в варианте N 90 отмечена тенденция к снижению развития заболевания и повышению урожая, так как применение такой дозы экономически нецелесообразно. Так, есзш в варианте Кбсз оплата 1 кг азота составляет 19,6 кг зерна, то в варианте N90 — 13,9 кг. Недостоверной оказалась прибавка урожая зерна от применения более высокой дозы азота (N120) — усилилось развитие заболевания и полегание. Анализ амиио1сислотного состава зерна показывает, что с >т5еличением дозы азота возрастает общая сумма аминокислот, однако снижается относительное количество незаменимых аминокислот (% белка), то есть в белке уменьшается доза лизина (Бута С. Ф., Ушкевич А. А., 1987).
Из вышеизложенного можно заключить, что в зависрщости от зусло-Вйй среды гтзмсняется и соотношение основных элементов питания, поэтому естественно, что в каждой конкретной ситуащщ создаются специфические экологические условия для растения — хозяина и вредного организма, то есть сколько условий, столько и ситуаций,.
В этом случае большинство исследователей (Чулкина В. А., 1974; 1979; 1984; Чулкина В. А., Павлова О. И., 1987; Марьин Г. С, 1998; Мар-тьгаова Г. П., Марьин Г. С, 2000) считают, что для оптиаАшзации фитоса-нйтарного состояния агроэкосистемы необходимо учитывать любую экологическую ситуацию, которая создается при возделывахши культуры. Сбалансированность минерального тштания снижает поражение корневой гнилью зерновых культур в условиях Северо-Востока Нечернозья России на 10- 38%. В многолетних опытах Брестской государственной областной сельскохозяйственной опытной станции лаборатории фитопатологии.
БелНЙИЗР (1987) на трех сортах ячменя, высеваемых с различными нормАли высева, отмечена су1цестве1Н1ая тепде1щия ишжеиия распространенности корневых гнилей в условиях, когда элементы минерального питания вносились сбалансгфовано, исходя из потребности культуры и запасов их в почве.
В, Г. Мннеев и Е. X. Ремпе (1991), делая обобщение результатов многочисленных исследовант о роли минеральных удобрений и уровней шггакйя в защите растений от вредителей и болезней, показывает, что очень трудно, а порой и невозможно, проанапизировать имеющиеся данные, сделать синтезированный научно обоснованный вывод, так как нет единого методического подхода. При этом он отмечает, что в каждом регионе, республике, области проводится изучение влияния уровней и соотношении минеральных удобрений, норм высева, сроков сева, предшественников и так далее на численность вредителей и развитие болезней. При этом чаще всего изучают влияние одного или двух сопряженных факторов на вредные организмы, искусственно исключая множество др>тих.
Таким образом, до сих пор, изучая агротехнический метод и его возможности в защите растений, ркследователи преимутцественно занимались анализом влияния изучаемых приемов для выявления отдельных его сторон, для установления различий, противоположностей и т. д. Однако, для полного познания значения агротехнического метода запщты, необходимо объединение всех приемов, чтобы не нарушилось единство, присущее методу. Этот вопрос и в условиях региона изучен не достаточно.
На данном этапе развития агротехнического метода (Вронских М. Д., 1981; ШарифуЛлин Л. Р., Кольцов А. X., Марьин Г. С, 1989; Марьин Г. С, 1998) требуется системный подход к решению использования его как метода борьбы. Такой подход позволит сопоставить данные анализа, выделить главное, сутцественное, а, также, выявить особенности приемов или способов борьбы для включения их в новые биологические связи с учетом существующих саморегулрфующАгх систем, которые могут до некоторой стенепи компенсировать пет041юстй вмешательства человека в агрозкоси= стему (Павлов й. Ф., 1981). Поэтому системный метод должен осуществляться на основе анализа факторов и одновременно с ним. Именно выводы сихггеза, соглаехю методм1ауч1Юго позпашАя, составят теоретическуто ое-нову? агротехнического метода. Подученная на основе ана)1иза и синтеза экологической обстановки информащоя позволит смоделировать систему защиты на основе агротехнического метода (Санин С. С, 1985). Как отмечают Г. В. Грисенко и Е. Л. Дудка (1981), насколько глубоко, и наиболее полно мы познаем механизм дсйстбия агротехнического метода защиты, настолько точной будет созданная нами действующая модель.
Концентращш и спепиагаазацйя сельскохозяйственного производства обусловили и коренные изменения в технологии возделывания основных полевых культур. В 1980;х годах в хозАствах внедряли так называемые индустриальные технологии, предполагающие использование мощных энергонасыщенных машин, высокопроизводительной техники, высоких доз минеральных удобрений и средств зашиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Характерная черта этих технологий—сокращение числа операщш, мивиматизация обработки почвы (Вронских М. Д., 1981; Макаров И. П., Маньшова Л. П., Карпова В. II, 1990; Холмов В. Г., 1990).
Введение
специаттированньгх севооборотов с короткой ротацией (3—5 лет) вместо 9—12-польных севооборотов универсального типа сопровождается значительными изменениями фитосанитарной обстановки в посевах культур создало новые проблемы в фитосанитарном состоянии при возде-льшании культур (Михайлина II. И, 1983).
С теоретической точки зрения требованишй специатизации производства наиболее полно отвечает монокультура. Однако практика земледелия показьтает, что экономиАеки оправдан бессменный посев лишь небольшого числа сельскохозяйЬ11шрЕП>1х культур и в определенных агроклиматических зонах. Известны примеры бессменного возделкшания на больших плош-адях ку-курузы и сои в США, кукурузы и зерновых колосовых в Венгрии и т. п. (СлепянЭ.И, 1984).
Вместе с тем известно также, что для некоторых культур (подсолнечника, сахарной евеюш, хлопчатника и др.) затруднено введение даже специализированных севооборотов (Пожар 3. А, Тищенко Е. И., 1981; Черняева Й. И., Муромцев Г. С, 1981).
В большинстве случаев использование бессменных посевов чревато опасностью потери части урожая, и, как правиио, еопровождаетея нарастанием инфекционного фона (Марьин F. С, 1998).
В связи с широким внедрением промьппленных технологий возделывания сельскохозяйственных культур шзникла нАбходимость оценить влияние НС только отдельных приемов, но и всей техншюгйческой системы возделывания культуры на развитие наиболее опасных видов вредителей и болезней (Са-мфсовВ. Ф, БугаС. Ф, 1981).
Практически вес агроприсмы в той или иной степени меняют числсн-йоеть популяции и уровень вредоносности вредных организмов, и одно из наиболее существенных воздействий на состав агроценоза оказывают чаще всего предшественники (Фадеев Ю. П., Бенкен А. А, 1984; Фадеев Ю. П., Новожилов КВ., 1984). Поэтому системы зшцитных мероприятий, по-видимому, необходимо разрабатывать для каждой культуры дифференцированно по основным предшественникам (СанкинаЕ. М., 1977),.
Обследования, проведенные В. Ф. Самерсовым, С. Ф. Бута (1981), показали, что наиболее сложная фитосанитарная обстановка складывалась в тех случаях, когда нарушались условия агротехнических и химических мероприятий или когда посевы озимой пшеницы на одном поле размещались более двух лет подряд. В этом случае, как правило, отмечаюсь значительное снижение урожая (на 30—40%) вследствие усиления вредоносности врсдимх оргащтзмев, а также ухудшения условий минерального питания растений. Характерная особенность современных индустриаганых технологий возделывания пропашных культур проведение так называемого «программированного посева», т. е. высев такого количества семян, которое позволяет получить оптимальное число всходов. Это повлекло за собой значительное повьпнение требований, предъявляемых к защите высеянных семян и всходов. Учитывая важность получения точно заданного (запрограммированного) числа всходов, высокие требования предъявляют к соблюдению оптиматьных сроков посева, с тем, чтобы получать наиболее высокие показатеж хюлевой всхожести.
Технология Боздельшания полевых культур требАуег зувеличения объемов применения химических средств и необходимость разработки более безопасных методов и способов их применения (Санин С. С, 1985).
Целенаправленное применение ахротехнических приемов (правильное размещение культуры в севообороте, применетше сбатансированных доз определенных форм удобрений, варьирование сроков посева, подготовка почвы, равномерное снабжение растений влагой и др.) дает возможность в значительной степени ограничить развитие вредной микрофлоры на растение. При этом агротехнические приемы зашиты растений следует применять дифференцированно в зависимости от экологической обстановки и преобладающих БИдоБ патогенов в той или иной зоне (Грисенко Г. В., Дудка Е. Л., 1981).
В связи с насыщением севооборотов зерновыми кАультурами в условиях концентрации и специализации ссльекохозяйствеиного производства возрастает необходимость усовершенстБОвания агротехнических приемов борьбы с болезнями (Казаков Г. й., 1990; Путюнин А. И., Матюк П. С, 1990; Саранин К. И, Старовоитов II. А., 1990). Сев пшеницы в оптиматьные сроки способствует получению полных, дружных всходов и повышению выносливости растений к корневой гнили. Сбатансированное внесение удобрений приводит к снижению пораженности пшеницы корневой гнилью. При посеве по различным предшественникам (озимая пшеница, занятый пар, люцерна Ш года пользования, кукуруза на силос, пар) на удобренных участках отмечено несколько меньшее развитие корневой гнили, чем на неудобренных (Путюнин А. И, МатюкН. С, 1990).
В ограничении развития корневой гнили большое значение имеет правильная обработка почвы, которая способствует улучшению ее структуры, созданию оптимального водного и питательного режимов для растений. В годы неустойчивого увлажнения особенно важен выбор таких способов обработки почвы, которые способствовали бы накоплению и сохранению влаги, улучшали бы водный режим почвы. Эффективность различных способов обработки почвы зависит от почвенно — климатических особенностей зоны (Воронова П. Т., 1990: Голубев В. В., 1990; Ильина Л. В., 1990).
Влияние технологии возделывания яровой пшеницы на фшгосанитарное состояние почвы, урожайность и качество зерна определяется многими факторами (удобрениями, средствами зашрйты растений и др.) (Алаева Н. 1 Г, Шарапов Э. М., 1998). Среди таких приемов возделывания в системе защиты растений особое место занимает использование удобрент и средства зашиты растений. И. Г. Минеев (1990) считает, что основной принцип действия удобрений — обеспечение растений зяемевгтами минерального питания и в первую очередь — азотом, фосфором, калием. При этом внесение удобрении влщет и на фитосаеитарию агроценоза. Например, известно, что удобрения могут: 1) препятствовать развитию корневой гнили (Марьин Г. С, 1998), 2) не влиять на ход патологического процесса (Попкова К. В., 1989), 3) способствовать увеличению инфекционного потенциала почвы (Чулкина В. А., 1974).
По данным Б. М. МЕфкина, Г. С. Розенберга (1978) — Б. М. ТААиркина, П. М. Муста (1985) — Ю. Одума (1975; 1986) — В. В. Тутанаева (1977), в агро-ценозах с ростом антропогенного воздействия усиливается однообразие видов, повышается встречаемость ряда многолетних сорных растений, снижается видовой состав мвдфомицетов почв (Великанов Л. Л., 1980;
1983; Мирчинк Т. Г. и др., 1978), повышается токсичность почвы и изменяется фитосанитарное состояние агроценозов (Пупонин А. И., 1984).
Из вышеизложенного следует, что действие агротсхническргх приемов на патогенные организмы, функционирующие в агроэкосистеме, весьма разнообразно. Ими можно непосредственно ослабить многие источники инфекции и создать такие условия окружающей среды в агроэко-сиситеме, которые будут менее благоприятными или совсем неблагоприятными для развития инфекционных начал, а благоприятными для возделываемых культур (Щеголев В. Н., 1938). В профилактике снижения вредоносности микроорганизмов, возбудителей болезней растений большая роль отводится правильному и СБоевременному использованию севооборотов, соотБетствующих приемов обработки почвы и ухода за растениями, внесению удобрений, средств защиты растений и др. (Фадеев Ю. Н. 1984; Фадеев Ю. П., Новожилов К. В., 1984; Фадеев 10.Н., Бенкен А. А., 1984).
Как свидетельствуют А. К. Балыдин (1969), О. А. Берестецкий (1978), М. Д. Вронских (1981), технологические приемы возделывания полевых культур в интегрированной системе защиты должны составлять зкологргче-ек>то основу, е помощью которой осутцествляется контроль динамшси популяций вредных организмов в природе, в агроэкосистеме, а, следовательно, и уровня их врсдоноеиоети. Все это позволяет нседнократно судить о значении аптропогещюго влияния щ) и возделызажш полевых культз>р па состояние фитосанитарии, устойчивость и выносливость агроэкосистем к экстремальным условиям и их продукп1вность.
Влияние технологических приемов Б агроэкосистеме на развитие почвенных инфекционных организмов, осутцествляюпщх инвазию корней и друтих подземных органов растений, определяется многими факторами. Однако, главное значеиие в общей системе — это направление на подавление инокулюма и сохранение выносливости растений к инфекционному (Йойбв В. И. 1966; Ноляков И. Я., 1976). Применение футп’ицидоБ в этом случае для полевых культур ограничивается обработкой семян, когда снижается контакт семян и проростков с почвенными патогенами. Позтому рациональный подбор препаратов позволяет в сутцествеиной степени обеззараживать семенной и посадочный материал от инфекций (Берестецкий О. А., Калмьшова II. А, 1974; Вронских М. Д., 1981).
По мнению Г. С. Марьина (1979) весь посевной и посадочный материал должен быть обеззаражен фунгицидами протравителями и обработку эту следует рассматривать как профилактическое мероприятие. Роль технологических приемов в этом случае заключается в сдерживании развития появления возбудителей болезней и создании благоприятного фона для выращивания здоровых семян, а также сохранении выносливости растений к болезням. При распространении инфекционных начал с почвой и воздухом широко встречаемых как на однолетних, так и на многолетних культурах, роль технологических приемов воздействия на развитие почвенной инфекции И. Ф. Павлов (1981) рассматривает раздельно по однолетним и многолетним культурам.
Технологические приемы, используемые для создания благоприятных условий роста и развития растений культуры в агроценозе и влияющие на почвенные микроорганизмы, вызывающие болезни, оказывают немаловажное значение и в использовашш их для регулирования численности в почве инфекционных начал С ростом уровня антропогенного воздействия значение технологических приемов в формировании фитоеанитарного состояния пахотного слоя почвы, а, именно, патогенного и токсикогенного потенциалов, является возрастающим (Карягина Л. А., 1983). Проблема оптимизации биологических свойств агрозкоеистем становится еще более актуальной с повышением агрохимической и агрофизической окультуренности почвы Нечерноземной зоны (Пупонин А. И, МатюкП. С, 1990).
При этом с повышением уровня антропогенных воздействий и продолжительности воздействия интенсивных технологических приемов и средств растет и уровень окультуренности почв Нечерноземья. Степень окулътуренности дерново — подзолистых почв характеризуется биологическими показателями: как гут’лусовое органхпеское вещество, стручсгура комплекса почвенных микроорганизмов и численность некоторых их групп, биологическая активность почвы, наличие токсических веществ, зараженностью возбудителями болезней возделываемых растений и др. (Александрова Л. Н., 1980; Алимов К. Г., 1987; Грисенко F. В., 1981; Попова М. В., 1980).
В делом типичные дерново — подзолистые почвы в их естественном состоянии характеризуются бедностью микрофлоры и имеют низкуто биологическую активность с наличием в них повышенного потенциала, вызывающего токсикоз почв (Мирчинк Т. Г., Гузев В. С., 1984; Чулкина В. А, 1984). Объясняется это, по мнению ряда исследователей, бысокой кислотностью почвы, бедностью органическим веществом, азотом, подвижными форгйами фосфора и обменного калия, слабой насыщенностью основаниями (Авдонин II. С, 1969; Карягина Л. А., 1970; Мишустин Б. П., Черенков Н. П., 1987).
Следовательно, жизнедеятельность почвенных микроорганизмов неразрывно связана с плодородием почвы и что все технологические воздействия, проводимые в агроэкосистеме, оказывают влияние на его компоненты. В тоже время микробные метаболиты тесно взаимодейстБутот с почвой, придают ей определенные свойства (Красильников П. А., 1958).
Т. Г. АуЪфчинк, И. В., Асеева (1959), Л. И. Степанова (1959) считают, что слабоокультуренные почвы (дерново — подзолистые) в ряде случаев малопригодны не только из — за недостатка питательных веществ, кислой ре-ахщйи среды, но и из-за токсичности по отпошегшю к растения?*!, вызванной биологическшади факторами микробного происхождения, так называемыми микробами — ингибиторами.
ОкультуриБание почв влечет за собой и снижение фитотоксичного потенциала (Дурьшйна Е. П, Великанов Л. Л., 1984). В процессе окАультуривания почв подзолистого типа в значителБНой степени утрачиваются специфические черты их биологии, что связано с кардинальньш изменением условий сутцестБования мшфоорганизмов (ЕАягина Л. А., 1983). В конечном итоге при антропогенезе почва представляет собой своеофазнуто лабораторию, в которой жйбзут, непрерывно рождаются и умирают бесчисленные популяции организмов, определяющих как возникновение, развитие почвы, так и качество воздействия человека на нее (ГТашон Ж., Баржак Г., 1960).
Удобрения оказывают достаточно сложное воздействие на все компоненты агроценозов и на их взаимодействие. Поэтому многие авторы (Егоров В. В., 1978; Звягинцев Д. Г., 1978; Кайбишев М В, 1981; Кураков А. В,. 1983, 1989) предлагают использовать удобрения как средство зашиты растений от корневой гнили. В настоящее время эти предложения вошли в многочисленные рекомендации по защАггс растений, и широко используются на практике (Марьин Г. С, 1998).
Решение проблемы рационального и эффективного использования удобрения возможно только на основе комплексного подхода, важное значение в котором пршхадлежит иселедованиям в области микробиологии. Почвенные микроорганизмы являются обязательным компонентом любой афо-экосисгемы, они обладают мощным ферментативньш аппаратом, выполняют многообразные функции Б круговороте веществ, обеспечивая постоянное функционирование экосистем в целом. Внесение удобрений, резко интенсц-фицируя микробиологические процессы в почвах, до определенных пределов может рассматриваться, как положительное явление (Звягиицев Д. Г., 1987). Однако чрезмерная активизация почвенной микробиоты может быть и вредной, так как процессы, направленные на восстановление нарушенного равновесия, приводя к потерям минеральных удобрений, ухудшают физико — химические и биологические свойства почвы, приводят к другим серьезным экологическим последствиям (Минеев В. Г., 1988,1990).
Традиционно микробиологическая характеристика почв начинается с учета общей численности микроорганизмов. Проведено большое количество работ, в которых внесение минеральных удобрений, как правило, увеличивает численность бактерий, актиномицетов и грибов в почвах (Вронских М. Д., 1981; Мшпустин Е. П., Черенков И. П., 1987). Вместе с тем сутцеетвует немало исследований, в которых не было отмечено возрастания общей численности микроорганизмов в почве (Звягинцев Д. Г., 1989), а порой наблюдалось ее уменьшеш1е под действием минеральных удобрений (Кураков А. В., 1983).
Минеральные зудобрения, вносимые в умеренных дозах, активизируют жизнедеятельность микроорганизмов многих физиологических грутш. В почвах возрастает количество бактерий, актиномицетов и грибов (Миненко А. К., 1983; Пивоваров Г. Е. и др., 1982;Санин С. С, 1985; Christensen М., 1969; Nebson L. М., Hedrick П. I., 1976; Tresner Н. D. и др., 1954). По иногда наблюдается и угнетение минеральными зудобрениями отдельных групп микроорганизмов и снижение активности биологических процессов: азо-тофиксации, разложения целлюлозы фосфорорганических соединений (Павлов И. Ф., 1981; Стрельников В. П. и др., 1981). В длительно удобряемых дерново — подзолистых почвах агробиостанции iviTy (Московская обл.) внесение азотных удобрений отдельно и совмеетно с калийными вызывалоу’меньшеш1е числа азотфиксир>ющих, аммонифицирующих и цел-люлозоразлагающих микроорганизмов. Фосфорные и калийные удобрения, напротив, способствовали повышению количества этих бактерий (Степанова Л. П., Мирчинк Т. Г., 1975).
МногочислеБщыми исследованиями показано, что несбалансированное внесение высоких доз минеральных удобрений приводит к з-силению развития отдельных заболеваний. Применение высобсих доз азота повьппает восприимчивость пшеницы и ячменя к ржавчине и мучнистой росе (Дуденко М. А., Филин В. А., 1980), подсолнечника — к белой и серой гнилям (Вронских.
М. Д&bdquo- 1981), риса-пирикулярозу (Алешин Е. П. и /ф., 1980), картофеля — к фитофторозу, макроспориозу, парше (Воловик А. С. и др., 1981, 1983) и т. д.
А. В. КуршсоБ и др. (1989) считают, что длительное применение минеральных удобрений приводит к еущеетБенным изменениям в структуре комплекса почвенных микроорганизмов, активизации и росту численности токсйнообразующих микробов. Известно, что фитотоксичные микроорганизмы широко распространены в различных почвах (Мирчинк Т, Г., 1988) и микробные метаболиты могут играть важную роль в возникновении токсикоза почв, в частности при монокультуре (Берестецкий О. А., Калмыкова Н. А., 1974).
Рост численности микроорганизмов связьшают с обогащением удоб-регшых почв элементами минерального питшшя, >'веяичещ1ем размеров эк-зоосмоса и корневого спада растений во время вегетационного периода и большим количеством растительных остатков после уборки сельскохозяйственных культур на удобренных участках (Мишуетин Е. Н., 1961.1976). Исследованиями последних лет, проведенных на разных почвах, установлено, что внесение высоких доз минеральных удобрений достоверно снижает общее количество микроорганизмов. Так, И. Ф. Пашюв (1981) сообщает, что однократная доза N104(^*250770 оказывает ингибирующее влияние на микроорганизмы дерново — слабоподзолистой почвы в течение 6 лет.
ХАактер действия &-шнералъных удобрений на численность микроорганизмов во многом определяется совокупным влиянием различных экологических факторов: влажностью и температурой почвы, степенью ее окуль-туренности, видом возделываемой культуры (А1ихайлина И. И., 1983). Этим во многих случаях можно объяснить неоднозначность результатов, получаемых разными исследовагелями. Экспериментальным подтверждением этому являются модельные опыты А. д. ху1ихновской (1989) по изучению действия азота, фосфора, катия и полного минерального удобрения в возрастающих дозах от 90 до 1440 кг/га при различных влажности и температуре почвы на численность бактерий, грибов и актиномицетов. Максимальная численность микроорганизмов была зарегистрирована 1фи дозе полного минерального удобрения 360 кг/га.
Сведения о влиянии уровня минерального питания растений на развитие корневых гншей противоречивы. По данным некоторьгх исследователей, высокие дозы азотных удобрений при дробном их внесении подавляют развитие фузариоза, гельминтоспориоза и, особенно, офиоболеза. Внесение азотных удобрений, главным образом аммонийных, по данным В. А. ЧЛулки-ной (1974, 1979, 1984), считается одним из приемов защиты зерновых культур от поражения корневыми гнилями. С другой стороны, имеются сведения об усилении развития корневых гнилей при высоких дозах азота (Бадуллин А. В., 1981; Балыдйн А. К., 1969; Бута С. Ф. и др., 1987). Все это свидетеяь-сгвует о том, что при разработке системы контроля над фитосанитарным состоянием агроэкосистемы и приемов запцпы растений в системе рштенсив-него земледелия необходимо уделять серьезное внимание минеральному питанию (Марьин Г. С, 1998).
Технологические приемы возделывания полевых культур в системе защипы составляет экологическую основу, с помощью которой осуществляется контроль динамики популяций вредных организмов в природе, в агроэкоси-стеме, а, следовательно, и уровень их вредоносности (Поляков И. Я., 1976).
Все это позволяет неоднократно судать о значении технологических приемов и средств при возделывании полевых культур на состояние фитоса-штариш, устойчивости И ВЫНОСЛИВОСТИ агрозкосистем к экстремальным условиям и их гфодуктйвности (Марьин Г. С, 1996).
Т. Г. Мирчинк (1988) считает, что внесение минеральных удобрений может мало или совеем не сказаться на количестве микробов различных эколого — трофических группировок, но при этом существенно изменять их видовой состав. Знание изменения в видовом составе почвенных микроорганизмов и их физиологических особенностей (способность к образованию токсинов, или, наоборот, стимуляторов роста, антибиотиков к фитопатогенам и т. д.) позволяет предполагать негативные экологические последствия применения удобрений.
Особого внимания заслуживают исследования, в которых оценивали влияние длительного применения удобрений на почвеннью грибы. Одно из первых таких исследований было выполнено Д. Сингом (1937) на карбонатных почвах Роттердамской опытной станции, где зудобрения вносятся с 1856 г. На вариантах с NPK было выявлено возрастание обилия грибов рода TrichodeiTna, Cephalosporium, Sporotrichum, Cladosporium и других. Марту-ник С, Вагнер (1978) из почв опытных полей Миссзурийского зутшверситета, в течение 20 лет получивших NPK, выделялось больше грибов Acremoraum, Altermria, Cladosporium, Fusarium по сравнению с контролем. В литерату-ре имеются данные о том, что изменение в составе почвенных микромицетов происходит и при однократном внесении удобрений (Звягинцев Д. Г., 1987).
Следовательно, минеральнью удобрения при внесении в почву в сутце-ственной степени определяют микробиологический состав почвы.
В работах Н. И. ГПюляускене (1981) отмечено, что актуальным, но слабо разработанным направлением остается определение норм минеральных уАдоб-рсьттй и дяитслькостй их nppMCHcmw, при которых НС происходит нарушения структуры и функционирования комплекса почвенных мшфоорганизмов.
При внесении в дерново —подзолистую почву азотных удобрений в дозах до 100 кг/га структура и состав инициированного микробного сообщества остаются неизменными. При этом наблюдается возрастание общей биомассы микроорганизмов в сообществе и скорости разложения крахмала. Этот диапозон доз удобрений, названный зоной гомеостаза (постоянство видового состава) микробной системы почвы, является важным показателем, характериззутощим зустойчибость микробиоты к данной ашропогенной на-грзузке (Кураков А. В. и др., 1989).
Дальнейшее зувеличение доз минерального азота приводит к стрее-совой реакции микробной системы — доминирующие в сообществе контрольной почвы мй1<�роорганизмы постоянно исчезают, а некоторые редко встречающиеся виды становятся доминанта? лй и часто встречающимися организмами. При дозах более 600 кг/га наблюдается проявление микробного токсикоза почвы. При таком уровне внесения азота доминирутощсе положение в сообществе занимают микроскопические грибы РепшШит /итсшозит, Р. ]апи1теР1Ш% P.purpurogenum. Вышеперечисленные виды пенициллов известны как сильные токеинообразователи (Билай В. И., Пи-допличко Н. М., 1970).
Все это дает основание полагать, что изменения, гфоиеходящие в микробной системе почвы под действием минерального азота, обуславливают проявление микробного токсикоза почвы. При концентрации нитрата аммония Б почве от 1 до 7% состав микробного сообщества коренным образом меняется (Звягинцев Д. Г., 1987).
Т.Г. Мирчинк (1988) полагает, что минеральный азот, вносимый в виде удобрений, часто используется патогенами как легко доступный источник питания и способствует увеличению плотности популяции в почве даже в отсутствии растения — хозяина, так как минеральные источники питания действуют непосредственно на растение и патоген без участия сопутст-вутощей микрофлоры. Как исключение следует отметить физиологически кислые формы азотных удобрений типа сульфат иона, их депрессивное воздействие на патологический процесс обусловлено косвенным влиянием на свойства почвы. Напротив, действие органического азота осутцеетвляется обычно через мшфобное разложение, поэтому использование его сопровождается увеличением общего количества микрофлоры в почве, а также появлением антагонистических видов. При этом развитие и выживание патогенов в почве может подавляться.
Фосфорным удобрениям уделяется большое внимание в борьбе с почвенными патогенами. Многие исследователи (Мишустин Е. II., 1972; Тепляков Б. И., 1981; Чабан В. С, 1981) считают, что минимальные потери урожая от корневых гнилей при существенном снижении вредоносности заболевания можно получать при внесении в почву фосфора (одного или в сочетании с калием и азотом). При этом на степень развития болезни сказывается внесение неболъщих доз фосфорных удобрений и даже опудрива-ние ими семян. Большое значение имеет соотношение форм минеральных удобрений, особенно азотных и фосфорных. Применение азотных удобрений б чистом виде оказалось неэффективным в борьбе с обыкновенной корневой гнилью яровой пшеницы и ячменя А. Ф. Коршунова и др., (1976). Внесение фосфора не препятствует поражению патогеном различных органов растения, но заметно снижает распространение и развитие болезни (ЧулкинаВ.А., Павлова О. И., 1987).
Положительное действие фосфорных удобрений объясняется тем, что фосфор способствует усиленному росту корневой системы, повышает устойчивость растений к неблагоприятным условиям внешней среды. В связи с потреблением фосфора происходит более энергетический синтез органических веществ, зувеличение сютеренхимных тканей, что влечет за собой повышение сопротивляемости растений к внедрению паразита. Кроме того, положительное влияние фосфоршгх удобрений обусловлено их благоприятным воздействием на разврггие вторичных корней, а также снижением под их влиянием жизнеспособности патогена в почве, в то время как применение только азотных удобрений ухудшает формирование как первичных, так и вторичных корней, при одновременном увежгченрш численности и жизнеспособности возбудителя в почве (Дурынина Е. П., Великанов Л. Л., 1984).
В то же время, ряд авторов (Миненко А. К., 1983; Мишустин Е. П., Прокошев В. Н. 1949; Пивоваров Г. Е. и др., 1982; Стрельников В. Н. и др., 1981) указывают на то, что фосфорные удобрения не снижают развитие болезни. Л. М. Городшюва с соавторами (1972) пришла к выводу, что на юж.
НОМ карбонатном черноземе с крайне малыми запасами фосфора суперфосфат непосредственно на возбудителя корневой гнили не действовал, т. к. процент развития корневой гнили по фону суперфосфата не снижался, а был даже несколько выше, чем в контроле. Однако засчет лучшего развития корневой системы растений, лучшей обеспеченности питанием и усилении засухоустойчивости растений повышается их выносливость к патогену, а вредоносность заболевания значительно снижается.
При возрастающих нагрузках минеральных удобрений происходят закономерные изменения структуры и состава микробных сообщесТБ почв, и потенциально возможное проявление микробного токсикоза. Исходя из общезкологических представлений, увеличение продуктивности агроэкосистемы рассматривается как позитивное явление, а снижениеКак негативный процесс. Отрицательное действие высоких доз азотных, калийных и полного минерального удобрения и длительного их применения проявляется в активизации токсинообразующих микроорганизмов и увеличении их содержания в почве, что приводит к микробному токсикозу почвы (Звягинцев Д. Г., 1989).
В ходе патологического процесса азотные удобрения оказывают непосредственное рт разностороннее воздействие на каждый из элементов экосистемы: у растений в процессе вегетации изменяется динамика физиологобиохимических процессов, у фитопатогенных грибов интенсивность и скорость роста мицелия, прорастание спорангул, сохранение и выживание конидий. Они также влияют на количественный и качествешый состав сопутствующей микрофлоры как в ризосфере растений, так и в самой почве (За-харенкоВ. А., 1992;?у1инее&В. Г., РемпеЕ. X., 1990:1991).
Исследованиями Е. П. Дурыниной, Л. Л. Великанова (1984) показано, что удобрения могут оказывать и косвенное воздействие на развитие инфекционного процесса, изменяя рИ почвы, активируя или подавляя нитрификацию и аммонификацию в ней. Реакция растений и патогена в значительной степени определяется условиями среды, при этом влияние минеральных источников питания может измениться в ходе одного и того же патологического процесса, в зависимости от возраста растений, фазы развйтртя, гидротермических условий.
Особые трудности возникают при оценке удобрений, содержащих одновременно несколько форм азота, например, таких как аммиачная селитра. Так бьшо показано, что аммиачная селитра способствует поражению растений корневыми гнилями, однако роль нитратной и аммиачной формы в патогенезе выявлена не была. На протяжении ряда лет противоречивые результаты относительно действия азота на поражения зерновых корневыми гнилями сменялись одни щ) утими. Например, было зафиксировано, что в полевых условиях можгю осутцеетвлять контроль за патогенезом, используя как раз этот вид удобрений, однако, оказалось, что корневые гнили нарастали с увеличением дозы вносимого азота (Оагтеи- 8.В., 1970).
Как считает М. С. Дунин (1946), концентрация, оптимальная для вегетационного роста растений, может отрицательно влиять на патоген или подавлять развитие сопутствутощей микрофлоры.
На практике шире используется совместное внесение азота с другими видами оргатшческих и минеральных зудобрений. Резз-льтат совокзу’п-ного воздействия на патологртческий процесс часто отличается от воздействия на него отдельных видов зудобрений. При оценке влияния различных элементов минерального питания наустойчивость растений к заболеванию необходимо прежде всего зунитывать зуровень обеспеченности ими почвы (Мирчинк Т. Г., Асеева И. В., 1959).
Роль калийных удобрений в патогенезе корневых гнилей иззу-чена мало и публикации по этому воиросзу' немногочислениы. Это, вероятно, объясняется тем, что большинство почв, которые находятся в землепользовании, имеют среднюю и высокуло обеспеченность калием (Бондаренко Н. Ф. и др., 1982). В более ранних тгубликациях калию в зу’величении устойчивости протйБ грибных патогенов уделялось значительное внимание. Ряд отечественные и зарубежных исследователей (Анспок П. И., 1978; Раис Э., 1978; Санкина Е. М. 1977) полагали, что при наличии калия утолщаются клеточные стенки. Повышается прочность механических тканей, увеличивается рост и дйфференпиаиия клеток камбия у высших растений. See эти процессы способствулот повышению физиологической устойчивости растении против инфекционного поражения. Как цоказали последулощие работы, фитопатогенные грибы обладают широким спектром целлюлолитических и пектолитических ферментов, поэтому механическая прочность тканей далеко не всегда яв. пяется преиятствием для развития патологического процесса (Звягинцев Д. Г., 1989).
Мине{Ж!1ьный калий оказьшает близкое к азоту действие на мшфобные сообщества дерново — подзолистой почвы. При внесении возрастающих количеств минерального калия установлено проявление мщфобного токсикоза Применение небольших доз катая не пршодиг к существенным изменениям структуры и состава мшфобных сообществ. При увеличеиаи доз калия происходит перерастание степени доминирования микроорганизмов в сообществе, активизируя токсйнообразутощйх микромицетов (NfeKees В. Г., Ремпе Е. X., 1991).
Действие органических удобрений проявляется обычно в результате сложных взашйодейетвий биологических факторов среды и почвенного поглощающего комплекса Попав в почву, органические удобрешш начинают разлагаться под влиянием собственных ферментов (автолиз), затем под действием микробиологической деятельности. В связи с этим по своему влиянию на патологический процесс органические и шшершьиые удобрения сулцественно различаются. Минеральные удобрения чаще действулот непосредственно на растения и патоген, менее затрагивая еопутствующуло микрофлору. Действие органических удобрений осулцествляется, в первую очередь, в активизации процессов микробного разложения и их внесение сопровождается не только значительным увеличением общей численности микрофлоры, но и стимуляцией таких форм, среди которых имеются активные антагонисты к паразитам. В ряде случаев органические удобрения стимулируют прорастание покоящихся структур фитопатогенов (спор и скле-роциев). Выведение этих очень устойчивых структур из состояния покоя в отсутствий восприимчрюых растений при наличии актргоньгх антагонистоБ является губительным для многих патогенов и, таким образом, способствует очистке почвы от последних (Дурынина Е. ГГ., Великанов Л. Л., 1984). Поэтому многие исследователи В. ГЛ1инеев, Е. Х. Ремпе (1991), В. А. Чулкина (1984) рассматривают органическое вещество почвы, а, также, навоз, компост, разнообразные зеленые удобрения, как главный фактор ограничения и подавления патогенов в почве. В этом случае учитывается не только эффект подавления патогена микробами — антагонистами, а также положительное воздействие элементов питания на физиологическое состояние растения — хозяина. Фитопатогенные грибы активно иепользутот органическое вещество почвы и органические удобрения как источники утлерода и азота и, примерно, в том же соотношежих, что и друтие группы мшфоорганизмов.
В условиях республики ]!у1арий Эл фитосанитарная ситуация почвы сложная. В последнее время снижается встречаемость сапрофитных микро-мицетоБ — антагонистов и поБьппается встречаемость патогенных грибов, особенно, вызывающих корневые гнили возделываемых в сельском хозяйстве растений, катастрофически ухудшается в регионе фитосанитарное состояние агроэкосистем. 50 лет назад в регионе решали эту проблему внесением органических удобрений. Однако, усиление интенсификации производства внесение поБьппенных доз минеральных удобрений, увеличение нагрузки пестАщидов и сшвкеште внесения оргагшческого вещества пррюели к разбалансированию обмена энергии в агроэкосистемах (Алексеев И. А., Марьин Г. С, МартьшоваГ. П., Новоселов Ю. А., 2000). г. Я. МАтьшова и Г. С. Марьин (2000) пишут о том, что применение под пшеницу органических Аудобрений, особенно в смеси с минеральными, значительно сдерживает развитие корневых гщшей.
По мнению Г. С. Марьина (1998) с точки зрения эффективного плодородия (роста продуктивности пашни), более полезным органическим удобрением является солома в чистом виде или переработанная в растительномицеатьный компост при совместном внесении его с минератьными удобрениями в средних дозах. Сидератьные удобрения более эффективны для довышения биологической активности почвы при запапже и перед посевом озимых культур, так как в этот период они вызывают наиболее высокуто биологическую активность почвьг Внесение органического вещества в почву способствоваю улучшению основных агрофизических и биологических показателей и снижению фитоеанитарной напряженности. Фактор сопряженности агрономических показателей почвы с фитосанитарными (токсикоза почвы, количества патогенов и т. д.) при применении интенсивных технологических приемов и средств присутствует как природное явление и, как правило, с ростом интенсификации применяемых технологических приемов и средств повышается фитотоксикоз, растет инфекционность почвы, снижается биояогичес! А активность и ухудшаются основные показатели общего фитосанитарного состояния пахотного состожия почвы.
Внесение органического удобрения способствует снижению в почве токеинообразуютцих биологических струтпур, замедляет развитие патогенных организмов и повышает роль сапротрофов, являюпщхся буферным фактором в формировании фитосанитарного состояния почвы. При отсутствии или дефиците свежего органического вещества микрофлора почвы переключается на использование гумуса. В результате этого происходит разрушение структуры почвы, ухудшение гидрофизического и фитосанитарного режима. При оптимизации пищевого режима почвы происходаг обеднение видового состава микромицетных организмов с преобладанием форм, выделяюпщх токсины для растительных сообщеетБ. По данным Г. С. Марьина (1996), на вариантах с использованием только минеральных удобрений количество токсикантов было в 6 раз больше, чем сапротрофных микромицетов, на вариантах с совместным внесением минеральных и органических удобрений это соотношение уменьншлось в 3 раза, а на варианте с внесением только органических удобрений количество сапрофитов и паразитов бъшо примерно одинаковое. Внесение органического вепхества способствует повышению в почве видового и количествешюго состава микромшдетевПри этом рост микрогрибов — антагонистов по сравнению с патогенными грибами повышается при внесении сидератов Б 3 раза, навоза — в 5 — 6 раз, а при совместном внесении — более чем в 9 раз. Антифитолатогенный потенциал увеличивается с увеличением количества растительных остатков. Это влияет на биологическую активность почвы, что в конечном счете сказывается на плодоро-дщи почБы, стойкости растений к заболеваниям, его урожайности и качестве продукции. При внесении в почву органических удобрений происходит снижение токеикозного явления в пахотном слое почвы. Применешю органических зудобрений повышает биологическую активность почвы, сзутцеет-венно увеличивает антифитопатогенный потенциал и оптимизирует фитоса-нитарное состояние почвы.
Почвенные микроорганизмы как компонент биогеоценозов испытывают разноплановое воздействие со стороны пестицидов. Воздействзуя на отдельные микроорганизмы, пестициды вли. яют и в целом на экосистемы, модифицируя их. Часто такие модификации приводят к необратимомзу на-РЗуТпению экологического равновесия. С друтой стороны, почвенные микроорганизмы могзут осутцестБлять трансформацию и минерализацию пестицидов, используя последние в качестве источника тлерода и энергии (Ананьева П. Д. и др., 1986).
Прямое действие пестицидов на почвенные микроорганизмы обзуелоБ-лено их избирательной токсичностью и поэтомзу ограничено отдельными компонентами микробной системы. Косвенное действие можно объяс1Шть изменениями условий питания и энергетического обеспечения микроорганизмов, нарушением равновесия в экосистеме (Круглов Ю. В., 1991).
Существуют данные о том, что пестипиды часто не ингибируют, а, наоборот, стимулируют многие микробиологические 1фоцессы (Захаренко В. А., 1992; Nebsmi L. М, Hedrick H. I, 1976). Отмечена стимуляция дыхания в почве малыми дозами пестицидов (Zelles L., Seheimert I., Korte F. A 1985). Однократное внесение пестицидов часто не влшет на активность ферментов (Крутлов Ю. В., 1991). Отмечается временное воздействие пестихщдов на ферментативную акттаноеть почв, особенно в начальный период после обработки, впоследствии наблюдается постепенное восетановление активности до исходного уровня (Вйлкова Н. А., 111апщ) о И. Д., 1979).
Согласно К. Н. Домшу (1981), численность чувствительных организмов сильно соьфащается, или же они вообще исчезают из посевов почвенных проб, загрязненных пестицвдами. Сильнее всего снижается численность нитрифика-торов от фу-нгицйдов, шачительно уменьшается количество почвенных грибов. В литературной сводке содержатся сведения об уткетающем действии ряда пеетшщдов на численность разных футш мшфоорганизмов (Звягинцев Д. Г., 1989). Численность микроорганизмов снижалась не сразу, а через несколько недель после внесения препаратов (Захаренко В. А, 1992). Испытание с помощью разнообразных почвенных тестов влияния свьппе 300 пестицидов на почвенные микроорганизмы показало, что грибы утнетаютея большим числом веществ, меньшими концентрациями и в течение более длительного времени, чем бактерии и актиномицеты (Schuster С, Schroder D., 1986).
Из всех еистематичестх грутш мшроорганизмов наиболее сильно утнега-ютея грибы. Отдельные виды родов Peniculmn, Fusarium, R}nzoctonia, Phytium, Hwnicola, Mucor, Pkizopus, Trichoderim подавлялись в наибольшей степени (Звя-ганнев Д. Г., 1989). Мшгие авторы отмечают переАшепределение видовото состаш выделяемых микроорганизмов после обработки почвы пестицидами (Ананьев II. Д., Стрекозов Б, К, Тюрюканова Т. К., 1986; Аристовская Т. В., 1972).
Установлено, что наиболее яркое действие пестицидов проявляется при их систематическом применении (Вилкова Н. А., Шапиро И. Д&bdquo- 1979). Систематически внесенные в производственных дозах пестициды не влияют на почвенные микроорганизмы, либо вызывают временное (на 2−3 месяца) подавление наиболее Авствительных форм с последующим восстановлением нормальных признаков и свойств микробиоты. Изменения часто неста-бшльны во времени (Мтсеу Н., ВиёаЬу М., 1972). В зависимости от дозы пестицидов изменения могут носить либо обратимый характер, либо закрепляться. Сутцественно изменяют равновесие в микробной системе при однократном внесении лишь высокие (в 100 и 1000 раз превьппающие производственные) дозы пестицидов (Ананьева Н. Д. и др., 1986). Изменения в составе комплекса почвешшхх микромрщетов непосредствешю связа1п>1 с изменениями свойств среды их обитания (Марьин Г. С, 1996).
Сутцествует несколько способов, позволяющих повысить эффективность пестшщдов с одновременным снижением их побочной токсичности. Одним из них является сочетание применения песлицидов с другими приемами агротехники (Грисенко Г. В., Дудка Е. Л., 1981). Известно, что основное количество пестицидов при любом способе их применения попадает в почву и находится более или менее продолжительное время в ней в активном состоянии, Бзаш1одействуя с микрооргаЕШЗмами (Звягинцев Д. Г., 1989).
При определенных экологических и физико — химических условиях развития состава микрофлоры почвы средства химизации могут вызьшать побочные негативные действия на популяции микроорганизмов в агроцено-зах, выражающиеся в снижении общей численности микроорганизмов, уменьшения их грулшового и видового разнообразия, ингибирования общей, ферментативной и метаболитической активности, нарулпения питательных циклов, распада экологических аесоциатшй и т. д.(Звягинцев Д. Г., 1978).
При комплексном применении ередств химизации, когда в почве присутствует сложная смесь веществ разл1{Чпого происхождения, с>7"1марное количество которых трудно оценить по сущестаующим саннтарно — гигиеническим стандартам, агроэкологический контроль за состоянртем почвенной микрофлоры приобретает ведущее значение и является необходимым этапом перБичщой оценки экологической безопасности технологий возделывания сельскохозяйственных культур (Алметов Н. С, 1997).
Действие комплексного применения средств химизации на микрофлору почвы изучено слабо. Недостаточны сведения о влиянии различных сочетаний гербицидов, фунгицидов и инсектицидов при их последовательном или совместном применении в интенсивных технологиях на микробиологические процессы в почве. В связи с этим особенно актуальной является экологически оценка суммарного эффекта взаимодействия пестицидов между собой и с минеральными удобрениями на микробные сообщества различных типов почв. Различойые грутшы почвенных микроорганизмов по-разному реагируют на внесение препаратов: угнетаются одни группы, стимулируются друтие (Минеев В. Г., Ремпе Е. X., 1991).
Г. С. Марьин (1998) считает, что видовая устойчивость, динамика и взаимосвязь микромицетной системы почвы определяемся стеценью технологического воздействия и видом Аудобрения. Действие пестицидов на фоне минеральных удобрений в дозе N120 Р120 КАо на фоне навоза при норме 80 т/га проявляется в интенсификации микробиологических процессов: возрастает общее количество микромицетов, растет скорость разложения органического вещества. Количественная оценка устойчивости микробной системы почвы к агрохимикатам позволияа показать, что окулыурившше почв путем внесения органических удобрений является важным фактором для предотвращения негативных последствий.
В настоящее время рост урожайности сельскохозяйственных культур достигается в основнша за счет интенсификации растениеводства. Наряду с возделыванием сортов интенсивного типа, чрезвычайно отзывчршых на полноценное питатже и >'ход, совремешгые техпелопйт предусматривают жиро" кое применение средств защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Возделывание неустойчивых к болезням сортов, нарушение афотехники, несбалансированность минерального питания создают условия для массового появления заболеваний. В современных условиях ведения сельского хозяйства отдельные мероприятия уже не обеспечивают надежной зашиты посевов (Мартынова Г. П., 1998), и снижается качество зерна. Только комплексное их применение гарантирует получение максимального и качественного урожая (МартьшоваГ. П., Марьин Г. С, Новоселов Ю. А., 2000).
Крутшейшим резервом увеличения урожаев и качества зерна яровых пшениц, как считает А. И. Бараев (1978), являетея применение минеральных удобрений. При этом белковость является одним из важнейших показателей. Когда под влиянием тех или иных факторов увеличивается содержание общего белка, повышается количество и клейковинных белков (сырая клейковина), процент которых также является одним из существенных качестБенных признаков. Применение повышенных доз азотных удобрений увеличивает содержание белка в зерне яровой пшеницы на 0,6 — 2,9%. Кроме того, высокие дозы азота улучшают хлебопекарные качества пшеницы (Павлов Й. Ф., 1981).
Содержание белковых веществ в зерне варьирует в зависимости от особенностей почв и характера згвлажнения, сорта, агротехники, места в севообороте (Чулкина В. А., 1979).
Качество зерна пшеницы улучшают азотные подкормки. Вместе с тем, необходимо отметить, что на повышенных фонах минеральных удобрений актуальным становится и химический состав вносимых азотных удобрений (Щеголев В. П., 1938).
Повышение дозы азота на 20 кг/га не влияет на урожайность, но усиливает накопление белков в зерне, в том числе и клейковинных (Бон-даренко П. Ф. и др., 1982).
Как отмечает Р. А. Воробьева (1973), влияние последействия органических удобрений на качество зерна сильно. Совместное использование органических и минеральных удобрений и внекорневых подкормок мочевиной на яровой пшенице, способствует не только повышению урожайности культуры, но и улучшению качества зерна (стекловидности, содержания протеина и др.).
Дробное внесение азота по фазам развития злаков улучшает качество зерна (Бараев А. й., 1978). Поздние азотные подксАмки у всех культур повышают содержание сырого белка в зерне, но качество при этом изменяется по-разномуу овса, ячменя и пшеницы — обычно снижается, хотя ив неодинаковой мере. Доля лизина в зерне под воздействием поздних азотных подкормок сокраш-ается в меньшей степени при малом приросте содержание белка. Поздняя азотная подкормка зерновых вызывает, как правило, в первую очередь образование резервных протеинов типа проламина и глютени-на, которые бедны лизином, — ценной аминокислотой в белке зерновых (Ле-нинджер А., 1976) Чтобы достичь хорошего соотношения лизина к друтим незаменимым аминокислотам, содержание его в зерне пшеницы необходимо новысить. По мере увеличения белка с 7 до22% содержание лизина обычно падает с 4 до 3%. В наибольшей степени это наблюдается при повышении содержания белка до 15%, затем уменьшение лизина замедляется.
Па основании литературных источников по рассматриваемой проблеме мояаю сделать следующие выводы;
1. Технология возделывания Аовой пшеницы в существенной степени оказывает влияние на фитосатштарное состояние, урожайность и качество зерна яровой пшеницы. При этом особая роль придается минеральным, органическим удобрениям и песттщидньш препаратам.
2. Основные критерий иря разработке приемов запщгы от корневой гшшж, которые, оставаясь распространенным заболеванием, вызывают су-щественнью потери, как валового сбора, так и качества зерна, должны основываться на требованиях экологии. В этом плане большой интерес представляют приемы, направленные на повышение защргшых свойств растений по отношению к возбудителям корневых гнилей, которые можно объединить в общее направление — направление иммунизации растений.
3. Друтим направлением совершенствования приемов защиты является регулирование почвенной микрофлоры таким образом, чтобы ограшгчивать накопление патогенов за счет обогащения мшфофлоры антагонистами.
4. Система удобрений является сутцествевным фактором, определяющшй объем, струтоуру и футпщионирование мрпфобных ценозов почвы. В-щяние это может быть прямым и опосредованным, положительным и негативным.
5. Органические и минеральные удобрения в умеренных дозах, в целом, оказывают положительное влияние на жизнедеятельность ризосферной мшфофлоры. Внесение минеральных удобрений способствует увеличению численности бактерий, плесневых грибов, актиномицетов в ризосфере яровой шпешщы.
В условиях республики АЛарий Эл вяияшге технологии воздельшания яровой пшеницы изучено недостаточно. Это предполагает определение критического уровня применения минеральных удобрений и пестицидов, что связано с решением не только экологических, но и экономических задач, которые Бозникшот при составлении систем применения удобрений и химических средств защиты растений под яровую пшеницу. Кроме того, с применением шггеисряйшх техтюлогическйх приемов и средств в еовремешшх агроэкоси-стемах повьппается роль технологических тфиемов возделывания культуры в регуляции почвенной фитосанитарии, со? фанении выносливости растений к инфектшям и создании благоприятных условий при выращивании щщьтуры в течсюю всей всгсшции. Что и послужило предметом наших исследований.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
3.1. Влияние удобрений и средств защиты растений на формирование фитосанйтарного состояния яровой шпеницы.
Как отмечает а1адемик МАКЭБ Г. С. Марьин (199о), динамику микроми-дешых допулящщ в иочвс моААтго рассмапфивать как временный иродссс, непрерывный во времени и дискретный в пространстве, так как афозкологические факторы в почве многочисленны, а влияние их в зависимости от погодных и агротехнических условий может иметь опрсдеиснную направленность. По данным В. М. аплши п. М Пидоплйчко (1970), активным компонентом почвенной инфекции является возбудитель. Жизненный цикл возбудителей корневых гнилей полевых культур начинается с источника инфекции. При этом накопление инфекции в почве происходит за счет спороношения патогенных микроорганизмов на корнях и нижней часта растений (Марьин Г. С, Сотников В. А., 1988).
Нами были проведены исследования по изучению патогенного состава в зависимости от применения удобрений и средств защиты растений.
Из данных таблиц 1 и 2 видно, что внесение минеральных, органических удобрений и химических средств защиты растений изменили динамику патогенного состава в почве. Совместное внесетше минеральных и органических удобрений снижало величину почвенной инфекции в начале вегетации в 1,8 раза по сравнению с полным минеральным удобрением и в 1,4 раза по сравнению с контролем. Еще более высокий эффект был при внесении органических удобрений в виде торфо — навозного компоста. Так, количество пропагул при внесении торфо — навозного компоста составило 11,0 тыс шт /г почвы. Это в 2,9 раза меньше по сравнению с неудобренными участками и в 2,6 раза меньше по сравнению с полным минеральным удобрением. Относительно низкий инфекционный потенциал в течение всей вегетации растений в пшеничном агро-ценозе бьш при внесении торфо — навозного компоста.
