Решением ХХУ1 съезда КПСС была поставлена задача — довести среднегодовое производство зерна до 238−243 млн.т.
В Продовольственной программе подчёркивается, что ускоренное и устойчивое наращивание производства зерна — ключевая проблема в сельском хозяйстве.
Одним из важных резервов увеличения производства сельскохозяйственной продукции, улучшения её качества является защита растений от болезней.
Пленум Центрального Комитета КПСС от 24 мая 1982 года постановил: обеспечить среднегодовое производство зерна в Киргизской ССР в II пятилетке 1,4−1,6 млн. тонн, увеличить производство всех видов кормов в 1,5−1,6 раза.
Ячмень — высокоурожайная и неприхотливая культура. Мировая площадь этой культуры — около 65 млн. га. Почти четверть мировых площадей этой культуры возделывается в СССР (Захаров, 1972).
Киргизия — республика животноводческая и ячмень как высокоценная фуражная культура высевается в Киргизской ССР на больших площадях.
Наиболее вредоносные заболевания ячменя — пыльная и каменная головняони распространены в Киргизии во всех районах возделывания этой культуры и при этом наблюдается тенденция к их увеличению.
Головнёвые заболевания ячменя наносят ощутимый ущерб зерновому хозяйству республики. Применяемые в борьбе с этими заболеваниями — гранозан, формалин, ТМТД, эффективны только против.
— 5 наружных видов головни. В борьбе же с пыльной головней используется лишь в ряде семеноводческих хозяйств термическая обработка семян и периодически — подзимний посев ярового ячменя. Практически в республике в силу трудоемкости термического обеззараживания не ведется планомерной борьбы с пыльной головней.
Актуальность темы
Борьба с пыльной головней затруднена биологическими особенностями патогена — глубинным залеганием инфекции внутри семени. Наиболее рациональным и эффективным методом борьбы с пыльной головней после того, как были созданы препараты системного и системно-иммунизирующего действия (ро-дан, анилат, витавакс и т. д.), является химический метод. В • условиях, Киргизии он до сих пор не изучен. В то же время наличие в посевах обоих видов головни, их высокая вредоносность ставили задачу изыскания новых эффективных комплексных протравителей в борьбе с головневыми заболеваниями в Киргизской ССР.
В силу специфики экологических условий республики требовалось изучить приемы наиболее рационального применения протравителей системного и комплексного действия.
Цель и задачи исследований. Целью нашей работы было биологически обосновать наиболее рациональные приемы использования протравителей в борьбе с головневыми заболеваниями ячменя в условиях Киргизской ССР.
Задачи работы заключались в изыскании малотоксичных для человека и животных протравителей эффективных в борьбе с головневыми заболеваниями, составлении ассортименте! протравителей семян для республикиизучении спектра действия протравителей семянисследовании возможности использования протравителей в пониженных нормах расходав изучении влияния сроков протравливания семян и сроков их сева на эффективность протравителейв изучении возможности усовершенствования препаративной формы • протравителей, путем совместного применения о пленкообразующими составами.
Научная новизна результатов исследования" Впервые для условий Киргизской ССР был подобран ассортимент протравителей семян и разработано биолого-токсикологическое обоснование рационального применения их.
На основб изучения действия протрайителей на защищаемое растение и их эффективности в борьбе с головневыми заболеваниями ячменя в условиях Киргизйи, наряду с известными рекомендованы системные препараты нового класса химических соединений — производные триазола.
Доказано, что для условий Киргизской CCF снижение нормы расхода протравителя неприемлемо в борьбе с пыльной головней.
Установлено, что эффективность против пыльной головни применяемых препаратов находится в тесной связи со сроками сева и ' сроками обработки семян.
Впервые изучено влияние протравителей комплексного действия на защищаемое растение и возбудителей корневых гнилей по этапам органогенеза.
Результаты наших исследований позволяют усовершенствовать химические меры борьбы с головневыми заболеваниями в условиях Киргизской ССР.
Апробация работы. Рёзультаты исследований доложены На республиканской научно-производственной конференции молодых ученых и специалистов, работающих в области сельского хозяйства.
Фрунзе, 1981), научно-производственной конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 25-летию Киргизского научно-исследовательского института земледелия (Фрунзе, 1981), 9-й Конференции молодых ученых ВШР (Ленинград, 1982), Микологической секции ВИЗР (Ленинград, 1982).
Публикаций результатов исследований. По результатам исследований опубликовано 7 статей.
I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.
Среди многочисленных болезней зерновых культур одно из первых мест по распространению и причиняемому вреду занимают головневые болезни хлебных злаков, с которыми в экономическом отношении соперничает только ржавчина (Сигрианский, 1930; Ячев-ский, 1931; Гутнер, 1941; Калашников, 1962; Захарова, 1965; Ringslang, 1969; Глуховцев, Вырмаскин, 1970; Кривченко, 1971; Алъмуратов, 1972; Марютин, 1972; Розенберг, 1973; Олимпи’ева, Хохряков, 1973; Буйввдс, Коха, 1975).
Помимо снижения урожая, телеоспоры твердой головни зерновых, попадая в пищу человека или в корм скоту, вызывают распад эритроцитов и поражают паренхиматозные ткани (печень, почки). Бывают случаи, когда значительная примесь телеоспор в корме животных не вызывает отрицательных видимых признаков, но при микроскопическом анализе органов животных обнаруживаются глубокие патологические изменения. Показано, что при длительном скармливании ячменя с примесью головневых комочков у коров наблюдается изменение сердечной деятельности, понижение аппетита и сокращение удоя молока, а у овец зарегистрирована и смертность (Калашников, 1971).
Головня вызывается грибами, относящимися к классу базидиаль-НЫХ (Basidiomycetales), подклассу Teliosporae, порядку Us-tilaginales.
Яровой ячмень поражается пыльной, каменной или твердой головней и черной пыльной головней (Холтон, Тапке, 1956).
Головневые заболевания, обусловленные разными видами, имеют неодинаковое распространение. Большее распространение по СССР на ячмене имеет пыльная головня, меньшее — каменная.
— 9.
В результате воздействия комплекса условий (климатических, возделывания генетически однородных сортов интенсивного типа, технических отклонений при протравливании и биологической приспособляемости патогенов) в настоящее время имеет место нарастание интенсивности развития головневых заболеваний (Тюлина, 1971; Калашников, 1971; Попова, 1980).
Так, например, в 1975 году в Нечерноземной зоне страны заболевание ярового ячменя головневыми увеличилось по сравнению1 с 1974 годом в 3,5 раза (Кузнецова, 1977).
В 1969 годув Ленинградской области в отдельных хозяйствах ¦ посевы яровогоячменя были поражены до 2% (Калашников, 1971).
На территории Киргизской ССР, например, в 1922;1924 гг. поражение каменной головней колебалось от 3 до 20 $ на огромных площадях. Первый очаг головни в Киргизии наметился в Джетысуйской области. В последующие годы дальнейшее распространение головни по районам шло. с зараженным посевным материалом. В Киргизии каменная и пыльная головня ячменя встречается повсеместно (Запрометов, 1924, 1925; Поспелов, Запрометов, Домашева, 1957).
Особенно опасно распространение пыльной головни, так как даже слабый процент заражения посевов (3% или даже 0,1 $), при котором убыль урожая ничтожна, представляет собой реальную угрозу широкого распространения головни, связанного о особенностями биологии патогена (Ячевский, 1931). До тех пор, пока в посевах встречаются головневые заболевания, будет существовать постоян- ¦ ная угроза их массового развития и увеличения потерь от них (Clark, 1971; Калашников, 1971; Гешеле,' 1976; Семенов, Баталова, Олимпиева, 1980).
Частота, с которой появляются головневые заболевания, зависит от природных условий, от количества выращиваемых восприимчивых сортов, полноты и качества протравливания (Калашников, 1971; Кривченко, 1971).
Головневые заболевания отличаются от других заболеваний тем, что они поражают чаще всего ту часть растения, ради которой оно выращивается. Поэтому урожай от больных растений уничтожается целиком или сильно снижается (Гутнер, 1941; Калашников, 1971).
Как отмечают stoker y.l. и Dewey w.d. (1969), потери урожая оказываются приближенно пропорциональными зараженности, однако потери от головневых заболеваний бывают скрытые и явные.
При явной вредоносности возбудитель головневых полностью завершав®— цикл развития,' уничтожает содержимое зерновки и образует в ней телеоспоры. Потери в этом случае определяются в основном процентом пораженных колосьев (Цымбал, 1963).
Как показывают результаты исследований многих ученых (Сигри-анский, I93QЦымбал, 1963; Калашников, 1971), наличие инфекции головни в тканях растений не всегда приводит к уничтожению зерновок. Зараженные растения часто дают внешне здоровый урожай, хотя значительно сниженный в результате диффузного развития в них головни. Кроме явных потерь урожая, головня вызывает потери, ' не поддающиеся учету при внешнем осмотре посева. Разницу между фактическим недобором зерна и пораженностью колосьев в посеве стали рассматривать как скрытые потери урожая зерна, размер которых находится в зависимости от степени проявления головни в посевах (Якубцинер, Цыганков, 1971; Калашников, 1971, 1972).
Формы проявления скрытой вредоносности, как показывают исе следования М. М. Цымбала (1963), К. Я. Калашникова (197Б, 1972), могут быть 'самыми разнообразными.
По данным Л. В. Ивановой (1974), Л. Ф. Тымченко (1970) Скрытые потери проявляются в снижении всхожести семян от 4 до 21%, а у взошедших, но пораженных пыльной головней растений, повышается восприимчивость к бурой ржавчине на 15%. Скрытые потери выражаются также в том, что зараженные проростки сильнее поражаются почвенными грибами, снижается масса зерна, растения отстают в росте, многие из них не выколашиваются, нарушается нормальное течение биохимических процессов, снижается накопление сухого вещества как в надземной части, так и в корневой системе, общий вес растений, а в результате и налив зерна (Гешеле, 1952; Блахерова, Калашников, 1965; Тюлина, 1971; Иванова, 1971; Крив-ченко, 1971; Ригина, 1971).
По данным В. И. Кривченко (1967) скрытые потери выражаются также в выпадении сильно зараженных растений во время вегетации, кроме того продуцирование зараженными семенами ослабленных всходов, приводит к образованию большого количества подгонных стеблей. Скрытое поражение головней приводит к снижению роста растений (Mumfor, Rasmusson- 1963; ЦыМбал, 1963).
Скрытая и явная вредоносность головни — это результат единого патологического процесса, происходящего внутри растения-хозяина (Цымбал, 1963).
Таким образом, вред от головни является суммой трех слагаемых: больные колосья, растения, погибшие во время вегетации, и угнетающее действие мицелия на внешне здоровые растения (Якуб-цинер, Цыганков, 1971; Калашников, 1971).
Твердая или каменная головня ячменя вызывается грибом Usti-lago hordei (Pers.) Kell. (Гутнер, 1941; Холтон, Тапке, 1956; Марютин, 1969, 1971; Bedi, Gurdip Singh, 1974). Болезнь становится впервые заметной в период колошения, когда пораженные.
— 12 колосья появляются из влагалища листьев. Твердая черная масса, заключенная в сероватую оболочку, расположена вдоль стержня пораженного колоса. Миллионы микроскопических спор содержится в каждом пораженном колосе (Холтон, Тапке, 1956).
При прорастании семян в почве начинают прорастать и телео- 1 споры, образующие затем споридии, при слиянии которых возникает инфекцибнная гифа, заражающая проросток. Проникнув в ткани питающего растения, мицелий интенсивно развивается, проникает в колос и разрушает его. При этом все части цветка превращаются в споровую массу черно-бурого цвета, покрытую свинцово-серой оболочкой.
Заспорение происходит во время обмолота ячменя. После периода покоя споры прорастают, образуя 3-х или 4-х клеточную бази-дию с верхушечными и боковыми эллипсоидальными базидиоспорами, сидящими на коротких стеригмах (Сигрианский,>1930; Гутнер, 1941; Кривченко, 1971). Оптимальная температура по данным Й.В.Ново-покровского и Ф. Д. Сказкина (1925), В. И. Кривченко (1971) является +20°С, минимальная 0−5°С, и максимальная 30−35°С. Споры сохраняют жизнеспособность до одного года.
Заражение происходит в начальный период развития между прорастанием сёмян и появлением всходов (Гутнер, 1941; Холтон, Тапке, 1956; Понировский, 1962; Калашников, 1971). При этом наибольший процент зараженных растений получается при температуре почвы в пределе 10−21%, оптимальная влажность почвы для прорастания телеоспор — 60−70 $ (Холтон, Тапке, 1956; Калашников, 19 71).
При выращивании на кислых почвах растения бывают сильнее поражены каменной головней, чем при выращивании на почвах нейтральных или щелочных (Холтон, Тапке, 1956).
Телеоспоры u. hordei в почве на глубине от 5 до 25 см теряют всхожесть, через один месяц. В осенний период дегенерация спор u. hordei происходит интенсивнее,' чем весной' (Альмуратов, 1962).
Особенность гриба u. hordei состоит в том, что: он свободно проникает в ткани как устойчивых, так и восприимчивых сортов в начальный период развития растений (Ребенко, 1970).
Пыльная головня ячменя вызывается грибом Ustilago rnida (Jens) Ее11 et Swingle (Гойман, 1954).
J больного растения колос разрушен полностью, часто остается только стержень. Вместо зерна, цветковых и колосковых чешуй образуется черная пылящая масса. Биология этого возбудителя существенно отличается от биологии других видов.
Растения заражаются пыльной головней в период цветения,'поражается завязь цветка. Пораженные соцветия появляются в период цветения, причем, пораженные колосья выколашиваются раньше здоровых.
Споры распространяются ветром, дождем и попадают на рыльце пестика здоровых растений. Период заражения ячменя пыльной головней начинается когда колос выходит из влагалища листа и может продолжаться до начала восковой спелости. Телеоспоры гриба, попадая на рыльце и стенки завязи цветка, прорастают в мицелий, который, сливаясь, образует патогенный мицелий, внедряющийся в стенки завязи, ткани молодых развивающихся зерен. В созревающем зерне клетки мицелия сильно набухают и их стенки утолщаются: гриб переходит в покоящееся состояние. Жри прорастании ячменного зерна паразит межклеточно растет, следуя за точкой роста, и проникает в зачатки стебля, листьев и колосьев и даже корня. Он не причиняет растениям явного вреда и, соответственно, не вызывает особых симптомов болезни, у растений наблюдается лишь сильное развитие межклетников, сосудистых пучков и устьиц междоузлий, а также повышенные транспирация и дыхание, й только к периоду цветения гриб разрушает колос и превращается в черную порошистую массу телиоспор, после распыления которой остаются только стержни и ости.
По Й. В. Новопокровскому и Ф. Д. Сказкину (1925) оптимум температуры для прорастания спор 20 °C, минимум' 0−5°С, максимум -25−30°С. Влажная и прохладная погода благоприятствует более сильному заражению и глубокому проникновению гриба в ткани формирующегося семени. В сухую погоду споры распыляются интенсивнее, но прорастают и внедряются в завязь плохо, что позволяет зерновке сформироваться, как правило, менее зараженной (Сигри-анский, 1930; Запромётов, 1925; Гешеле, 1952; Гутнёр, 1941; Гойман, 1954; Холтон, Тапке, 1956; Кривченко, 1971; Альмуратов, 1974; Кузнецова, 1976).
Как подчеркивает Э. Э. Гешеле (1927), возбудитель пыльной головни относится к числу тех паразитных грибов, которые приспособлены и к засушливым условиям степи. Эта приспособленность к засушливому климату обуславливается тем, что развитие головневых паразитов не находится в зависимости от метеорологических условий в период всей вегетации питающего растения. Метёорологи-ческиё факторы сказываются на их развитии только в период заражения. А в эти моменты головневые находят и в степи всегда достаточно тепла и влажности.
Учитывая, это, можно сказать, что. в Киргизии для развития инфекции пыльной головни складываются вполне оптимальные условия.
Головневые заболевания не случайно считаются вечными болезнями хлебных злаков. Возбудители этих болезней существовали за тысячелетия до того, как человек начал возделывать зерновые культуры. На них-то со временем, приспособившись к новым условиям существования, и перешли головневые грибы, жившие до этого. за счет дикорастущих злаков (Дунин, 1958). Как считает К. Е. Мурашкинский (1939), можно утверждать, что уже первые посевы зерновых поражались головней. Если бы защита от нее отсутствовала, нарастание болезни скоро сделало бы культуру зерновых невозможной. Распространившись повсеместно, головневые заболевания причиняли огромный ущерб зерновому хозяйству всех народовэто вынуждало искать средства защиты еще в древности. В результате многовековой практики наметились некоторые приемы борьбы с этими вредоносными заболеваниями еще в древности (Дунин, 1958; Баталова, 1980).
На заре зарождения борьбы с головневыми заболеваниями трудностью являлось то, что была неясна биология патогена. Исследования биологии патогена позволили дать первые научные рекомендации борьбы 'с различными видами головни.
Протравливание семян в растворе медного купороса впервые было применено в Германии в 1761 году, но лишь через 100 лет кШш в 1866 году изучил влияние медного купороса на споры и семена, после этого протравливание медным купоросом получило распространение (Мурашкинский, 1939; Баталова, 1980). Позже семена стали обрабатывать формалином. С 1909 года для избавления от пыльней головни использовали «лежалые» семена. Этот способ основывался на том, что зараженные пыльной головней семена в результате многолетнего хранения теряли всхожесть.
Обеззараживание семян известковым молоком и известковой водой применялось с начала ХУШ века в Западной Европе против твердой головни, но фунгиоддные свойства известковой воды оказались не велики (Мурашкинский, 1939).
В России уже со второй половины ХУШ столетия передовые русские агрономы А. Болотов^ В. Шукшин и другие на основе народной практики и своего личного опыта пропагандировали ряд, простейших приемов для защиты зерновых от головни путем отвеивания наиболее тяжелых и чистых семян, промывки семенного зерна в воде, обработки em известковым раствором или зольной вытяжки (Гешеле* 1952; Дунин, 1958).
В это время Россия несла огромные потери от эпифитотии ржавчины и головни на посевах хлебных злаков. Но в дореволюционной России не было условий, необходимых для сколько-нибудь широкого использования и применения противоголовневых мероприятий.
После Вёликой’Октябрьской социалистической революции партией и правительством были приняты меры для организации защиты растений от вредителей и болезней в государственных масштабах (Поляков, 1972). Тогда же широко развернулись исследования по болезням хлебных злаков.
А.И.Боргардтом впервые была разработана система противого-ловневых мероприятий, метод производства сухого протравителя «АБ» (Дунин, 1958; Баталова, 1980) Препарат «АБ» был предложен в качестве протравителя в борьбе с твердой головней пшеницы и каменной головней ячменя в 1927;1928 гг. Основное действующее вещество «АБ» — углекислая медь, но у этого препарата был существенный недостаток — после обработки инфекция под пленками ячменя сохранялась.
В Европе систематическая борьба с твердой головней начата приблизительно в 90-х годах прошлого столетия, посредством протравливания семян формалином. В Средней Азии протравливание формалином начато только с 1924 года, когда было протравлено около 90 000 пудов семян (Сердюк, 1934).
К числу существенных недостатков формалина как фунгицида относятся: трудоемкость процесса обработки семян, необходимость протравливать их непосредственно перед посевом, что в весенний период в производственных условиях не всегда удобно, а также необходимость томления протравленного зерна. К тому же, по данным А. И. Боргардта (1932) семена, протравленные формалином нельзя высевать в холодную почву, точно также нельзя высевать эти семена и в сухую почву, т.к. при этом снижается всхожесть, а в некоторых случаях отмечается и полная ее потеря. Помимо перечисленных недостатков по своим физическим свойствам формалин является фунгицидом, действующим толька в момент протравливания. Обеззаразив зерно, формалин во время сушки зерна совершенно улетучивается и с момента сушки до посева семена остается абсолютно незащищенными от повторного заражения каменной головней (Боргардт, 1930, 1932; Гешеле, 1952; Альмуратов, 1965; Черно-бривченко, 1967; Калашников, 1971; Марютин, 1972).
В 1913 году в Германии были впервые применены соединения ртути, а затем в других европейских странах и в США, в 1940 годув Советском Союзе (Андреева, 1964; Дахнюк, Сабельникова, 1969; Баталова, 1980).
В качестве протравителя были предложены различные, комплексные соединения ртутй на основе этилмеркурхлорида, фенилмеркур-ацетата и др. / механизм Действия которых существенно не отличался. Органические соединения ртути, взаимодействуя с аминогруппой белковой молекулы или энзимами дают комплексные соединения,. что приводит к нарушению нормальной жизнедеятельности микроорганизмов и их гибели (Андреева, 1964). Более’полувека,.
— 18 благодаря своей фунгицидной активности ртутноорганические препараты (гранозан, церезан и др.) широко использовались в системе защиты растений от семенной инфекции, в том числе и от каменной головни ячменя. Внедрение в практику сельского хозяйства гранозана резко повысило эффективность протравливания, позволило надежно защитить растения от наружных видов головневой инфекции.
Гранозан — действующее вещество этилмеркурхлорид, обладает значительной летучестью и даже при низких температурах имеет газовую, фазу, вследствие чего способен проникать в виде паров под пленки овса, ячменя через полупроникающие семенные оболочки (Дунин, 1958; Дахнюк, Сабельникова, 1969; Калашников, 1970; Калашников, Суханин, 1973; Баталова, 1980). Поэтому эффективность гранозана увеличивается при заблаговременном протравливании (Калашников, 1971; Орлов, Гудакова, Дубровская, Толмачева, 1973; Баталова, 1980; Баталова, Меликова, 1983; Гайлене, 1981). Среди протравителей семян гранозан и другие ртутьсодержащие препараты являются наиболее опасными для агробиоценоза, человека и теплокровных животных и относятся к группе сильнодействующих ядовитых веществ (СДЯВ) (ЛД50 — 26 мг/кг) (Медведь, 1977). При передозировке гранозан оказывает полиплоидирующее действие на защищаемую культуру, вызывая морфологические и физиологические изменения, приводящие в ряде случаев к гибели всходов или снижению урожая (Баталова, Пельцих, Мотов, 1975; Баталова, 1979). К тому же длительное применение ртутных протравителей может привести к усилению развития в посевах пыльной головни (Поляков, Куликов, Курлина, Федорова, 1970; Баталова, 1979). Ртуть содержащие протравители семян в связи с высокой токсичностью с 1971 года разрешены к применению только с красителями и на ог.
— 19 раниченном числе культур (лен, клещевина, сахарная свекла, пшеница, ячмень, рожь, овес, рис).
В 1934 году Тисдейл и Вильям синтезировали тирам (ТМТД) из группы тиокабаматов, действующий на наружную головневую инфекцию и плесневую инфекцию. Наряду с гранозаном, ТМТД нашел широкое применение в сельском хозяйстве.
Препарат ТМТД гораздо более стоек, чем гранозан: Ь почве он разлагается в течение 20−40 дней, спектр действия его не уступает гранозану, а по длительности действия он превосходит гранозан.
Препарат — среднетоксичен для теплокровных, его ЛД^ = 400 мг/кг. Но длительное использование ТМТД в борьбе с наружными видами головни также может способствовать нарастанию пыльной головни (Поляков и др., 1970; Баталова, 1930).
Протравливание семян как формалином^ так и гранозаном и ТМТД, имеет ряд существенных недостатков и не всегда дает необходимый эффект (Боргардт, 1930; Дунин, I960- Боевский и Мокротоваров, 1961; Калашников, 1962; Альмуратов, 1965; Марютин, 1972). Все это вынуждало исследователей продолжать непрерывный поиск новых эффективных препаратов, малотоксичных для человека и теплокровных животных (Попов, 1972; Баталова, 1980).
Поиск высокоэффективных и более безопасных с широким спектром действия препаратов, привел к созданйю ПХНБ и на его основе к созданию комбинированного протравителя семян пентатиурам. Работами М. С. Холоднюк, З. А. Бочкарева и М. А. Остроухова (1968) показано, что обработка этой смесью значительно снижает поражение ячменя каменной головней. К недостаткам этого препарата относятся^ одной стороны, его повышенные пылящие свойства, с другой — определенная настороженность органов здравоохранения.
— 20 вообще ко всей группе хлорорганических соединений, а также ко всем препаратам из класса дитиокарбаматов. Кроме того, препарат может вызывать аллергические явления у людей, работающих с ним, — все перечисленное тормозит работу с этим препаратом.
В 1969 году Ф. Н. Марютин предложил для уничтожения инфекцйи каменной головни намачивать семена ячменя 16−24 часа в растворе паранитрофенола (0,01 $) и пирокатехина (0,01 $), но этот прием оказался неэффективным.
Ф.Н.Марютин (1970, 1974) проводил опыты по применению растворов микроэлементов: бора, кобальта, никеля, медимарганца и молибдена в концентрации раствора 0,01 $ в борьбе с каменной головней ячменя и установил, что микроэлементы оказывают положительное влияние на рост, развитие и повышение устойчивости растений ячменя к головне.
В 1973 году Р. М. Минбаев применил антибиотики для предпосевной обработки семян в борьбе с головней ячменя. Обработка семян имбрицином и натриевой солью леворина полусухим способом в дозах 0,20−0,35 кг на тонну, полностью оздоравливала их от каменной головни и обеспечивала по данным автора существенную прибавку урожая.
Группой исследователей (Еодигин, Анисимов, Темнохуд, Марютин, 1971, 1972) были найдены биологически активные вещества (янтарная" кислота — 0,1 $, ортонитрофенол — 0,01 $, малахитовая зелень -0,25 $, которые благоприятно влияли на рост и развитие растений, снижали пораженность ячменя каменной головней в 3−4 раза. Было установлено, также, что внутрирастительные вещества изменяют в растениях ячменя активность ферментов — каталазы, полифенолок-сидазы и пероксидазы). Активизация каталазы в растениях, выросших из обработанных семян, находится в обратно пропорциональной.
— 21 зависимости от степени пораженности ячменя каменной головней. Однако, учитывая, что все эти вещества не обладают фунгицидной активностью, а лишь только повышают устойчивость растений, — они не нашли широкого применения. В 1961 году М. М. Цымбал и В. В. Чиж в поисках эффективных мер борьбы с наружными видами головни Об.
АП лучали семена озимой пшеницы Со (дозы — 1200−20 000 г) за 20−30 дней до посева. Облучение не оказывало отрицательного влияния на полевую всхожесть семяй и лишь повышало устойчивость к твердой головне.
До шестидесятых годов все, что было изучено и апробировано, было эффективно лишь в борьбе с каменной головней. Что же касается пыльной головни, то до последнего времени вопрос оставался трудноразрешимым и имелось очень мало рекомендаций для борьбы с этим заболеванием. Применение контактных препаратов от медьсодержащих до ТМТД не могло быть эффективным.
Е&инственный путь, по которому шла научная мысль в борьбе с пыльной головней, было однои двухфазное термическое обеззараживание семян, предложенное в 1888 году Иенсеном и разработанное затем Аппелем и Еиммом (Залесский, 1935; Трибут, 1974).
Преимущество однофазного протравливания отмечают Г. Н. Кузьмина (1965), М. М. Цымбал, Н. Ф. Парий (1968), Калашников К. Я. (1971),. А. Н. Елагин (1976), Е. В. Колобков, А. Ш. Сидоров (1976).
Однако при всей надежности данного способа, широкого распространения как в стране, так и в мире он не 'нашел, в связи с тем, что при термической обработке имеет место «шок» семян, -снижение всхожести. Это снижение всхожести может варьировать в зависимости от сорта, что создает необходимость разработки температурного режима даже применительно к сорту (Боргардт, 1932).
Необходимость же сушки зерна и высокой точности температурного режима является весьма существенным недостатком, ограничивающим широкое применение данного метода и влечет за собой поиск веществ, обладающих внутрирастительным действием (Холтон, Тапке, 1956; Гешеле, 1959; Бондарь, 1965; Ringilang, 1969; (Злимпиева, 1969; Колобков, Сидоров, 1976).
Параллельно с термическим способом обеззараживания в 1965 году С. А. Бондарь предложил его усовершенствование: полусухой термический способ обеззараживания горячим воздухом минимально увлажненных (до 25−26 $) семян, что исключает длительную сушку. Однако, как выяснилось, этот способ трудоемок и так же опасен для: семян (Кожевников, 1956; Попова, 1972; Багаев, 1973).
Солнечный обогрев и другие виды подогревания семян, как считают Р .М.Бляхерова и К. Я. Калашников (1965), хотя и повышают устойчивость растений к пыльной головне, но недостаточно эффективны, так как снижают заболевание не более, чем на одну треть (Калашников, 1971).
В.К.Залесский (1935) доказал возможность гибели грибницы пыльной головни, находящейся внутри семени в условиях бескислородного дыхания зерна. В борьбе с пыльной головней был рекомендован также анаэробный метод, предложенный чехословацкими инженерами 'Земанеком и Барташем (1958), но метод, тоже связан с намачиванием семян в воде в течение 2−4 часов при температуре 18−20° и последующим выдерживанием их в анаэробных условиях в течение 96 часов. Данные опытов З. Н. Лысцевой и В. Н. Харламова (1968) показали большую, чем термического обеззараживания, эффективность анаэробного метода. Об этом же сообщали R.w.Scott, С. ЬеЪеп, D.C.Arny (1956), Pichler Erucbrich. (1958), I.
Lemanek, P. Bartos (1962), Д. Добрев (1970), Л. Р. Ткшина, В. И. Крашенинникова (1971). Однако этот метод не мог завоевать ши.
— 23 рокого признания из-за своей трудоемкости и тех же негативных сторон, которые присущи и термическому методу.
Попытки усовершенствования анаэробного метода добавлением 1−2% NaCl ~к воде во время замочки хотя и привели к определенному снижению заболевания (Chinn, Russei, 1958), однако не уничтожили отрицательных сторон самого метода (Ringslang, 1969). Одним из мероприятий, направленных на оздоровление ярового ячменя от пыльной головни является подзимний посев (Гешеле, 1952; Бэкк, 1975, 1976). Данные, полученные исследователями (Яркина, 1958: — Прокудина, Сиренко, 1962; Бэкк, 1976), свидетельствуют о понижении сопротивляемости растений, зараженных головней^ неблагоприятным условиям. Подзимний посев позволяет полностью избавиться от поражения этим заболеванием. Семена от подзимнего посева, по данным авторов, по сравнению с контролем снижают в 15−20 раз степень поражения пыльной головней в последующих репродукциях. Но у этого метода есть существенный недостаток — при подзимнем посеве образуется почвенная корка — это приводит к резкому изреживанию всходов и снижению урожайности (Бэкк, 1975, 1976).
Анализ литературных. данных показывает, что все эти методы не обеспечивают надежной защиты от пыльной головни.
Под руководством академика И. М. Полякова были проведены исследования и созданы системно-иммунизирующие препараты (родан, анилат, 1597), которые уничтожали внутреннюю семенную инфекцию путем изменения обмена веществ в сторону, неблагоприятную для паразита, в результате чего повышалась устойчивость пшеницы и ячменя к пыльной головне в последующих двух репродукциях.
В 1965;1966 гг. И.М.ПЬляковым и А. И. Петровой был разработан полусухой способ обработки посевного¦материала роданом. Препа.
— 24- рат родан (парародананилин) оказался эффективным в борьбе с пыльной головней, особенно при обработке физиологически недозрелых семян, в северных зонах возделывания (Поляков, Холоднюк, Бочкарева, 1962; Калашников, 197ГБаталова, 1979).
Анилат (монозтаноаминная соль сульфаниловой кислоты) по своему строению близок к парародананилину — антиметаболиту пара-аминобензойной кислоты, играющей важную роль в обмене веществ растений. Применение анилата так же снижало поражение пшеницы и ячменя пыльной головней (Попова, 197.2). В то же время исследованиями более позднего периода было доказано, что их эффективность и недостаточно высока и нестабильна. Кроме того, использование этих препаратов, как и термическая обработка, связано с трудоемкими процессами замачивания семян, а наибольший эффект от иммунизации получается при обработке физиологически недозрелых семян.
Открытие новых системных протравителей, способных проникать и передвигаться в тканях зеленых растений в фунгитоксических концентрациях, решило проблему борьбы с пыльной головней. Эти препараты обладают свойством изменять метаболизм растений в сторону неблагоприятную для паразита (Тютерев, Баталова, Кабахид-зе, 1977), и непосредственно уничтожать патоген внутри растения. Главное их преимущество — поглощение фунгицида растением (Xore, 1975). Открытие Шмелингом и Кулькой новой группы химических соединений оксатиинового ряда знаменут новый этап 'в изучении системных фунгицидов. Среди этих препаратов наибольшую популярность завоевал витавакс (2,3-дигидро-карбоксинилидо-б—метил-1,4 оксатиин). Действующее вещество витавакс’а оказалооь специфичным против базидиальных грибов и в настоящее время этот препарат широко используется в борьбе с пыльной головней ячменя .
— 25 -Johston, и пшеницы (Metcalfe, BendaIowV^" I963- (Date, Schmeling, 1968; Schmeling, Kulka, 1968; Бабаян, Григорян, Бегларян и др., 1972; Папоян, Мкртчян, Азятян и др., 1975).
Преимуществом витавакса и ему подобных препаратов является возможность их использования обычным способом протравливания, без специального замачивания и дополнительного подсушивания семян. Немаловажным достоинством этой группы химических соединений является также их малая токсичность. Так ЛД50 витавакса, по данным ШИИГИНТСШ — 2680 мг/кг, остатки его быстро метабо-лизируют в тканях растений (Поляков, Попов, Кумачева, 1971; Андреева, 1972; Севрюкова, 1974'- Андреева, Пронченко, Юркова и др., 1975).
Работами многих исследователей подтверждается эффективность витавакса в борьбе с пыльной головней (Reunbergs, Edgington, Metealfa, Bendlow, 1966; Jones, Barnett, 1968; Hebert, 1968; Moseman, 1968; Macer, 1968; Richard, Cognet, 1968; Veryl, Worf, Land, Wrage, 1968; Kiesling, I968-Littrell, Morey, 1968; Moude, 1968 $ Catriona, 1969;Banttari 1968; Matyevic, Stankovic, 1978). Витавакс обладает не только системным, но и контактным действием, он эффективен и против поверхностных видов головни (Баг1, Hansing, 1968;Tate, Schmeling, 1968; Evans, 1973;Bedi, Gurdip Singh, 1974; Андреева, Пронченко, 1974; Илюхин, 1974; Илюхин, Джиембаев, 1974; Димов, Добрев, Москов, Ковущанов, 1975; Колобков, Сидоров, 1976; Еебенко, Мачуженко, 197.7- Кайгородцев, Денисова, 1980).
Однако, несмотря на то, что протравливание витаваксом является перспективной заменой термической обработки (Arny, 1966; Edgington, Reinbergs, 1966; Kiesling, 1966; Henkes, 1966;
— гб.
Abrens, Arny, Wort, Wrage, 1968:'- Kuiper, 1968; Kline, 1968; Reinbergs, Edgington, Matcalfe, Bendelow, 1968; Ring-slang, 1969; Joshi, Vyas, 1972; Баталова, 1972; Noddegaard, Hansen Knud, 1973; Hansing, 1970; Караджова, Беляева, 1978; Vanhanene Rei^o, 1981), довольно узкий спектр его действия ограничивает его возможности в борьбе с корневыми гнилями и плесневением семян (Баталова, 1979). Кроме того, по данным Т. О. Баталовой, Д. М. Кабахидзе, С. Л. Тютерева (1977) обработка семян витаваксом перед посевом приводит к снижению синтеза белка и к замедлению деления клеток, что является одной из причин фито-токсического действия фунгицида на защищаемое растение особенно в экстремальных условиях сева — всходов. Настораживают также и сообщения ряда авторов о привыкании возбудителя пыльной головни к прейарату (Андреева, 1977; Живите-Кульвитене, 1982).
Замена препаратов, предназначенных для протравливания семян против отдельной болезни, на препараты с комплексным действием против нескольких болезней является весьма прогрессивной и при. усилении головневой опасности крайне необходимой (Ее G. Meitei-lungen, 1980).
Большие возможности с позиции рационального применения имеют протравители системного действия при их использовании в качестве компонентов синергических смесей (Баталова, 1999; Андреева, Смирнова, 1980).
Особенно перспективны комбинации витавакса с ТМТД, т.к. вита-вакс нетоксичен против инфекции Fusarium sp. и Bipoiaris sp., а ТМТД. подавляет их развитие. К числу таких препаратов можно отнести витатиурам или витавакс 200 — смесь ТМТД и витавакса в разных пропорциях (Edgington, 1968; Поляков, 1972; Андреева, 1977; Кузнецова, 1977). В результате применения таких препара.
— 27 тов устраняются отрицательные свойства компонентов: повышение развития пыльной головни под влиянием¦ТМТД, слабая эффективность против корневых гнилей, а также отрицательное влияние на урожайность в экстремальных условиях выращивания культуры (Richard, Kiesling, 1968; Поляков, 1972). Эффективность этих препаратов против возбудителей плесневения семян, твердой и пыльной головни пшеницы, каменной и пыльной — ячменя при повышении энергии прорастания и всхожести семян отмечают А. И. Захарова (197.2), Н. Троппсов (1975), В. В. Николаева, Н. В. Нинкина (1976), А. Страздыня (1976) и ряд авторов, которые подчеркивают, что в этом случае имеет место более стабильная прибавка урожая.
В Киргизии с 1922 года начинается протравливание посевного материала зерновых. Для борьбы с головней вначале применяли углекислую медь, смесь медного купороса с негашеной известью и формалин.
Вопрой защиты посевов ячменя от головневых заболеваний в республике до сих пор стоит очень остро, потому что нет конкретных разработок для местных условий. До сих пор для протравливания семян применяют формалин и гранозан, которые в лучшем случае защищают посевы от каменной головни, в худшем — изреживают посевы и не обеспечивают защиты от пыльной головни (Якименко, 1958; Салпагаров, 1977). Учитывая особенности климата Киргизии, особое значение имеет отработка технологии применения комбинированных препаратов.
В Киргизии нет фундаментальных работ ни о распространении и вредоносности головневых заболеваний на территории республики, ни о применении новых фунгицидов, ни тем более об особенностях их действия на патоген и защищаемое растение в условиях континентального климата Средней Азии.
— 28.
Целью нашей работы было изучение новых системных и комбинированных препаратов и особенностей их действия на патоген и защищаемое растение при защите зерновых от комплекса семенной инфекции, разработка на этой основе рекомендаций для Киргизской GGE.
выводы.
1. В условиях Киргизской ССР в борьбе с пыльной головней наиболее эффективными оказались витавакс в норме расхода 3 кг/т, витавакс 200 (2 кг/т), феноксан (3 кг/т), феноксан-тиуарм.
2 кг/т), байтан (2 кг/т), байтан универсал (2 кг/т).
В борьбе с каменной головней в условиях Киргизской ССР эффективно применение препаратов системного и комплексного действия в пониженной норме расхода: витавакс (2 кг/т), байтан (1,5 кг/т), байтан универсал (1,5 кг/т), витавакс 200 (1,5 кг/т), панорам (1,5 кг/т). Препарат ЭФ-5 эффективен в борьбе с каменной головней только в норме расхода 3 кг/т.
2. Установлено, что заблаговременное (до 5 месяцев до посева) протравливание семян не снижает эффективность рекомендуемых препаратов. При более длительном хранении протравленных семян фунгицидная активность препаратов в борьбе с пыльной головней постепенно снижается.
В борьбе с каменной головней протравливание семян ячменя даже за I год до посева не снижает биологической эффективности препаратов.
3. Биологическая эффективность протравителей в борьбе с пыльной головней ячменя не зависит от сортовых различий.
4. Развитие пыльной головни находится в тесной зависимости от сроков сева. Даже незначительное запаздывание со сроками сева влечет за собой усиление проявления пыльной головни, снижение фунгицидной активности препаратов производных триазола (байтан, байтан универсал) и феноксан-тиурама в борьбе с пыльной головней. Эффективность витавакса в норме расхода 3 кг/т не зависит от сроков сева и уровня проявления инфекции.
5. Комбинированные препараты как класоа окоатииновых соединений (феноксан-тиурам), так и триазблов (байтан универсал), обеспевивая защиту ячменя от головневых заболеваний, сдерживают и развитие корневых гнилей.
6. Рекомендуемые производству препараты — байтан, байтан универсал, витавакс 200, витавакс, феноксан, феноксан-тиурам оказывают йоложительное влияние на посевные качества семян.
7. Установлено, что инфекция пыльной головни на яровом ячмене стимулирует рост и развитие растений на протяжении всего периода от всходов до конца стеблевания (1-УП этапы органогенеза). Стимулирующее действие пыльной головни на растение ячменя проявилось в увеличении веса проростков, их длины и в накоплений сухого вещества.
8. Установлено, что протравители байтан и байтан универсал ингибируют развитие растений на I и П этапах органогенеза. Витавакс, феноксан, феноксан-тиурам проявляют менее отчетливой ингибирующее действие до Ш этапа оргайогенеза. С Ш этапа органогенеза проявилось стимулирующее Действие протравителей на растение ячменя, выразившееся в увеличении длины проростка, их веса.
9. Все изученные протравители", в той или иной мере повышали продуктивную кустистость, количество зерен в колосе, вес зерна с I колоса, массу 1000 зерен и как результат — урожайнооть.
10. Препараты феноксан-тиурам и байтан универсал защищают растения ячменя от корневых гнилей до фазы стеблевания (У1-УП. этапы органогенеза) — феноксан и байтан — до Ш этапа органогенеза.
11. Оценка водорастворимых полимеров показала перспективность их использования при протравливании семян ячменя. Среди пленкообразователей лучшие результаты были получены при использовании НаКМЦ и ПВО.
12. Снижение нормы расхода системных препаратов (витавакса и байтана универсал) при использовании пленкообразователей отрицательно сказывается на их биологической эффективности и зависит от уровня проявления пыльной головни.
13. Использование протравителей байтана, байтана универсал, витавакса в борьбе с пыльной головней при высокой биологической и хозяйственной эффективности экономически целесообразно и обеспечивает чистый доход от 44,16 руб/га по байтану до 157,90 руб/га по байтану универсал.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ.
Для условий Киргизской ССР с ее континентальным климатом в борьбе с каменной и особенно с пыльной головней большое значение имеет выбор оптимальных сроков сева в конкретных условиях года. Недопустимо запаздывание со сроками сева ячменя.
Для борьбы с каменной и пыльной головней ячменя в условиях Киргизской ССР рекомендуется применять протравители байтан, байтан универсал, витавакс 200, феноксан, феноксан-тиурам, витавакс (препарат панорам применять только, в борьбе с каменной головней).
В борьбе с пыльной головней норма расхода препаратов должна быть следующей: байтан — 2 кг/т, байтан универсал — 2 кг/т, витавакс 200 — 2 кг/т, феноксан — 3 кг/т, феноксан-тиурам — 2 кг/т, витавакс — 3. кг/тв борьбе с каменной головней — байтан -1,5 кг/т, байтан универсал — 1,5 кг/т, витавакс 200 — 1,5 кг/т, панорам — 1,5 кг/т, ЭФ-5 — 3 кг/т.
При наличии обоих видов головни в посевах норма расхода протравителей должна быть взята по пыльной головне. Все препараты могут быть использованы для предпосевного и заблаговременного протравливания, но не более, чем за 5 месяце до посева. В случае борьбы только, с каменной головней срок заблаговременного протравливания большого значения иметь не будет.
В целях улучшения санитарно-гигиенических условий труда при протравливании и посеве, а также для обеспечения максимальной полноты протравливания и высокой биологической и хозяйственной эффективности протравливания семян необходимо применять протрав-вители с пленкообразующими составами ПВС, ПВА, Па КМЦ, лучшим из которых является Na КМЦ в норме расхода 0,2 кг/т.
Заключение
.
В условиях Киргизской ССР применение препаратов системного и комплексного действия как в оптимальной, так ив пониженных на.
17 и 25 $ нормах расхода одинаково эффективно в борьбе с каменной головней. Было установлено, что использование протравителей в пониженных нормах расхода: витавакса 2 кг/т, байтана и байтана универсал — 1,5 кг/т, витавакса 200 — 1,5 кг/т не снижало их биологической эффективности в борьбе с каменной головней, препарат ЭФ-5 эффективен в борьбе с этим заболеванием только в оптимальной норме расхода — 3 кг/т.
В борьбе с пыльной головней в условиях Киргизской ССР наиболее эффективными оказались витавакс, витавакс 200, феноксан, феноксан-тиурам, ЭФ-5, байтан й байтан универсал. Уменьшение нормы расхода протравителей приводит к снижению их биологической эффективности в борьбе с пыльной головней. Было выявлено, что как снижение нормы расхода протравителей на 17- 25- 35 $, так и повышение ее приводит к уменьшению урожайности.
Эксперименты по определению влияния различных сроков сева на проявление пыльной головни и на биологическую эффективность протравителей в борьбе с этим заболеванием показали, что запаздывание с посевом увеличивает проявление пыльной головни, снижает фунгицидную активность протравителей производных триазола • и феноксан-тиурама в борьбе с пыльной головней, резко снижает урожайность ячменя. Биологическая эффективность витавакса при использовании в оптимальной норме расхода (3 кг/т) не зависит от срока сева и уровня проявления инфекции.
Препараты класса триазолов (байтан и байтан универсал) при оптимальном сроке сева эффективны в борьбе с пыльной головней при использовании в оптимальной норме расхода.
При высоких температурах в период сева всходов при запаздывании с посевом биологическая эффективность препаратов класса триазолов резко снижается.
Было установлено, что эффективность изученных протравителей в борьбе с пыльной головней не зависит от сорта и остается на одном и том же уровне.
Заблаговременное (за 5 месяцев до посева) протравливание семян ячменя не снижает эффективности препаратов в борьбе с пыльной головней.
Использование протравителей в оптимальной норме расхода как в борьбе с каменной, так и с пыльной головней, оздоравливая посевы от головневой инфекции способствовало повышению урожайности ячменя, что подтверждается биометрическими анализами структуры урожая. Так, все изученные протравители при использовании в оптимальной норме расхода повышали продуктивную кустистость, количество зерен в колосе, вес зерна с I колоса, массу 1000 зерен. Снижение нормы расхода препаратов на 17- 25- 35 $ по сравнению с оптимальной приводило к увеличению длины колоса, а при оздоровлении от пыльной головни и к увеличению количества зерен в колосе, веса зерна с I колоса.
Общей закономерностью явилось снижение продуктивной кустистости, высоты растений и массы 1000 зерен при изменении срока сева от раннего к оптимальному и позднему. Препарат байтан в оптимальной норме расхода обеспечил самую высокую продуктивную кустистость вне зависимости от сроков сева.
Предварительная оценка усовершенствованной формы протравителей (совместное применение протравителей с пленкообразующими водорастворимыми полимерами) показала перспективность их использования. Среди пленкообразователей’лучшие результаты были получены при использовании ПаКЩ и ПВС-.
Снижение нормы расхода системных препаратов (витавакса и байтана универсал) при использовании с пленкоо’бразо ват елями отрицательно сказывается на их биологической эффективности и зависит от уровня проявления пыльной головни.
6. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ПРЕПАРАТОВ.
6.1. Биологичеокая., хозяйственная эффективность применения протравителей.
В результате всесторонней экспериментальной работы по изучению эффективности препаратов в борьбе с пыльной и каменной головней в условиях Киргизской ССР были выделены наиболее перспективные препараты и отработана технология их применения. Этими препаратами являются витавакс, витавакс 200 и производные триа-зола (байтан и байтан универсал). Данные препараты были рекомендованы для производственной проверки. С этой целью в 1980 году было заложено 2 производственных опыта на 2-х сортах ярового ячменя — Надя и Пероикум 64. Производственные опыты были заложены на фоне естественного заражения пыльной головней, в экспериментально-опытном хозяйстве Кирг.НИИЗ. Предшественник овес, площадь делянки — I га. Посев был проведен сеялкой СЗН-З.
Перед уборкой были взяты пробные снопы для определения количества сохранившихся к уборке растений, количества продуктивных о стеблей на I м6 и для определения биологического урожая. Уборка урожая была проведена комбайном СК-5. Данные опыта сведены в таблицах 34, 35.
В опыте, проведенном на сорте Надя, поражение пыльной головней в контроле составило 2%.
Биологическая эффективность всех препаратов: байтан, байтан универсал, витавакс (все препараты были использованы в рекомендуемой норме расхода) была на одинаковом уровне и составила 100%. Все взятые в испытание препараты обеспечили существенную прибавку урожая по сравнению с контролем (табл®-34). По хозяйст.
