Инновационные экологически малоопасные приемы в технологии выращивания подсолнечника

В. В. Котляров, д. с.-х. н., профессор,
Д. В. Котляров, к. б. н., докторант КубГАУ

Результаты применения инноваций в борьбе против сорняков и болезней подсолнечника

Одной из наиболее рентабельных сельскохозяйственных культур является подсолнечник. Однако в последнее время отмечается тенденция к сни­жению его урожайности на фоне относительно благоприятных погодных условий, что связано, в первую очередь, с высокой степенью поражения посевов бактериозами (возбудитель Xanthomonas arboricola Vauterin et al.), альтернариозом (возбудитель Alternaria spp.), фузариями (возбудитель Fusarium oxisporum), а также заразихой (Orobanche cumana). Фитоэкспертиза семян этой культуры из разных регионов России, проведенная нами в период 2014-2017 гг., по­казала значительную инфицированность возбудителями микозов и бактериозов коммерческих семян (таблица 1, рисунок 1).

Рисунок 1. Коммерческие семена подсолнечника, инфицированные бактериями Xanthomonas arboricola Vauterin et al.

Посев семенами, инфицирован­ными этими патогенами, ведет к изрежева­нию всходов, побурению и отмиранию прикорневой части и корней, снижению качества продукции, в том числе повышению кислотного числа. Так, поражение бактериозами может вызвать корневую гниль, пятни­стость листьев, ломкость стебля (рисунок 2), уменьшение диаметра корзинки, снижение массы 1000 семян и количества семян в корзинке. Для подавления этой болезни нами (КубГАУ) был разработан комплекс экзогенных аминокислот (АК) специ­ально для подсолнечника – «Индуктор устойчивости под­солнеч­ника к бактериозам» (патент РФ 2535939) и предложен способ его при­мене­ния.

Рисунок 2. Поражение посевов подсолнечника бактериозом (побурение листьев и лепестков корзинки, ломкость стеблей),  возбудитель Xanthomonas arboricola Vauterin et al. (ООО «Ростов-Мир» Родионово-Несветайского района Ростовской области, технология «CLEARFIELD», 2011)

В результате проведенных опытов по изучению этого средства было выявлено, что в конт­роль­ном варианте проявилось значительное поражение бактериозом корней и листьев растений подсолнечника, причем на всех иссле­ду­­емых гибридах из разных партий семян практически всех основных селек­ционно-семеноводческих компаний. При этом распространен­ность болезни со­ставила 95%, а развитие болезни варьировало от 20 до 80% (в зависимости от партий семян). Однако в варианте с обрабо­ткой раствором АК семена подсолнечника практически избежали по­ражения бактериозами (таблица 2).

В более поздние фазы развития подсолнечника из-за генерализованного бактериоза образуются недоразвитые корзинки, значительно меньше в диаметре (рисунок 3).

Рисунок 3. Величина корзинки подсолнечника сорта СПК под влиянием обработки семян и растений АК комплексом (справа) в сравнении с контролем (растения поражены бактериозом) (слева); (ОПХ «Березанское», 2012)

Корзинки преждевременно созревают и усыхают, при этом полноценные семена образуются только с краю корзинки, а ближе к центру формируются щуплые, мелкие (рисунок 4), легковесные семена с низкой всхожестью.

Рисунок 4. Семена подсолнечника сорта СПК под влиянием обработки АК комплексом (семян и растений): слева вариант с обработкой АК, справа – контроль (ОПХ «Березанское», 2012)

Резкое снижение поражения растений бактериозом под влиянием обработки АК положительно повлияло на повышение диаметра корзинки (см. рисунок 3) и качества продукции – увеличении массы 1000 семян подсолнечника (которая при густоте стояния 25-30 тысяч растений на 1 га достигает 150 г), а также выхода кондиционного ядра, который превышает 70% (таблица 3, рисунок  4).

Кроме того в ходе вегетационных опытов было установлено, что обработка этим комплексом АК ускоряет ростовые процессы у растений подсолнечника (в 1,5 раза относи­тель­но контрольного варианта). Так, в контрольном вари­анте прирост подсолнечника через 5 дней составлял +18%, в тоже время в обрабо­танном варианте + 30 %. А через 15 дней этот показатель увеличился до + 50 % и + 65 % соответственно (рисунок 5). 

Рисунок 5. Темпы роста растений подсолнечника под влиянием обработки комплексом аминокислот (вегетационный опыт в климатической камере, 2012)

Эти результаты подтвердились и в производственном испытании, проведенном в 2015 г. в ООО «Бионика» Челябинской области – высота расте­ний в варианте с обработкой оказалась в 1,5 раза больше, чем на контроле (рисунок 6). Все это способствовало росту урожайности семян в про­изводственных испытаниях, проведенных на юге России на площади по 50 га в каждом пункте (таблица 5).

Рисунок 6. Ускорение ростовых процессов подсолнечника под влиянием обработки комплексом аминокислот (слева) относительно варианта без обработки (справа) в условиях эпифитотии бактериоза (Челябинская область, ООО «Бионика», 2015)

Нельзя не отметить и постоянное возникновение новых рас заразихи (Orobanche cumana) в ответ на выведение и внедрение более устойчивых гибридов этой культуры на фоне увеличения площади под ней и нарушения чередования культур в севообороте (Горбаченко, 2010). Альтернативой заразихоустойчивым сортам является технология «CLEARFIELD». Однако и у нее есть изъяны: проблему бактериозов она не решает, обнаружено последействие гербицидов (Евролайтинг) на озимую пшеницу (основную культуру в этом звене севооборота). Поэтому после обработки допускается ее посев минимум через 4 месяца (Шабанов, 2013), а в условиях засухи и более (примеч. авт.). Поэтому очень важен поиск и альтернативных путей.

Экологически безопасной альтерна­тивой может быть использование экзо­генных АК, специ­фи­чески ингибирующих заразиху. Они впервые были вы­яв­лены и испытаны нами в 2010-2012 гг. и запатентованы (Котляров, 2012). Эти экзо­ген­ные АК ингиби­руют биосинтез фер­ментов, контролирующих образо­вание определен­ных АК в тканях, что при­водит к их дефициту в раститель­ном ор­га­низме и, как след­ствие, вызывает торможение ростовых процессов. Эффективность действия этих АК и конечных продуктов их преобразования изменяется в зависимости от вида и жизненного этапа развития растения. Наши лаборатор­ные и вегета­ци­онные эксперименты показали, что комплекс АК (включа­ющий метионин и лизин) ингиби­рует всхожесть семян и длину гау­сто­рия (см. рисунки 3 и 4) у наи­более вредоносных видов заразихи, снижающих уро­жай­ность подсолнечника. Исследования, проведен­ные позже во Франции, по­казали, что благо­даря такому эффекту снижается инфекционный потенциал заразихи (Fernández-Aparicio, 2015). Они показали также, что дополни­тельным механизмом влияния метионина на развитие этого цветко­вого пара­зита является инициация противодействия процессу индук­ции Orobanche при проникновении в корень. В итоге авторы вы­явили, что под дейст­вием метионина и лизина повышается устой­чивость подсолнеч­ника к заразихе.

В результате проведенных нами вегетационных опытов установлено, что обработка этим комплексом АК, наряду с защитой от бактериозов, приводит к ингибированию прорастания семян заразихи, поэтому количество ее соцветий на растениях уменьшается вплоть до нуля (таблица 6).

Причем наи­лучшие результаты были получены в вариантах с протравливанием семян этим комплексом аминокислот и обработкой им посевов (в фазе 3 и 5 пары настоящих листьев). Такая обработка обеспечила полное подавление заразихи на корнях подсолнечника при сильном ее развитии в контрольном варианте (рисунок 7).

Кроме того, нами выявлено, что при ускорении роста растений подсолнеч­ника затормаживается рост других растений (в том числе сорняков). Так, прирост растений амброзии полын­нолистной за 1 неделю составил менее 15 % от контроль­ного варианта (рисунок 8).

Рисунок 7. Влияние обработки АК семян и растений (в фазе 3 пары листьев) на поражение подсолнечника заразихой (вегетационный опыт в климатической камере, 2012), где: 3 – вариант с обработкой АК (заразиха не проросла); 6 – контрольный вариант  (прорастание и активный рост заразихи)

Рисунок 8. Темпы роста растений амброзии полыннолистной под влиянием обработки комплексом аминокислот (вегетационный опыт, 2012)

Причем за первые 5 дней после обработки темп роста растений этого сорняка в обработанном варианте составлял 2% от начальной высоты растений, тогда как в контрольном варианте этот показатель составлял 15%.

Такая тенденция наблюдалась и через 15 дней после обработки: расте­ния в контрольном варианте дали прирост +80% к начальной высоте, а в обра­ботанном АК варианте – +60%. 

Эти данные говорят о том, что разница в развитии между угнетенными растениями амброзии и интенсивно развивающимися растениями подсолнечника (см. рисунок 8) составляет около 30–40%. То есть, такое опережение роста растений подсолнечника относительно прироста растений амброзии позволяет занять ему лидирующее положение в конкуренции за ресурсы (свет, вода, элементы минерального питания, СО2). А это значит, что куль­тура вытеснит сорные растения без их механического или химического уничтожения. Кроме того, установлено, что объем корней подсолнечника в варианте с обра­боткой АК оказался в 1,3–1,5 раза выше по сравнению с контрольным вари­антом, что особенно важно в условиях засухи.

Однако полевые эксперименты показали, что для полноценной защиты посевов подсолнечника от заразихи необходимо наряду с применением комплекса АК использовать и устойчивые к ней гибриды. Так, на посевах воспри­имчивых к ней сортов или гибридов (в условиях высокой засоренности почвы семенами этого цветкового паразита) заразиха все равно появляется (даже на фоне обработок АК) и ее вредоносность может достигать 50%. Здесь ее эпи­фито­тийное распространение на восприимчивом к ней сорте подсолнечника СПК (на фоне обработки семян и посевов АК) привело к снижению урожайности маслосемян в два раза (таблица 7).  Но в варианте, где использовался устойчивый к этому паразиту гибрид, такая обработка оказалась эффективной, что проявилось в полном подавлении заразихи и сохранении урожайности маслосемян. В то же время в варианте без обра­боток (эталон) наблюдалось ее распространенность до 2-х соцветий на 1 растение и достоверное снижение урожайности на 0,2 т/га.

Вредоносность цветкового паразита может быть и выше – до 70-80%. Например, в производственном испытании (ООО «Колос» Родионово-Несветайского района Ростовской области, 2010) такая обработка в условиях эпифитотии заразихи (до 12–17 соцветий на 1 растение в контрольном варианте) обеспечила получение урожая 1,85 т/га, а без обработки АК – лишь 0,7–1,2 т/га.

Альтернария в настоящий период стала одним из главных патогенов подсолнечника. Ее возбудитель весьма устойчив к фунгицидам, что и явилось одной из причин значительного распространения болезни. Однако, как показали наши исследования, этот возбудитель чувствителен к препаратам на основе йода (наша новая разработка). В этой связи протравливание семян с использованием йода обеспечивает полное подавление инфекционного начала.

Преодоление эпифитотий болезней и эпизоотий вредителей подсолнечника можно достичь биологизацией технологий. Для этого биопрепараты рекомендуется применять системно. В эту систему входит:

 1) обработка растительных остатков комплексом биопрепаратов с участием грибов из рода триходерма (сразу после уборки культуры);

2) протравливание семян с ис­поль­зованием комплекса аминокислот. При этом если результаты фитоэкс­пертизы на семенах не выявили значи­тель­ной распространенности альтернариоза, то можно обрабатывать семена биопрепаратами. А при его высокой распространенности необходимо протрав­ливать препаратами на основе йода (только этот препарат почти полностью ее подавляет);

3) обработка посевов в фазе 3-4 пары настоящих листьев биопрепаратами с комплексом аминокислот, а в в фазе начала бутонизации – комп­лексом биопрепаратов на основе триходермы и азотобактера, в т. ч. энтомо­патогенными (рисунок 9).

Рисунок 9. Гибель личинки в результате обработки посевов подсолнечника в фазе начала бутонизации биопрепаратами (2014)

Это обеспечивает полное замещение пестицидов биопрепаратами, формирование высокопродуктивного агробиоценоза и по­лучение высокой уро­жайности экологически чистых семян подсолнечника, что особенно значимо для кондитерских сортов.

Таким образом, применение комплекса аминокислот, биопрепаратов и (при необходимости) препаратов на основе йода для обработки семян и растений обеспечивает защиту посевов подсолнечника от болезней, вредителей и заразихи (в сочетании с устойчивыми к ней сортами), ускоряет рост и развитие, снижает темпы роста сорных растений, повышает продуктивность агробиоценоза и качество маслосемян.

«Кубанские агротехнологии»
г. Краснодар, ул. Калинина 13, корп. ЗР
Тел.: +7 (918) 377-39-54, +7 (918) 388-80-07
E-mail: kuban-agrotech@mail.ru, info@kubanagroteh.ru