Биологическая (технологическая) эффективность протравителей семян яровой пшеницы

Размещено на http://www.allbest.ru

Магистерская диссертация

Биологическая (технологическая) эффективность ряда протравителей семян яровой пшеницы

Содержание

Введение

1. Обзор литературы

1.1 Биологические особенности яровой пшеницы

1.2 Биология головневых грибов

1.3 Влияние корневых гнилей на развитие и урожайность яровой пшеницы

1.4 Характеристика действия протравителей

2. Объект и методы исследования

3. Экспериментальная часть

3.1.Химический состав и механизм действия протравителей, использованных в опыте

3.2 Сравнительная оценка протравителей семян

Выводы

Библиографический список

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

Введение

Яровая пшеница была и остаётся главной зерновой производственной культурой. Раньше посевы её занимали 60-70% от общей площади зерновых культур, в последние годы сократилась до 30-40%, но всё равно повсеместно в зоне возделывания и в Красноярском крае она остаётся основной продовольственной культурой.

За счёт пшеницы получают около половины необходимых белков и углеводов, 70-80% витаминов B, PP и Е, минеральных солей и других веществ.

Из зерна яровой мягкой пшеницы получают муку для выпечки высококачественных сортов белого хлеба и кондитерских изделий, а из зерна твёрдой - манную крупу, муку для изготовления макарон, лапши, вермишели.

Возделывают яровую пшеницу повсеместно в нечернозёмной зоне РФ, значительные площади под неё отводятся и в Красноярском крае.

Одной из причин низкой урожайности считается нарушение технологии возделывания культуры. В настоящее время в структуре возделываемых культур преобладают зерновые, в связи, с чем отличается не только укороченный разрыв между родственными культурами, но и повторный их посев. Это приводит к накоплению в почве возбудителей корневых гнилей и головневых грибов, некоторые из которых не только могут продолжать развиваться на растительных остатках, но и сохраняются в покоящем состоянии до 5-6 лет.

Ежегодно недобор урожая пшеницы из-за болезней составляет 15-20%, а в некоторые годы потери достигают 40%, поэтому актуальной является проблема защиты растений пшеницы от грибных болезней, в том числе с помощью протравителей семян.

Тщательное протравливание посевного материала защищает семена и проростки от передающихся с семенами, внедряющихся в семена или проростки и от некоторых почвенных возбудителей грибных болезней. Поэтому оно является основой для получения дружных всходов, равномерного распределения растений по площади и для высокой урожайности.

Протравливание экономически и экологически очень выгодное мероприятие. Протравливанием с низкими затратами действующих веществ можно бороться с болезнями, которые после всходов уже не удается уничтожить. Оно обеспечивает высокую полевую всхожесть и нормальное развитие молодых посевов.

С 2003 года в Красноярском крае осуществляется государственная поддержка по обеспечению сельскохозяйственных производителей химическими средствами защиты растений. Из краевого бюджета выделяются денежные средства на поддержку фитосанитарных мероприятий по протравливанию. В результате ежегодно растут объемы обработки семян зерновых культур. Если в 2002 году было обеззаражено 81 тыс. т. посевного материала, то в 2006 году в 2,3 раза больше - 183 тыс. т., что составило около 90% объема высеваемых семян зерновых.

Новизна темы состоит в том, что использованные в работе препараты протравителей впервые проходят комплексную оценку в региональных условиях с целью государственной закупки (за счет краевого бюджета) для сельскохозяйственного производства Красноярского края.

Цель магистерской диссертации - определить биологическую (технологическую) эффективность ряда протравителей семян яровой пшеницы для принятия решения по государственной закупке пестицидов.

Задачи:

1. Установить воздействие препаратов на развитие корневых гнилей в фазу всхода - кущения.

2. Определить действие протравителей на головневые болезни колоса и семян.

1. Обзор литературы

1.1 Биологические особенности яровой пшеницы

Пшеница -- одна из самых распространенных культур на земном шаре. Она обладает огромным разнообразием форм, приспособленных к различным условиям. Возделывают эту культуру повсеместно от степных и полупустынных районов юга до границ северного и высокогорного земледелия. Из всех видов больше всего возделывают мягкую пшеницу. Благодаря широкой генетической основе внутри вида мягкой пшеницы на протяжении тысячелетий под влиянием условий среды сформировались различные биологические формы. Среди них: яровые и озимые, влаголюбивые и засухоустойчивые, скороспелые и позднеспелые, длинно- и короткодневные, устойчивые и восприимчивые к болезням и т. д. Деятельность человека, направленная на создание сортов с определенными свойствами, еще больше усилила и ускорила этот процесс. В то же время, несмотря на огромное биологическое разнообразие, для пшеницы характерны некоторые общие черты, которые отличают ее от других зерновых культур. Прежде всего -- сравнительно слабый темп роста в молодом возрасте. В отличие от ячменя пшеница после всходов развивается медленно. По приросту площади ассимиляционной поверхности впервые дни после всходов она намного уступает ячменю. Медленный темп роста в начале развития делает пшеницу особенно чувствительной к неблагоприятным факторам. Она хуже борется с сорняками и сильнее страдает от них. С такой биологической особенностью пшеницы связана и сильная поражаемость ее вредителями и болезнями в фазу всходов.

Замедленные темпы роста определяют повышенную требовательность яровой пшеницы в первый период жизни к условиям возделывания. Невысокая температура почвы во время сева часто задерживает появление всходов яровой пшеницы. Несмотря на то, что зерно яровой пшеницы начинает прорастать при температуре от +1 до +2°, в таких условиях процесс идет очень медленно. Для дружного и быстрого прорастания необходима более высокая температура (12--20°). Для появления проростка на поверхности почвы обычно требуется сумма положительных среднесуточных температур около 120°. В годы с холодной весной период посев -- всходы у яровой пшеницы может растянуться до 18--22 дней. По данным государственных сортоиспытательных участков, полевая всхожесть у районированных сортов яровой пшеницы в областях Нечерноземья колебалась от 57 до 74%, составляя в среднем 65--68%.

Кущение у яровой пшеницы обычно начинается через две-три недели после появления всходов, когда сформируются три листа. Яровая пшеница кустится значительно слабее ячменя и овса. Кустистость зависит от многих факторов: площади питания, обеспеченности влагой и элементами питания, температуры почвы и воздуха и др. На повышенных фонах пшеница кустится лучше. Внесение удобрений, особенно азотных, значительно увеличивает кустистость. Крупные зерна дают большее число побегов, чем мелкие. Высокая температура резко сокращает продолжительность и интенсивность кущения.

В период кущения у яровой пшеницы начинается закладка репродуктивных органов. Конус нарастания дифференцируется, на нем появляются колосковые бугорки, из которых в дальнейшем образуются генеративные органы цветков -- тычинки и пестики, а также колосковые и цветковые чешуи. Появление колосковых бугорков у пшеницы обычно растягивается на три -- пять дней и более. От условий внешней среды в этот период зависит число колосков в будущем колосе. На хорошо обеспеченных влагой и питательными веществами участках при раннем посеве формируется крупный колос с большим числом колосков. При повышенной температуре и поздних сроках посева, недостатке воды и питания закладывается мелкий колос. В сплошных посевах в нечерноземной зоне у яровой пшеницы обычно насчитывается 12--17 колосков. Нередко часть колосков -- нижних или верхних -- остается недоразвитой и не дает зерна. В отдельные годы недоразвитыми бывают нижние колоски, в другие -- верхние. По характеру отмирания колосков можно судить об условиях, в которых проходило формирование колоса. Если недоразвиты нижние колоски, растения испытывают недостаток воды или питания в первый период формирования репродуктивных органов. Верхние колоски чаще всего отмирают из-за недостатка влаги в почве в конце фазы выхода в трубку. Недоразвитие только одного-двух колосков в колосе приводит к недобору 10--15% урожая.

От условий выращивания зависит и количество цветков в отдельном колоске. При обильном питании и водоснабжении в колоске может образоваться три-четыре зерна вместо двух, как обычно. Многоцветковость, хотя и служит сортовым признаком, но во многом зависит от агротехнических факторов. Формирование дополнительно лишь одного колоска равноценно прибавке урожая на 2--5ц/га. Подобные простые расчеты не следует упускать из виду, так как урожай яровой пшеницы слагается из многих на первый взгляд незначительных величин.

К появлению четырех -- шести листьев у яровой пшеницы начинает удлиняться нижнее междоузлие. Время, когда оно достигнет длины 3--5 см, отмечают как выход в трубку. С этого момента и до колошения пшеница растет быстро. С каждым очередным листом у нее увеличиваются прирост сухого вещества и площадь ассимиляционной поверхности, максимум которой достигается в фазу колошения.

Стебель у яровой пшеницы продолжает расти и после выхода колоса из влагалища последнего листа. Большинство районированных в зоне сортов яровой пшеницы имеют стебель с четырьмя -- шестью междоузлиями высотой 90--115 см. Каждое последующее междоузлие длиннее нижележащего. Наибольших размеров достигает верхнее междоузлие, длина которого нередко составляет 25--40% общей высоты растения. Характерно, что сокращение высоты стебля у пшеницы в процессе селекции идет в первую очередь за счет уменьшения длины верхнего междоузлия.

Прочность стебля и связанная с нею степень устойчивости к полеганию может быть разной у одного и того же сорта в зависимости от условий произрастания. Излишнее загущение посевов создает затенение нижних междоузлий, они удлиняются и становятся менее прочными. Аналогичное положение наблюдается и при избытке азотных удобрений. Калийные удобрения, наоборот, усиливают устойчивость к полеганию.

Через несколько дней после колошения начинается цветение пшеницы. В годы с сухой и жаркой погодой оно может наступить сразу после выхода колоса. Отдельный колос у пшеницы в нечерноземной зоне обычно цветет три -- шесть дней. Массив отцветает за семь -- десять дней.

Семена у пшеницы, как правило, завязываются от самоопыления. После оплодотворения начинается развитие зародыша. Процесс зернообразоваиия у пшеницы обычно делят на три этапа: формирование, налив и созревание.

Формирование продолжается от оплодотворения до начала молочной спелости. К концу этой фазы, длящейся 10--16 дней, зерновка достигает своих конечных размеров. В ней накапливается до 25--35% сухого вещества, а содержание воды снижается до 65-- 70%. Зерно приобретает к концу фазы жидкомолочную консистенцию.

Налив зерна происходит от начала молочной спелости до начала восковой. В это время в зерно интенсивно поступают пластические вещества. Консистенция зерна изменяется от молочной до восковой. Содержание влаги к концу фазы налива снижается до 40--42%. При нормальных погодных условиях налив зерна продолжается от 20--25 до 30 дней, в прохладные и влажные годы -- дольше. При недостатке влаги и высоких температурах период налива резко сокращается. С окончанием фазы прекращается поступление питательных веществ в зерно, которое достигает своего конечного сухого веса, но еще сохраняет увеличенный объем.

Для фазы созревания характерно прекращение поступления из растения в зерно влаги и пластических веществ. Анатомически зерновка отделяется от материнского растения. Содержание влаги в зерне снижается с 35--40% до 17--18%, наступает полная спелость.

Продолжительность периода от восковой спелости до полной варьирует от 3--5 до 10--14 дней.

С достижением полной спелости заканчивается цикл развития яровой пшеницы -- от семени до семени. Послеуборочное дозревание, или период покоя семян, может продолжаться от одной - двух недель до нескольких Зимой биохимические процессы еще больше замедляются и семена не выходят из стадии покоя, сохраняя пониженную всхожесть до весны. Такие семена дают недружные, изреженные всходы. Чтобы снять период покоя, семена необходимо прогреть.

Период послеуборочного дозревания бывает короче, если во время налива зерна стоит сухая и теплая погода. Прохладная и дождливая погода, наоборот, удлиняет его.

Отмечается, что ценность культур как предшественников складывается из сложного комплекса воздействий на агрофизические и биологические показатели почвы. В зависимости от степени их выраженности создаются условия, необходимые для получения урожая и защиты его от неблагоприятных влияний (поражение болезнями и вредителями, засорённость и эрозия). Ссылаясь на данные кафедры общего земледелия, ГСХИ сообщает, что в среднем за три года урожайность яровой пшеницы размещённой по яровой пшенице был меньше на 2ц/га, чем при посеве её по ячменю.

В.П. Заикин не рекомендует повторять яровые зерновые более двух лет подряд из-за сильного роста засорённости, нарастания корневых гнилей и скрытостебельных вредителей. Для получения высокого урожая яровую пшеницу в севообороте лучше размещать после пропашных, зернобобовых и озимых культур.

В работе В.В. Ивенина указывается, что правильное размещение культур в севообороте является одним из главных путей увеличения урожайности культур и повышения качества сельскохозяйственной продукции.

В работах других авторов отмечается, что влияние предшественников в севообороте отражается не только на урожайности, но и на агроэкологических условиях (плотность почвы, влажность, фитосанитарные условия и др.) следующих за ними агроценозов яровой пшеницы. Размещение её после овса и ячменя приводило к снижению урожайности в засушливые годы на 4,4 и 10,3ц/га соответственно, а в увлажнённые даже больше на 11,8 и 15,7ц/га.

Предшествующая культура и уровень агротехники её возделывания оказывают влияние не только урожай, но и на качество зерна.

Основными показателями качества зерна пшеницы является натурный вес, стекловидность, содержание сырой клейковины и её качество.

Что яровая пшеница формирует наибольший урожай зерна в условиях Заволжья при размещении её в севообороте после многолетних трав, озимой пшенице и чине. При монокультуре в течение двух лет урожай её снижался на 2,0 - 4,0ц/га. Наиболее крупное зерно получено при размещении пшеницы по кукурузе и по чине. Высокой стекловидностью [77-82%], за счёт лучшего обеспечения азотом, характеризовалось зерно пшеницы, размещённой по чине. Зерно с пониженной стекловидностью получено после посева по кукурузе [42-68%] и по озимой пшенице [64%]. Зерно с высоким содержанием клейковины [31,2-32%] получено при высеве пшеницы в течение двух лет после кукурузы по озимой пшенице.

Так как фактором лимитирующей урожайности и качества зерна яровой пшеницы считается недостаточная обеспечённость растений влагой и элементами питания, то совершенствование технологии её производства должно быть направлено на накопление, эффективное использование влаги и улучшения уровня питания. Важную роль в этом, утверждают они, играет правильный выбор предшественника. В среднем за три года после озимой ржи и кукурузы увеличивалось содержание клейковины в зерне, в разные годы, в диапазоне от 0,8 до 7,8%.

Пшеница является основным продуктом питания во многих странах мира. Для получения достаточного количества хлебных и других продуктов питания необходимо иметь не только большое количество зерна, но и высокое его качество, в чём не малую роль играют предшественники культуры.

1.2 Биология головневых грибов

Головневые грибы -- интересная во многих отношениях группа базидиомицетов. Известно около 1000 видов головневых грибов, объединенных в 40 родов. Головневые грибы поражают большинство органов своих растений-хозяев, в том числе вегетативные и цветочные почки, листья и стебли, лепестки венчика и чашелистики, тычинки и пестики, плоды и семена. Реже они поражают корни. Пораженные части растений выглядят как обугленные или покрытые сажей. Поэтому заболевания, вызываемые головневыми грибами, носят название «головня».

Головня -- распространенное и вредоносное заболевание, которое поражает все хлебные злаки и дикорастущие злаковые травы. Вызывается грибами из класса Базидиомицеты (Basidiomycetes), подкласса Телиомицеты (Teliomycetidae), порядка Головневые (Ustilaginales).

Головневые грибы -- обязательные (облигатные) паразиты. Основной тип поражения, который они вызывают, -- разрушение тканей с образованием сажистой массы, состоящей из телиоспор (хламидоспор). Это узкоспециализированные паразиты: поражая хлебные злаки, они приспосабливаются к ним, причем определенные виды головневых грибов поражают конкретные виды растений.

Возбудители головни. Возбудители -- грибы (класс Basidiomycetes, порядок Ustilaginales). В цикле своего развития они имеют грибницу, головневые споры (телиоспоры), геммы и базидиоспоры.

Мицелий у головневых грибов хорошо развитый, эндогенный, простирается в пораженной ткани по межклетникам, иногда пронизывает клетки, способен распадаться на головневые споры. Перед распадом на споры он сильно ветвится, гифы делятся дополнительными поперечными перегородками, оболочки клеток ослизняются, затем формируются более толстые пигментированные оболочки, и клетки отшнуровываются от основного мицелия. Такие обособленные участки грибницы называются головневыми спорами, они образуют пылящую или плотную темную массу (головню). Мицелий после проникновения в пораженный орган растения распространяется в нем диффузно (особенно у видов, которые заражают в фазу проростка). Однако мицелий не пронизывает все растение.

Поражение отдельных или всех частей колоса объясняется тем, что гриб вскоре после заражения через точку роста проникает в зачаточный колос, когда растение находится в начальной фазе развития, а затем при энергичном росте стебля быстро выносится вверх. Мицелий сосредоточивается и развивается в зависимости от вида возбудителя в завязи, частях колоса, стебле.

Головневые споры служат для распространения и сохранения вида в неблагоприятных условиях.

Возбудители головни поражают все хлебные злаки. Заражение растений происходит в молодом возрасте, чаще в эмбриональный период.

Разрушению подвергаются отдельные завязи или целые соцветия, стебли, листья. На пораженных органах образуется черная пылящая масса. В зависимости от разрушения тех или иных органов, а также от признаков проявления заболевания различают на хлебных злаках несколько типов головни: пыльную, твердую, пузырчатую, стеблевую, карликовую.

По характеру проявления болезни на колосе различают два типа -- твердую и пыльную головню. При твердой головне разрушается только зерно, оболочка зерна сохраняется. Головневые споры находятся как бы в мешке, отсюда и название -- головневые мешочки.

При пыльной головне разрушаются почти все части колоса, споры легко разносятся ветром. Характер проявления болезни на колосе не связан с биологическими и экологическими особенностями видов головни. Это признак, позволяющий легко распознавать близкие виды возбудителя по проявлению болезни, но он не позволяет объединять их по другим свойствам (типу заражения, сохранению инфекции, специализации, морфологии и т. д.).

Например, биология возбудителя пыльной головни пшеницы (Ustilago tritici) не сходна с биологией возбудителя пыльной головни овса (U. avenae) или пыльной головни кукурузы (Sorosporium reilianum). Виды из рода Urocystis (U. occulta и U. tritici) разрушают верхнюю часть стебля, листовые влагалища и листья и образуют продольные черные полосы.

Головня на зерновых культурах -- одно из наиболее вредоносных заболеваний. При головне чаще всего поражается та часть растения, ради которой эта культура возделывается, -- колос, початок или метелка. Зерно полностью превращается в черную споровую массу или при поражении других органов часто не развивается. В связи с этим урожай больных растений уничтожается нацело.

Кроме явных потерь урожая, головня вызывает потери, не поддающиеся учету при внешнем осмотре посевов. Это так называемые скрытые потери. Они выражаются в том, что возбудитель, находящийся в растении с момента прорастания зерна до созревания семян, действует на растение угнетающе: снижается всхожесть семян, зараженные проростки сильнее поражаются почвенными грибами, растения отстают в росте, многие из них не выколашиваются, нарушается нормальное течение биохимических процессов, снижается налив зерна.

Большинство видов головневых грибов сохраняется из года в год в виде головневых спор на поверхности зерна или в почве, и только у немногих видов мицелий зимует внутри зерна. Головневые споры в почве долго не сохраняются, они не нуждаются в периоде покоя и при благоприятных условиях влажности и температуры прорастают. Как правило, это происходит той же осенью или весной следующего года. Исключение составляют споры, собранные в клубочки (Urocystis occulta), находящиеся в пузыревидных наростах растений (Ustilago zeae), и споры, требующие периода покоя (Tilletia controversa).

Период заражения растений головневыми грибами ограничен возрастом ткани. Одни виды заражают только проростки зерна (Т. caries, U. avenae), другие способны заражать молодые надземные части растений (Т. controversa, U. zeae), третьи заражают завязи в период цветения (U. tritici, U. nuda).

У нас в стране на зерновых культурах паразитирует около 20 видов головневых грибов. Все они узкоспециализированы, приурочены только к одному виду питающего растения. Например, возбудитель твердой головни пшеницы (Tilletia caries) не заражает овес или ячмень, возбудитель головни овса не может заразить пшеницу и т. д.

Наличие гетероталлизма (раздельнополости) у головневых грибов определяет возможность получения новых форм и рас, отличных oт родительских либо в морфологическом отношении, либо в отношении специализации, вирулентности, культуральных признаков, биохимических и других особенностей.

Новые формы и расы образуются в результате межвидового и внутривидового скрещивания. Чаще они возникают от скрещивания между близкими видами и формами головни.

В природе количество форм и рас в пределах вида не является постоянным, процесс формирования идет непрерывно. У некоторых видов имеется по одной форме, а у других их несколько.

Знание специализации и расового состава возбудителя важно не только для селекционеров в работе по выведению устойчивых сортов, но и для практических работников, которые должны правильно подходить к выбору сортов, а также проводить замену поражаемых сортов.

Твердая головня. Возбудители--Tilletia caries (DC.) Tul. (син. Т. tritici Wint.) --споры шаровидные с сетчатой оболочкой, 14--22 мкм в диаметре и Т. levis Kuehn.--споры неправильно округлые, 15--23 мкм в диаметре или продолговатые, размером 17--25х14--19 мкм, с гладкой оболочкой. Поражают завязь. Вместо зерна образуется головневый мешочек, состоящий из телиоспор, покрытых сероватой оболочкой. При раздавливании головневого мешочка обнаруживается мажущаяся, жирная на ощупь, темно-коричневая масса спор с селедочным запахом. Заражение растений происходит в почве от прорастающих спор, находящихся на поверхности семян. Заражаются проростки через колеоптиле.

Карликовая головня. Возбудитель -- Tilletia controversa Kuehn. Спор округлые, с сетчатой поверхностью, часто окружены бесцветным слизистым слоем, 19--28 мкм в диаметре Наряду с темноокрашенными телиоспорами встречаются бесцветные (гиалиновые) споры с гладкой оболочкой. Поражает завязь, как и твердая головня. В колосе вместо зерна образуются головневые мешочки, мелкие, с закругленным верхним конусом и маленьким отростком--остатком рыльца.

Растение, пораженное карликовой головней, низкорослое (карликовое), с повышенной кустистостью Заражение растений происходит у поверхности почвы. Заражаются всходы в фазе одного--трех листьев.

Пыльная головня. Возбудитель--Ustilago tritici (Pers ) Jens Споры мелкие, шаровидные или продолговатые, 5--9 мкм в диаметре. Разрушает все части колосков. От колоса остается неразрушенным только стержень Больные колосья появляются к моменту колошения. Вместо колоса из влагалища листа выступает сажистая масса спор. Споры распространяются током воздуха. Растения заражаются в период цветения от спор, попадающих на цветки с соседних больных колосьев.

1.3 Влияние корневых гнилей на развитие и урожайность яровой пшеницы

В последние годы в разных зонах страны усилилось распространение корневых гнилей, особенно яровой пшеницы и ячменя. К причинам относят нарушение севооборотов, подкисление почвы, нерегулярность внесения навоза и ряд других.

Исследованиями многих учёных, по разным зонам РФ показало, что очень часто в борьбе с корневыми гнилями более эффективными являются предпосевные обработки, в том числе протравливание семян. Благодаря этому уменьшается запас инфекционного материала, повышается устойчивость и выносливость растений.

Вредоносность корневых гнилей проявляется в снижении продуктивности растений, урожайности культуры и ухудшении качества продукции. Размер вреда определяется условиями выращивания пшеницы и паразитическими свойствами патогенов.

В настоящее время в связи с антропогенным влиянием корневые гнили распространились настолько сильно, что их с полным основанием можно назвать болезнью века. Они с одинаковой силой вредят как в засушливых условиях Саратовской области, Казахстана, так и в суровых - Западной Сибири. Болезни поражают посевы пшеницы и ячменя практически ежегодно.

Корневые гнили пшеницы, ржи, ячменя, овса относятся к числу внешне малозаметных, но весьма вредоносных заболеваний хлебных злаков. Возбудителями корневых гнилей являются широко распространенные виды грибов, живущие на оболочках и внутри семян, в почве и на остатках отмерших растений. Они поражают многие виды растений из самых разнообразных семейств, легко переносят различные климатические и почвенные условия.

Корневые гнили по типу проявления объединяют разнообразные болезни: гнили проростков, ожог проростков, корневая гниль, гниль основания стебля, гниль узла кущения, надлом стебля и др. Термин корневая гниль охватывает болезни, возбудители которых проникают из почвы в корневую систему или основание стеблей.

При поражении растений корневыми гнилями первые симптомы заболевания обнаруживаются в виде некротических бурых пятен и штрихов на первичных корнях и подземных междоузлиях. Эти поражения внешне не оказывают заметного влияния на рост и развитие растений и на первый взгляд кажутся безвредными. Однако в последующем эти поражения увеличиваются, инфекция распространяется и на другие растения, и к моменту колошения или цветения побурение обнаруживается не только на корнях, но и на подземных междоузлиях и основании стебля.

Корневые гнили вызывают несколько видов фитопатогенных грибов, обитающих в почве, и сохраняющихся в почве, на семенах и растительных остатках. Наиболее распространенными и вредоносными являются фузариозная, гельминтоспориозная, церкоспореллезная и офиоболезная корневые и прикорневые гнили. На одних и тех же посевах можно обнаружить несколько видов возбудителей заболеваний. В различных эколого-географических зонах преобладают определенные фитопатогенные комплексы.

Распространение корневых гнилей может быть неравномерным. Болезнь может являться причиной выпадения всходов, уменьшения продуктивной кустистости, числа зерен в колосе и массы 1000 зерен, ухудшения их качества, и в годы сильного развития корневых гнилей потери могут составлять 15-40 %. Различные виды корневой гнили вызывают сходные симптомы поражения.

Эпифитотиям корневых гнилей обычно предшествует длительный предэпифитотийный период, в течение которого инфекция накапливается в почве. Также причиной эпифитотии является перенасыщение севооборотов зерновыми культурами, восприимчивыми к заболеванию, а также погодные условия, способствующие сохранению почвенной инфекции. В этих случаях эпифитотии могут принять хронический характер и повторяться ежегодно.

Фузариозная корневая гниль вызывается грибами Fusarium culmorum, F. oxysporum, F. avenaceum и другими. Это широкоспециализированные патогены, поражающие пшеницу, рожь, ячмень, злаковые травы, слабее - овес, и многие другие культуры. В разных зонах встречается различный комплекс видов фузариозных грибов. Они поражают всходы и взрослые растения. Болезнь проявляется в виде побурения проростков, колеоптиля, узла кущения, первичных и вторичных корней. Характерным признаком заболевания является трухлявость корней, белостебельность, пустоколосость. При влажной погоде на пораженной ткани образуется розовый или желтоватый налет спороношения патогенов. Начиная с фазы кущения у основания побегов на листовых влагалищах, а позже на стеблях наблюдается сплошное потемнение и некротические полосы. Верхние корни и основания стеблей загнивают и при повышенной влажности покрываются бело-розовым налетом грибницы и спороношения патогена. На продольном разрезе стебля обнаруживаются глубокие некрозы, а внутри стебля вне пределов поражения розовый мицелий.

У основания проростков при влажной погоде образуется розовый налет мицелия; на колосковых чешуях и зерне может быть красно-коричневый налет гриба, развивается и пустоколосость.

Конидии (гриба) фузариумов серповидные или веретено-серповидные, с перегородками. У некоторых видов Fusarium встречаются микроконидии одноклеточные или с одной перегородкой овальной, эллипсовидной или яйцевидной формы.

Возбудители сохраняются в почве в виде хламидоспор, на растительных остатках или в семенах - в виде мицелия, макро - и микроконидий до 3 лет и более. Чаще всего образуются сложные патогенные комплексы с другими грибами. Заражению способствует умеренно теплая погода, температура не выше 25°С, относительная влажность воздуха 70-80%, наличие неразложившихся остатков в почве, несбалансированное азотное удобрение, нарушение севооборота.

Гельминтоспориозная корневая гниль (Bipolarissorokiniana= Helminthosporiumsativum) распространена повсеместно, однако наиболее вредоносна в Поволжье, на Урале, Алтае, в Сибири. Поражает яровую пшеницу, ячмень, злаковые травы в сильной степени, озимую пшеницу и рожь - слабее, овес практически устойчив. Сначала заражаются и гибнут проростки. В фазе всходов болезнь проявляется на колеоптиле и у основания проростка в виде темных некрозов. В фазе выхода в трубку буреют подземное междоузлие, основание стеблей и влагалища прикорневых листьев, корни загнивают и отмирают. При гельминтоспориозной инфекции на зараженной ткани развивается темно-оливковый или почти черный конидиальный налет. При сильном развитии болезни наблюдаются отмирание продуктивных стеблей, пустоколосость и щуплость зерна. Гриб-возбудитель болезни развивается в конидиальной стадии, сумчатая стадия утрачена. Мицелий у Helmintosporum sativum темно-окрашенный, конидиеносцы в пучках, коленчатые, бурые. Конидии веретеновидные или неравнобокие, слегка изогнутые, темно-оливковые, с 2-13 перегородками, размером 60-134 х 16-30 мкм.

На первом этапе заболевания поражаются и гибнут проростки. Происходит побурение колиоптиля, пожелтение и деформация листьев, общее угнетение растения. У сохранившихся взрослых растений болезнь проявляется в загнивании, побурении и почернении первичных и вторичных корней, узла кущения, нижней части стебля, которые могут переламываться. На листьях появляются овальные пятна от светло-коричневого до темного цвета со светлой каймой. При влажной погоде на пораженных тканях заметно обильное конидиальное спороношение темно-оливкового, темно-бурого или почти черного цвета. В результате чего растение отстает в росте, наблюдается белостебельчатость и белоколосость, щуплость зерна в колосе, пустоколосость и гибель продуктивных стеблей. Иногда зерна в колосе буреют, сморщиваются и имеют побурение в зоне зародыша - «черный зародыш».

Инфекция передается с семенами через почву, переходит с зараженных пожнивших участков, а также переносится воздушными потоками с пораженных прикорневых участков растений. Конидии гриба служат основной формой сохранения патогена в почве в отсутствие растения - хозяина; в состоянии покоя они жизнеспособны 4-5 лет. Заболеванию способствуют мягкая осень и зима; оптимальная температура 15°С, относительная влажность воздуха 95-97%. Развитию болезни благоприятствуют также нарушение севооборотов, использование нитратных форм азота, поражение вредителями (шведской мухой, стеблевыми блошками), повреждение посевов низкими температурами, неравномерный полив и т.д.

В последнее время, помимо вышеописанных возбудителей корневых гнилей, усиливается вредоносность грибов родов Pethium и Rhizoctonia, которые в отдельные годы могут наносить существенный вред зерновым культурам.

Главная особенность возбудителя фузариозов заключается в способности накапливать в продукции микотоксины. Поступление микотоксинов в пищевой рацион может привести к массовому отравлению людей, которая протекает с тяжелыми симптомами, и нередко заканчивается летальным исходом для пострадавших. Острая интоксикация микотоксинами сопровождается поражениями сердечно - сосудистой и нервной систем. Гистологические изменения затрагивают лимфатический аппарат, селезенку, костный мозг.

Кроме токсинов и сами фузариозные грибы могут попадать в организм человека. Так в одной из японских клиник были выявлены пациенты, зараженные теми же видами фузариозов, которые встречаются у растений.

Заболевание ухудшает перезимовку озимых, вызывает выпадение растений весной, отмирание отдельных колосков, полегание, пестроколосость, снижает натуру зерна и массы 1000 зерен. Ухудшается качество зерна, т.к. грибы-паразиты вырабатывают микротоксины.

Основными источниками инфекции всех видов корневых и прикорневых гнилей служат почва, пожнивные остатки, семена. Факторами, усиливающими развитие гнилей, являются нарушение агротехники, несоблюдение севооборотов и степень их насыщенности зерновыми культурами.

Определить степень вредоносности корневых и прикорневых гнилей можно путем обследования посевов, которое проводится два раза за сезон: в фазах всходы - кущение - для озимых посевов осенью, для яровых - весной и в фазе созревания зерна перед уборкой. В случае развития церкоспореллезной гнили учет проводят в период колошения - молочной спелости.

Корневые гнили - это болезнь растений, ослабленных неблагоприятными факторами среды, например, резкими перепадами температур. Во время сева зерновых культур погода стоит очень неустойчивая - то холодно, то жарко, то заморозки, и это отрицательно влияет на растения, снижает их устойчивость к неблагоприятным факторам.

Комплекс патогенов постоянно меняется в зависимости от зоны возделывания, степени насыщенности зерновыми культурами, агротехники и даже сорта. В одной области превалируют фузариозно-гельминтоспориозные гнили, в другой - наоборот - гельминтоспориозно-фузариозные, а порой развивается смешанная инфекция. Иногда корневые гнили проявляются на ранней стадии развития растений, и в этом случае бывают очень вредоносны, а бывает и так, что проявляются к концу уборки и существенного вреда урожаю не наносят.

Каковы же подходы к борьбе с корневыми гнилями? В том случае, когда хозяйство протравливает семена зерновых против головни, погибают и возбудители, которые находятся на семенах и в почве, и проблема решается комплексно. Если же головневой инфекции нет, справиться с гнилями помогут микробиологические препараты, с помощью которых можно повысить устойчивость к неблагоприятным факторам, в том числе и к корневым гнилям.

Экономический порог вредоносности обыкновенной корневой гнили, определяемый по степени развития болезни, составляет 10-15%. Говоря о вредоносности, следует отметить, что при развитии гнили в 10% количество протеина в зерне составляет 12,5, клейковины 30,0%, сила муки - 312 ед., объем хлеба - 770 мл, тогда как при увеличении заболевания в варианте того же опыта в два раза эти параметры снижаются соответственно до 10,4, 25, 245, 640.

Сложные экономические условия, в которых оказались хозяйства в последнее время, ухудшили условия выращивания зерновых культур
(ограниченный выбор предшественника, рост засоренности посевов, нарушение сроков и качества обработки почвы, снижение объемов переходящих семенных фондов и обеспеченности растений основными элементами питания, а также объемов протравливания) и как следствие - фитопатологическую ситуацию в посевах. Растет пораженность посевов корневыми гнилями.

Вредоносность проявляется также в ухудшении посевных качеств, увеличении процента щуплых зерновок, снижении натурального веса, стекловидности и содержания клейковины, а некоторые виды грибов рода фузариум, заражающие зерно являются токсичными для человека и животных.

Наибольшая вредоносность проявляется на посевах наибольшей пораженности, а наибольшее количество больных растений в посеве отличается при посеве яровой пшеницы по одноимённым, сильнопоражённым культурам.

Потери урожая яровой пшеницы в годы массового развития гнилей повсеместно достигают 30%, а иногда и больше.

Следовательно, размещение яровой пшеницы по лучшим предшественникам имеет огромное значение в ограничении поражённости посева, вредоносности болезни и уменьшении ущерба от корневых гнилей.

Протравливание семенного материала - один из основных методов, способных защитить семена, проростки и всходы от головневых заболеваний, корневых гнилей и плесневения семян, а также от мучнистой росы, ржавчины, гельминтоспориозной, септориозной и других пятнистостей листьев до фазы кущения - трубкования.

1.4 Характеристика действия протравителей

Протравители - химические вещества для обеззараживания семян, главным образом с целью защиты растений от заражения патогенными микроорганизмами в начале роста и развития. Должны обладать дезинфицирующим и защитным действием. Дезинфицирующее действие протравителей семян (способность уничтожать заразное начало - споры, грибницу, бактерии и т.д.) проявляется в момент протравливания, защитное - в почве, где протравители семян создают зону, предохраняющую семена и всходы от плесневения и заражения возбудителями корневой гнили. В качестве протравителей семян чаще всего используют вещества, обладающие фунгицидными или бактерицидными свойствами. Применяют также комбинированные протравители, в состав которых, кроме фунгицидов или бактерицидов, могут входить инсектициды, гербициды, микроэлементы и т.п. Для подавления внутренней инфекции семян (пыльная головня пшеницы и ячменя) применяют протравители системного действия. Относится к средствам защиты растений.

Предпосевная обработка семян позволяет защитить растения от болезней практически на всех этапах роста и развития. Это достигается благодаря подбору химических веществ с многосторонней биологической активностью, разработке новых препаративных форм и прогрессивных способов их нанесения на семенной материал (инкрустация, пленочное покрытие). В последние годы происходит замена фунгицидов для обработки, семян против отдельной болезни на препараты с комплексным действием против нескольких болезней. Для более рационального использования фунгицидов и предотвращения резистентности к ним у возбудителей болезней разрабатываются комбинированные протравители на основе компонентов с различным характером, механизмом или спектром фунгицидного действия.

Протравливание семян - экономически очень выгодный прием, он обеспечивает как минимум 15-кратную окупаемость затрат. При этом норма расхода пестицидов в 5 раз ниже, чем при использовании других видов ХСЗР.

Главное требование, предъявляемое сегодня к фунгициду-протравителю - высокая эффективность против головневых заболеваний. Протравитель также должен хорошо подавлять корневые гнили и плесневение семян.

Выбор протравителя зависит от культуры, репродукции семян, типа почвы, спектра и уровня фунгицидного действия протравителя, а также его препаративной формы. Крайне важно провести перед началом обработки фитоэкспертизу семян, которая выявляет видовой состав возбудителей и степень пораженности и тем самым обеспечивает экономию дорогостоящих протравителей на 30-40%.

Для того чтобы протравливание семенного материала было эффективным и обеспечило в дальнейшем дружные всходы зерновых культур, следует готовить семена в соответствии с требованиями ГОСТа 12038-84 и соблюдать технологию обработки с учетом препаративных форм протравителей.

Технология протравливания, определение его качества (полноты), а также требование к месту (пункту) протравливания, оборудованию, обслуживающему персоналу, к организации технологического процесса протравливания семян, а также к хранению и транспортировке пестицидов, протравленных семян и отходов, охране труда и технике безопасности изложены в специальных Инструкциях по протравливанию семян сельскохозяйственных культур. Они согласованны с Главным государственным санитарным врачом РФ и требуют обязательного соблюдения.

Обработка семян помимо основного назначения - защиты сельскохозяйственной культуры решает также задачи регулирования роста и развития будущего растения. С этой целью на семена наносят препараты системного действия, которые защищают растение от комплекса болезней и вредителей в течение 8-12 недель, регуляторы роста, стимулирующие жизненные процессы в растении и микроудобрения для лучшего роста и развития сельскохозяйственной культуры.

В последние годы значительно изменился ассортимент фунгицидов, применяемых для предпосевной обработки семян. На смену протравителям в виде смачивающихся порошков, которые не обеспечивали хорошего покрытия зерновки рабочим раствором, а после высыхания начинали осыпаться и «пылить», пришли препараты в виде ВСК (водно-суспензионные концентраты), КС (концентраты суспензий) или КМС (концентраты масляных суспензий).

Их преимущество в том, что они не пылят, не токсичны, обладают хорошей эффективностью благодаря высокой дисперсности. Эти протравители содержат в своем составе прилипатели, пленкообразователи, красители и другие специальные добавки, обеспечивающие равномерное покрытие семян рабочим раствором. Образующаяся на зерновке пленка действующего вещества устойчива к механическим повреждениям, поэтому препарат не осыпается.

Для того чтобы сорта зерновых культур могли максимально реализовать свои генотипические и генетические возможности, посевной материал должен быть здоровым, защищенным от внутренней и внешней инфекции, поэтому протравливание является обязательным агроприемом.

В первую очередь это касается семенных посевов, так как при производстве семян, особенно элитных, по ГОСТу не допускается наличие растений, пораженных пыльной головней, патогены которой находятся внутри зерновки. На сегодняшний день практически все сорта восприимчивы к этому заболеванию, лишь единицы из них защищены генетически.

Весна в Сибири, как правило, холодная, семена долго лежат в непрогретой почве, в это время начинается начальное развитие корневых гнилей, а генами устойчивости к ним пока не обладает ни один из существующих сортов. Поэтому для защиты всходов от почвенной инфекции необходима обработка семенного материала фунгицидами. Их подбор должен осуществляться на основании данных фитоэкспертизы семян.

Большинство из системных протравителей в той или иной степени обладают ретардантным действием на зародыш, при этом может снижаться энергия прорастания и полевая всхожесть семян, особенно в условиях недостатка влаги. Поэтому агрономы должны соблюдать как минимум два обязательных условия: во-первых, строго выдерживать рекомендуемую норму расхода препарата, а во-вторых, не заглублять семена при посеве. Если по различным причинам этого не избежать, для получения желаемой густоты посевов норму высева протравленных семян можно немного увеличить, приблизительно на 10%.

В соответствии с Законом Красноярского края «О государственной поддержке субъектов агропромышленного комплекса» выбор средств химизации для бюджетных закупок в 2005-2006 годах осуществлялся на основе сводной заявки. Большая часть зернопроизводителей из всех предлагаемых фунгицидов для предпосевной обработки семенного материала предпочли виал ТТ производства фирмы «Август», как двухкомпонентный протравитель семян зерновых колосовых культур и подсолнечника (0,3-0,5 л/т). Виал ТТ - это водно-суспензионный концентрат, содержащий 60 г/л тебуконазола (класс триазолов) и 80 г/л тиабендазола, относящегося к классу бензимидазолов. Оба компонента обладают профилактическим и лечащим системным действием, а также защищают всходы и корневую систему растений от поражения почвенными патогенами, что особенно важно в условиях высокой зараженности почвы. В последние два года этим препаратом в крае обеззараживается около 50% всех семян зерновых культур, суммарно за это время - более 180 тыс. т. Такой рост объемов применения виала ТТ объясняется его высокой эффективностью против головневых заболеваний, корневых гнилей различной этиологии, плесневения семян, а также хорошим информационно-технологическим сопровождением специалистами фирмы «Август». С 2004 года демонстрационные испытания протравителя виал ТТ проводят ученые Красноярского научно-исследовательского института сельского хозяйства (ГНУ КНИИСХ СО РАСХН) и кафедры плодоовощеводства и защиты растений Красноярского государственного аграрного университета (КрасГАУ). Производственное применение этого фунгицида в четырех почвенно-климатических зонах Красноярского края показало его высокую биологическую и хозяйственную эффективность.

Данные исследований кафедры плодоовощеводства и защиты растений КрасГАУ, проведенных в 2004 году, подтвердили высокую биологическую эффективность препарата в борьбе с болезнями в условиях Красноярской лесостепи. При среднем уровне распространения пыльной головни и корневых гнилей в посевах яровой пшеницы на делянках, засеянных семенами, обработанными виалом ТТ, не было обнаружено признаков заболеваний. В результате опытов была выявлена тесная корреляционная зависимость элементов структуры урожая от применения данного протравителя. Обеззараживание семян Виалом ТТ обеспечивает увеличение продуктивного стеблестоя зерновых культур, количества зерен в колосе, массы 1000 зерен.

Следует учитывать, что при использовании протравителей на основе карбоксина накапливается и нарастает фузариозная инфекция, в связи, с чем значительно увеличивается распространение и развитие корневых гнилей, вызываемых этими возбудителями. Против фузариозных корневых гнилей, грибов рода Septoria эффективны препараты, содержащие бензимедазол и триазол. Это бенлат, 50% с.п.; фундазол, 50% с.п.; колфуго супер, 20% в.с; дивиденд, 3% к.с; максим стар, 3,5% к.с, и др. Применение триазолсодержащих протравителей позволяет значительно отодвинуть сроки, а в некоторых случаях совсем отказаться от обработки посевов фунгицидами против листостеблевой инфекции.

В борьбе с гельминтоспориозной инфекцией хорошо зарекомендовали себя: дивиденд, 3% к.с; максим стар, 3,5% к.с; премис, 2,5% к.с; премис тотал, 32,5% к.с; байтам - универсал, 19,5% с.п.; винцит, 5% с.к. Они надежно защищают растения до фазы полной спелости. Во избежание проявления резистентности к возбудителям В. sorokiniana и видам p. Fusarium необходимо осуществлять чередование протравителей на основе бензимедазола с триазоловыми препаратами и соединениями других химических групп.

Такие протравители, как байтан, байтан - универсал, витавакс, фундазол и другие, эффективны против гельминтоспориозной корневой гнили: они в 3-5 раз снижают развитие болезни и обеспечивают повышение урожайности яровой пшеницы на 10-15%.

Протравливание семян пшеницы байтаном и витатиурамом снижало степень заболевания растений корневой гнилью, повышало густоту всходов, увеличивало урожайность зерна и массу 1000 зерен. Наиболее эффективными протравителями на пшенице зарекомендовали себя байтан и витатиурам.

В результате изучения эффективности протравителей на развитие корневой гнили и урожайность ярового пшеницы в Западной Сибири установлено, что все испытываемые протравители показывают высокую эффективность, положительно влияют на продуктивную кустистость пшеницы (самой высокой она была в вариантах с байтаном - универсалом). Здесь также отмечался самый низкий индекс развития болезни по всем органам растения и самая низкая ее распространенность. Другие протравители в опыте также достоверно снижали развитие корневой гнили по всем показателям. Это свидетельствует о положительном действии протравителей на развитие культуры. Отмечено также позитивное влияние на урожайность большинства из изучаемых фунгицидов: достоверную прибавку обеспечили практически все системные препараты.

Таким образом, протравливание семян пшеницы снижает степень заболевания растений корневой гнилью, повышает густоту всходов и увеличивает урожайность зерна.

Наиболее эффективным из протравителей считается Раксил-Т, 51,5% с.п. Два действующих вещества в его составе с разными механизмами действия снижают риск резистентности против возбудители пыльной головни пшеницы и ячменя. Надежно защищает от корневых гнилей, активен против грибов, вызывающих плесневение семян (Alternaria, Penicillium, Aspergillus).

Фунгицидная активность винцита в условиях Саратовской области, например, составила: против корневых гнилей - 61%, пыльной головни - 99-100%. При этом на 1,5-2% отмечено повышение продуктивной кустистости, массы зерна с 1 колоса, массы 1000 зерен. В итоге повышение урожайности составило 15,5%. Винцит разрешен для применения на всех зерновых колосовых культурах (озимых и яровых), подсолнечнике, льне - долгунце.

Он не только обеззараживает семена и защищает их от почвенной инфекции, но и обеспечивает защиту всходов от аэрогенной инфекции до одного месяца. Лучше всего винцит применять перед посевом (за 14 дней). Препаративная форма - суспензионный концентрат с прилипателем - также одно из его преимуществ.

В Красноярском крае серьезные проблемы в производстве зерна создают возбудители болезней, которые заселяют семена и растительные остатки в почве. Наиболее опасны грибные заболевания, менее - вирусные и бактериальные. Повысить жизнеспособность и всхожесть семян, обеззаразить их от многочисленных возбудителей, избежать потерь урожая позволяет протравливание семян. Оно является наиболее важным, экономически выгодным, экологически безопасным приемом защиты семян от семенной, почвенной и раннесезонной аэрогенной инфекции.

2. Объект и методы исследования

Объектом исследования курсовой работы является яровая пшеница, сорт - Краса 2. Полевые опыты проводились в Емельяновском районе Красноярского края (ОПХ «Минино» Государственное Научное Учреждение Научно-Исследовательский Институт Сельского Хозяйства СО РАСХН). Данные были взяты за 2006 и 2007 года, оба года достаточно влажные (гидротермический коэффициент Селянинова равен за 2007 год - 1,25), поэтому проявление вредоносности корневых гнилей не высоко, так как в засуху их развитие увеличивается. С каждой делянки брали по 50 растений, в разных местах, в одной повторности. Длина одной делянки составляла 11 метров. Затем каждое растение подвергалось тщательному осмотру, и определялся балл поражения корневыми гнилями.