ВЛИЯНИЕ ПЛОДОРОДИЯ И МИНЕРАЛЬНОГО ПИТАНИЯ НА НАКОПЛЕНИЕ
ПАТОГЕННЫХ И СУПРЕССИВНЫХ МИКРОМИЦЕТОВ В ПОСЕВАХ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ
Манюхина
Ю. В.
магистр 2 курса факультета защиты растений,
«Кубанский государственный
аграрный университет
имени И. Т. Трубилина», Россия,
г. Краснодар,
Иванова
А.А.
студентка 3 курса факультета защиты растений
«Кубанский государственный
аграрный университет
имени И. Т. Трубилина», Россия,
г. Краснодар
Аннотация. В статье
рассмотрено влияние таких важных элементов технологии возделывания
сахарной свеклы как применение органических и минеральных удобрений на
накопление патогенных и супрессивных микромицетов. Отмечена важность приема биологизации почвы - внесения навоза
под первую культуру севооборота кукурузу на зерно в повышении супрессивных
свойств почвы и ее оздоровлении.
Ключевые слова: микромицеты,
патогены, супрессоры, органические удобрения, навоз, минеральные удобрения,
супрессивность.
Актуальность темы. В настоящее время одной из причин снижения урожайности сельскохозяйственных культур
является деградация чернозёмов, выразившееся в падении содержания гумуса,
ухудшении водно - физических свойств, подкислении почвенной среды [2]. Следствием этого явилось,
во-первых, создание неблагоприятных условий жизни для культурных растений, во-вторых,
значительное снижение микробиологической активности почвы, в-третьих,
ухудшение фитосанитарной обстановки в агроценозе большинства
сельскохозяйственных культур [4]. Это
обусловлено прежде всего недооценкой значимости приёмов биологизации, обеспечивающих
сохранение и воспроизводство почвенного плодородия, в которых участвует
почвенная микробиота [1].
Грибы являются индикаторами
здоровья почвы, как экосистемы. Биоиндикаторами фитосанитарного состояния почвы
может служить соотношение патогенной и супрессивной микрофлоры, которое в
большей степени определяет антифитопатогенный потенциал почвы. Немаловажное значение имеет и состав
условно-супрессивного комплекса, а именно соотношение токсинообразующих грибов из родов Penicillium и Aspergillus к грибам
из рода Trichoderma. Анализ комплекса микромицетов в
агроценозах позволяет судить о супрессивной способности почвы. Повышению
микробиологической активности способствует такие элементы технологий
возделывания культуры, как внесение
навоза под первую культуру севооборота, применение минеральных удобрений, способы обработки
почвы. При этом важная роль в порядке
приоритета отводится применению органических и минеральных удобрений [3].
В связи с этим нами были продолжены
исследования по изучению влияния этих приемов на фитосанитарное состояние почвы
и повышение ее супрессивности в посевах сахарной свеклы гибрида Евгения.
Материал и методы исследований. Сахарная свекла была посеяна по
озимой пшенице сорта Безостая 100, предшественником которой является кукуруза
на зерно. Влияние органических и минеральных удобрений на качественный и количественный
состав почвенной грибной микофлоры рассматривалось на следующих вариантах:
000 - без внесения органических и минеральных удобрений;
200 - с внесением 400 т/га подстилочного навоза и 400 кг/га P2O5 под первую
культуру севооборота кукурузу на зерно;
020 - с применением минеральных удобрений N120P80K40.
220 - с комплексным применением органических и минеральных
удобрений;
Навоз вносился под первую культуру севооборота под кукурузу на зерно в варианте 200 в
количестве 400 т/га с балансированием по
фосфору. Следовательно, в агроценозе сахарной свеклы проявлялось последействие навоза на третий
год после внесения.
Для
определения качественного и количественного состава почвенной грибной микофлоры
почву отбирали из корневой ризосферы сахарной свеклы в фазы 2-4 пар настоящих листьев, смыкания
листьев в междурядьях и перед уборкой.
Выделение
колониеобразующих единиц (КОЕ) грибов
проводили методом посева на искусственную питательную среду - голодный алкогольный агар. Для
этого 15 г почвенной пробы, отобранной из ризосферы растений озимой пшеницы,
смешивали с 735 мл водопроводной воды, встряхивали в течение 15 минут.
Полученную суспензию высевали по 0,3 мл
в чашки Петри на питательную среду и равномерно распределяли с помощью шпателя.
Повторность двухкратная.
Алкогольный
агар содержал 20 г агар-агара, 10 мл этилового спирта, 50 тысяч единиц
пенициллина, 100 тысяч стрептомицина в 1 л воды; лимонная кислота добавлялась
до pH 4-5. Чашки Петри инкубировали в течение 10-14 дней в термостате при
температуре 25°С, видовую принадлежность грибов определяли по отечественным и
зарубежным определителям. Помимо этого, отбирали почвенные пробы массой 15 г по
вариантам опыта для определения массы абсолютно сухой почвы. Этот показатель
был необходим для расчета пропагул микроорганизмов в 1 г абсолютно сухой почвы.
Расчет количественного содержания пропагул вели по формуле (1) (Easter, 1961):
(1)
где K - КОЕ в 1 г. абсолютно сухой почвы;
735 - объем суспензии, мл.;
n - количество колоний, шт.;
a - количество засеянных чашек Петри в одном варианте, шт.
(а=2);
b - объем суспензии, засеянной в одну чашку, мл. ( b=0,3);
с - вес
абсолютно сухой почвы, г.
Результаты исследований. Первый
анализ был проведен в фазу 2-4
пар настоящих листьев - 14.05.18. Всего были
выделены представители 8 родов микромицетов: Fusarium, Cladosporium,
Cephalosporium, Verticillium, Alternaria,Trichoderma, Penicillium и
Aspergillus. Первые пять родов характеризуются как условно- патогенные, а последние три составляют группу условно-супрессивного комплекса микромицетов.
Количество
КОЕ микромицетов значительно отличалось по вариантам опыта (таблица 1).
Таблица 1 - Влияние органических
и минеральных удобрений на качественный и количественный состав почвенной микофлоры в посевах сахарной свеклы в фазу 2-4 пар настоящих
листьев. Опытное поле КубГАУ 14.05.2018 г.
|
Вариант |
КОЕ,тысяч единиц в одном грамме абсолютно
сухой почвы |
|||||||||
|
условно-патогенная микофлора |
условно-супрессивная |
|||||||||
|
Fusarium |
Alternaria |
Verticillium |
Cephalosporium |
Cladosporium |
Всего |
Trichoderma |
Penicillium |
Aspergillus |
Всего |
|
|
000 |
1,6 |
0,2 |
3,0 |
0,3 |
0,8 |
5,9 |
0,0 |
0,5 |
0,2 |
0,7 |
|
020 |
0,6 |
0,4 |
2,3 |
0,8 |
0,1 |
4,2 |
0,0 |
0,1 |
0,0 |
0,1 |
|
200 |
1,1 |
0,6 |
1,0 |
0,3 |
0,5 |
3,6 |
0,6 |
0,5 |
0,4 |
2,0 |
|
220 |
0,6 |
0,3 |
1,3 |
0,2 |
0,7 |
4,1 |
0,8 |
0,5 |
0,5 |
1,8 |
В
патогенном комплексе на 14
мая в максимальных количествах выделялись
представители рода Verticillium, которые являются возбудителями трахеомикозного увядания многих
сельскохозяйственных культур. Количество КОЕ этих грибов зависело как от внесения навоза под первую культуру севооборота
кукурузу на зерно, так и от минеральных удобрений. Максимальное количество грибов этого рода накапливалось в
варианте без внесения удобрений и составляло 3 тысячи единиц пропагул на один
грамм абсолютно сухой почвы. Наиболее сильное сдерживающее влияние на плотность
вертицеллезной инфекции оказывало трехлетнее последействие навоза (вариант
200), в результате применения этого приема количество пропагул этого гриба
было снижено в 3 раза по сравнению с вариантом без внесения удобрений.
Сдерживающее влияние минеральных удобрений (вариант 020) было ниже. В этом
варианте количество КОЕ грибов из рода Verticillium снизилось в 1,3 раза по
сравнению с вариантом без внесения удобрений. В результате совместного
применения органических и минеральных удобрений плотность вертицеллезной инфекции
была снижена в 2,3 раза по сравнению с
контрольным вариантом.
Наиболее
вредоносными для всех
культур в севообороте являются грибы рода Fusarium. В фазу 2-4 пар настоящих листьев сахарной свеклы выявлены значительные колебания в количество
КОЕ этих микромицетов по вариантам опыта. Максимальное их количество выделялось
из почвы ризосферы в варианте без
удобрений. Следует
отметить, что последействие навоза снижало плотность фузариозной инфекции в
1,5 раза. Внесение одних только минеральных удобрений, как в отдельности, так
и комплексе одинаково снижало количество КОЕ фузариозной инфекции
– в 2,6 раза по
сравнению с вариантом без внесения удобрений.
В
фазу 2-4 пар настоящих листьев сахарной свеклы выявлена низкая количественная представительность грибов условно-супрессивного комплекса микромицетов. Грибы из рода Trichoderma встречались лишь в
варианте с последействием навоза (200). Их количественная
представительность была невысокой и
составила 0, 6 тысяч единиц пропагул на один грамм абсолютно сухой почвы. Грибы
из родов Penicillium и Aspergillus с количественной представительностью
в пределах от 0,1 до 0,5 тысяч единиц пропагул на один грамм абсолютно сухой
почвы встречались во всех вариантах
опыта. Количество КОЕ патогенной инфекции во всех опытных вариантах
преобладало над количеством КОЕ условно-супрессивной микофлоры, что
свидетельствует о низком
антифитопатогенного потенциала почвы и признаках почвоутомления во всех вариантах.
Таким
образом, во всех вариантах в ризосфере
сахарной свеклы по сумме КОЕ в фазу двух-четырех листьев преобладали
микромицеты условно-патогенного комплекса.
Такие элементы технологии
возделывания как внесение навоза, применение минеральных удобрений как в
комплексе так в отдельности сдерживали плотность вертицеллезной и фузариозной
инфекции. Это свидетельствует о положительном влиянии этих
элементов технологии возделывания
культуры на антифитопатогенный потенциал почвы.
В
фазу смыкания листьев в междурядьях
выявлено, что условно-патогенном комплексе
преобладающими были грибы из рода Fusarium (таблица 2).
Таблица 2 - Влияние органических и минеральных
удобрений на
качественный и количественный состав почвенной микофлоры в посевах сахарной свеклы в фазу смыкания
листьев в междурядьях. Опытное поле КубГАУ, 5.07. 2018 г.
|
Вариант |
КОЕ,тысяч единиц в одном грамме абсолютно сухой
почвы |
|||||||||
|
условно-патогенная микофлора |
условно-супрессивная |
|||||||||
|
Fusarium |
Alternaria |
Verticillium |
Cephalosporium |
Cladosporium |
Всего |
Trichoderma |
Penicillium |
Aspergillus |
Всего |
|
|
000 |
1,6 |
0,0 |
0,0 |
0,3 |
0,2 |
2,7 |
3,6 |
1,8 |
0,3 |
5,7 |
|
020 |
0,4 |
0,3 |
0,6 |
0,6 |
0,2 |
2,1 |
5,3 |
1,7 |
0,7 |
7,7 |
|
200 |
0,5 |
0,0 |
0,0 |
0,2 |
0,2 |
0,9 |
5,2 |
1,4 |
0,4 |
7,0 |
|
220 |
0,6 |
0,2 |
0,6 |
0,3 |
0,2 |
1,9 |
7,4 |
0,6 |
0,9 |
8,4 |
На долю этой инфекции в варианте без внесения удобрений
приходилось 59% от общего количества
выделенных патогенных микромицетов. Внесение навоза под первую культуру
севооборота кукурузу на зерно и внесение
минеральных удобрений как в комплексе, так в отдельности снижало количество
фузариозной инфекции в 2,6-4 раза по сравнению с естественным фоном плодородия
и минерального питания. В фазу смыкания листьев в междурядьях произошли
значительные изменения в условно-супрессивном комплексе
микромицетов. Во всех
опытных вариантах грибы рода Trichoderma преобладали над представителями родов Aspergillus и
Penicillium. Это свидетельствует о снятии признаков почвоутомления. Следует отметить, что внесение органических и
минеральных удобрений одинаково влияло на количество КОЕ грибов из рода Trichoderma. В этих вариантах количество
пропагул этих грибов на один грамм абсолютно сухой почвы было в 1,5 раза выше
по сравнению с контрольным вариантом. Комплексное применение органических и
минеральных удобрений оказывало наибольшее положительное влияние на количественный
состав грибов рода Trichoderma. В этом варианте количество КОЕ грибов этого
супрессора было в 1,6 раза выше по
сравнению с вариантом без внесения удобрений. Также в этом варианте
сложились наиболее благоприятные соотношения патогенов к супрессорам 1:4,4 при соотношении токсинообразующих грибов к
грибам из Trichoderma 1:5 рода. Это свидетельствует
о важности использования такого приема биологизации как внесение навоза в
повышении супрессивных свойств почвы.
Перед уборкой сахарной свеклы в ризосфере корневой
системы в максимальном количестве
выделялись группы рода Fusarium, количество КОЕ которых колебалось по
вариантам от 1,3 до 3 тысяч единиц пропагул на один грамм абсолютно сухой почвы
(таблица 3).
Таблица 3 -
Влияние органических и минеральных удобрений на качественный и количественный
состав почвенной микофлоры в посевах сахарной свеклы перед
уборкой .
Опытное поле КубГАУ, 5.09.2018 г.
|
Вариант |
КОЕ,тысяч единиц в одном грамме абсолютно сухой
почвы |
|||||||||
|
условно-патогенная микофлора |
условно-супрессивная |
|||||||||
|
Fusarium |
Alternaria |
Verticillium |
Cephalosporium |
Cladosporium |
Всего |
Trichoderma |
Penicillium |
Aspergillus |
Всего |
|
|
000 |
3,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
3,0 |
4,4 |
0,2 |
3,1 |
7,7 |
|
020 |
1,3 |
0,0 |
0,3 |
0,2 |
0,4 |
2,2 |
7,6 |
2,7 |
1,9 |
12,2 |
|
200 |
1,6 |
0,0 |
0,1 |
0,0 |
0,2 |
1,9 |
16,7 |
0,0 |
0,9 |
17,6 |
|
220 |
1,6 |
0,0 |
0,3 |
0,0 |
0,3 |
2,2 |
8,3 |
1,5 |
2,4 |
12,2 |
На долю этой инфекции в зависимости от варианта опыта
приходилось от 59 до 100 % от общего количества выделенных микромицетов в
патогенном комплексе. В варианте без применения удобрений были выделены
патогены только этого рода. Применение минеральных и органических
удобрений в отдельности и в
комплексе как и в предыдущие фазы снижало КОЕ фузариозной инфекции в 1,8-2,3
раза. Следует отметить, что в условно-супрессивном комплексе преобладала триходерма.
При этом применение одних только минеральных удобрений повышало количество КОЕ
этого гриба супрессора в 1,7 раза по сравнению с вариантом без применения
удобрений. Трехлетнее последействие навоза оказывало более сильное влияние на
развитие триходермы. В этом варианте количество КОЕ этого гриба увеличивалось в
3,8 раза по сравнению с естественным фоном плодородия и минерального питания.
При совместном применении удобрений количество грибов из рода Trichoderma увеличивалось в 1,4 раза по сравнению с контрольным
вариантом. Соотношение патогенов к супрессорам в этих вариантах было
практически оптимальным и составило в варианте с применением только минеральных
удобрений (020) 1: 5; на фоне
трехлетнего последействия навоза (200) 1:9,2 и в результате совместного
применения удобрений (220) 1: 6. Это еще
раз подтверждает важность такого приема биологизации почвы как внесение навоза
под первую культуру севооборота кукурузу на зерно в повышении супрессивных
свойств почвы.
Вывод. Таким образом, на сахарной свекле, в условиях
вегетационного периода 2018 года, начиная с фазы смыкания листьев в рядках, к уборке в результате применения органических и
минеральных удобрений повышался антифитопатогенный потенциал почвы. При этом
такой прием биологизации почвы как внесение навоза под первую культуру
севооборота кукурузу на зерно имеет важное значение в повышении супрессивных
свойств почвы. Это имеет важное
фитосанитарное значение для последующих культур в севообороте.
Список
использованной литературы:
1.
Озимая пшеница
[Текст] / Я. В. Губанов, А.М. Кравцов, А. В. Загорулько,
Н. С. Котляров [и др.]
// Агроэкологический
мониторинг в земледелии Краснодарского края. Юбилейный выпуск, посвященный
80-летию со дня основания Кубанского аграрного университета. – Краснодар, 2002. – С. 108–135.
2.
Пикушова Э.
А. Состояние популяций микромицетов в ризосфере озимой пшеницы на черноземе
выщелоченном Западного Предкавказья [Текст] / Э.А. Пикушова, Л. А. Шадрина, Л. А. Москалева [и др.]
// Труды Кубанского государственного аграрного
университета. – Краснодар : КубГАУ, 2018. – № 5 – С. 130–135.
3.
Шадрина Л. А. Влияние технологий возделывания
на количественный и качественный состав патогенной и супрессивной микоты в
посевах озимой пшеницы сорта Антонина в условиях опытного поля Кубанского ГАУ
[Текст] / Л. А. Шадрина // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: сб.
материалов 72-й науч.-практ. конф. преподавателей по итогам НИР за 2016 г, – Краснодар,
29 марта 2017 г. / КубГАУ им. И. Т. Трубилина. – Краснодар, 2017. – С. 253–254.
4.
Шадрина Л. А.
Корреляционная зависимость поражений озимой пшеницы сорта Юка корневыми гнилями
от супрессивных свойств почвы в условиях опытного поля КубГАУ учхоза «Кубань» [Текст]
/ Л. А. Шадрина, Т. А. Долбилова //
Труды Кубанского государственного аграрного университета. – Краснодар :
КубГАУ, 2015. – № 57. – С. 125–130.
Сведения об авторе:
Манюхина Юлия Вячеславовна - магистр 2 курса факультета защиты растений, «Кубанский государственный аграрный университет имени И.
Т. Трубилина», Россия, г. Краснодар. e-mail: fzr-kgau@mail.ru
Иванова Александра Александровна - студентка 3
курса факультета защиты растений «Кубанский
государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина», Россия, г.
Краснодар. g-mail:aleksandraivanova475@gmail.com
INFLUENCE OF FERTILITY AND MINERAL NUTRITION
ON ACCUMULATION OF PATHOGENIC AND SUPRESSIVE
MICROMYCETES IN CROPS OF SUGAR BEET
Manyuhina Yu.V.
Ivanova A.A.
Abstract. The article discusses the influence of such
important elements of the technology of sugar beet cultivation as the use of
organic and mineral fertilizers on the accumulation of pathogenic and
suppressive micromycetes. The importance of such a method of soil biologization
as the introduction of manure under the first crop of crop rotation to maize in
improving the suppressive properties of the soil and its healing is noted.
Keywords: micromycetes, pathogens,
suppressors, organic fertilizers, manure, mineral fertilizers, suppressiveness.
References:
1. Winter
wheat [Text] / Ya. V. Gubanov, A.M. Kravtsov, A.V. Zagorulko, N.S. Kotlyarov
[and others] // Agroecological monitoring in agriculture of the Krasnodar
Territory. The anniversary edition dedicated to the 80th anniversary of the
founding of the Kuban Agrarian University. - Krasnodar, 2002. - p. 108–135.
2. Pikushova E. A. The state of
micromycetes populations in the rhizosphere of winter wheat on leached
chernozem of the Western Ciscaucasia [Text] / E. A. Pikushova, L. A. Shadrina,
L. A. Moskaleva [and others] // Proceedings of the Kuban State Government
Agricultural University. - Krasnodar: KubSAU, 2018. - №5 - P. 130–135.
3. Shadrina L. А. Influence of cultivation technologies on the quantitative and
qualitative composition of pathogenic and suppressive mycoses in crops of
Antonin varieties of winter wheat under conditions of the experimental field of
the Kuban State Agrarian University [Text] / L. A. Shadrina // Scientific
support of the agro-industrial complex: Coll. materials of the 72nd
scientific-practical. conf. teachers on the basis of research for 2016, -
Krasnodar, March 29, 2017 / KubSAU them. I.T. Trubilina. - Krasnodar, 2017. -
p. 253–254.
4. Shadrina L. А. Correlation dependence of damages of winter wheat of the Yuk variety
with root rot on the suppressive properties of the soil in the conditions of
the experimental field of the KubSAU of the Kuban uchkhoz [Text] / L. A.
Shadrina, T. A. Dolbilova // Proceedings of the Kuban State Agrarian
university. - Krasnodar: KubSAU, 2015. - №57. - P. 125–130.