агроном-консультант АгроТехЦентра «КолХоз»
Ефанов А.И., кандидат с.-х. наук,
агроном-консультант АгроТехЦентра «КолХоз»
Будынков Н.И., кандидат с.-х. наук,
ведущий научный сотрудник ФГБНУ ВНИИ Фитопатологии
На посевах большинства сельскохозяйственных культур за период вегетации развивается большое количество болезней. Часть заболеваний считается уже как бы традиционной (головневые, листовые пятнистости — септориозные, пиренофорозная; корневые гнили — фузариозные, гельминтоспориозные), активно развивающейся ежегодно.
Наиболее распространенными и стабильно вредоносными из перечисленных заболеваний являются фузариозы, вызываемые на сельскохозяйственных культурах грибами рода Fusarium. Эти патогены колонизируют растения, растительные остатки, почву. Вызываемые ими гнили, закупорки проводящей системы, фито- и микотоксикозы весьма опасны.
Необходимо также учитывать, что возбудители корневых и сосудистых заболеваний (фузарии и биполярис, в частности) в отличие от возбудителей листовых пятнистостей (ржавчины, мучнистой росы) паразитируют на растениях независимо от складывающихся погодных условий и, при благоприятных обстоятельствах, следует ожидать дальнейшего накопления широкопрофильных патогенов на растительных остатках, их аккумуляцию в почве, колонизацию последующих культур севооборота. Рассмотрим пример конкретного хозяйства.
Кукуруза является накопителем высокопатогенного гриба Fusarium moniliforme – возбудителя гнилей и сосудистых заболеваний на многих культурах, активного фито- и микотоксиканта (продуцирует микотоксин фумонизин). Негативное влияние данного патогена четко прослеживается на такой тест-культуре, как гречиха. По понятным причинам на гречихе не применяются никакие химические фунгициды, поэтому по развитию, а, следовательно, и урожайности данной культуры, очевидны как негативное влияние Fusarium moniliforme, так и возможность сдерживать его развитие с помощью биологических препаратов.
На диаграмме (рис. 1) представлена урожайность гречихи по годам и по предшественникам – кукуруза на зерно и колосовые (ячмень, озимая пшеница), полученная в одном из хозяйств Курской области.
Как правило, гречиха в оптимальных условиях дает дружные всходы и активно развивается, формируя мощную биомассу и, тем самым, хорошо конкурируя с сорняками.
Что было замечено нами – всходы гречихи получаются красивые и дружные независимо от предшественника. Но в дальнейшем, и это отмечалось на протяжении 4-х лет, растения гречихи по кукурузе приостанавливались в росте, их развитие ухудшалось.
Динамика урожайности по годам подтверждает эти наблюдения. На диаграмме (рис. 1) видно, что до 2018 года прослеживается заметное падение урожая гречихи по кукурузе на зерно до 1,18 т/га, в то время как по колосовым предшественникам он был относительно стабилен – 2,32 т/га в 2015 году и 2,00 т/га в 2018 г.
В конце 2017 года были сделаны первые фитоанализы на предмет зараженности растений и почвы патогенной микробиотой (табл. 1).
Таблица 1. Зараженность растительных остатков кукурузы на зерно
(поле 170 га, 15.11.17)
| Встречаемость микроорганизмов | ||
| в корне | на стебле | в почве, % |
| Mucor spp.* | F. moniliforme………. 70 | Mucor spp…………. 20*** |
| F. moniliforme** | F. solani………………… 30 | F. solani……………… 100 |
| F. solani | Pseudomonas sp…… 50 | F. moniliforme…….20 |
| Bipolaris sorokiniana Pseudomonas sp. |
Pseudomonas syringae…………………. 40 |
Bacillus sp…………….. 60 Pseudomonas sp….. 30 |
| Bacillus sp. | ||
| Pantoea agglomerans | ||
* чем чаще встречается микроорганизм, тем более высокую строчку в колонке он занимает.
** названия опасных микроорганизмов выделены курсивом. Кроме того, выделены красным цветом грибные патогены, лиловым – бактериальные, желтым – токсиканты.
*** процент нанесений на питательную среду при фитоанализе, в которых встречается данный
микроорганизм. Нередко из одного нанесения вырастает несколько различных видов микроорганизмов, поэтому их суммарная встречаемость в вариантах опыта нередко превышает 100%.
На растительных остатках кукурузы доминирует Fusarium moniliforme (заселенность 70%), отмечено его 20%-ное присутствие в почве, что свидетельствует о микробиологической деградации агроценоза и необходимости активизации в нем микробиологических процессов.
Фитоанализы, сделанные в период вегетации, также подтвердили факт накопления кукурузой опасных патогенов (табл.2), и судя по показателям урожайности на гречихе, опасны они не только для кукурузы (класс однодольные), но и для гречихи, относящейся к другому ботаническому классу растений (двудольным).
Таблица 2. Микробиологический анализ посевов кукурузы на зерно
(поле №50 78 га, 27.06.18)
| Встречаемость микроорганизмов | |||
| в корне | на корневой шейке |
на стебле | в почве, % |
| Mucor spp. | Mucor spp………. 10 | Mucor spp………. 10 | Mucor spp………. 20 |
| F. solani | F. moniliforme…30 | F. moniliforme..50 | F. solani……….100 |
| F. oxysporum*** | Mycelia sterilia…50 | Mycelia sterilia…10 | F. avenaceum…80 |
| Penicillium purpurogenum Pseudomonas sp. (единично) |
Penicillium purpurogenum.. 10 | F. solani………….. 30 Penicillium purpurogenum.. 10 Pseudomonas sp.. 10 |
F. oxysporum.…10 Bacillus sp….…100 |
| Bacillus sp. (единично) | |||
Отсутствие целенаправленной (по результатам проведенного фитоанализа) борьбы с патогенами приводит к их накоплению и в посевах последующих культур (табл. 3).
Таблица 3. Микробиологический анализ посевов сои
(предшественник кукуруза на зерно, поле 69 га, 27.06.18)
| Встречаемость микроорганизмов | |||
| в корне | на корневой шейке | на стебле | в почве, % |
| Mucor spp. | Mucor spp…….30 | Mucor spp…….30 | Mucor spp…….30 |
| F. solani | F. solani………30 | F. solani………30 | F. solani………90 |
| F. oxysporum | F. oxysporum…20 | F. oxysporum…20 | F. avenaceum…40 |
| Fusarium gibbosum | F. moniliforme..30 | F. moniliforme…30 | F. moniliforme…20 |
| F.gibbosum….20 F. avenaceum…10 |
F. avenaceum…20 Bacillus sp………. 30 |
Pseudomonas sp……….20 | |
| Pseudomonas sp..20 | Pseudomonas sp..10 Pseudomonas syringae…….10 |
Bacillus sp………. 90 Actinomyces sp 10 |
|
Посевы сои сильно поражены не только традиционным патогеном двудольных — Fusarium oxysporum (до 20%), но и (до 30%) универсальным высотоксичным
Fusarium moniliforme.
Таким образом, визуальные наблюдения и данные по урожайности выявили проблему, а результаты фитоанализа вскрыли ее причину. Похожая ситуация наблюдалась и на посевах сои (рис. 2) – снижение урожайности до 2018 года по предшественнику кукурузе на зерно, тогда как по предшественникам ячменю и сое такого не наблюдалось, урожай был относительно стабилен и значительно выше.
Для предотвращения последствий деградации микробиологического ценоза почвы, начиная с 2018 года на всех культурах севооборота по вегетации, применялся микробиологический консорциум ИНБИО-ФИТ, содержащий в своем составе более 30 штаммов микроорганизмов 7 различных родов. Данный препарат использовался и для эффективной санации растительных остатков вслед за
уборкой культуры.
Результат не заставил себя долго ждать. Применение по вегетации и для санации растительных остатков кукурузы на зерно от патогенов биопрепарата ИНБИО-ФИТ осенью 2018 года оказалось настолько эффективными, что уже на следующий 2019 год посевы гречихи, семена которой также обрабатывались комплексом ИНБИО-ФИТ, развивались активно и средний урожай достиг 3,00 т/га (рис. 1). В 2020 году работа по микробиологическому оздоровлению посевов продолжилась также на всех культурах севооборота. Как результат – урожайность гречихи уже не зависела от предшественника: по кукурузе на зерно получено 2,20 т/га, по ячменю и озимой пшенице – 2,16 т/га.
На сое ситуация практически повторилась. Комплексное применение микробиологического консорциума ИНБИО-ФИТ позволило стабилизировать ситуацию. Также как и на гречиху, на урожай сои в 2019 году предшественник не влиял – по кукурузе на зерно получено 2,06 т/га, по ячменю и сое – 2,03 т/га (рис. 2).
Предшественники сои: Кукуруза на зерно Ячмень, соя
Как видно из диаграмм, развитие патогенной микрофлоры может привести к потере более половины урожая. Есть два пути выхода из ситуации – затратный и правильный:
- Первый (затратный и бесперспективный) – использование только
химических фунгицидов, в лучшем случае подобранных по результатам фитоанализа,
а не по количеству действующих веществ в составе или рекомендации соседа. Способ
эффективный (если проводился фитоанализ), но не долгосрочный и сильно
затратный, что подтверждается ухудшением фитосанитарного состояния посевов,
наблюдаемым в последние годы, и увеличением кратности вносимых за сезон
фунгицидов. Три фунгицидных обработки на озимой пшенице уже практически норма
и это не предел без смены технологии защиты. - Второй (обеспечивающий стабильность и экономически выгодный) –
комплексное использование химических фунгицидов, подобранных по
результатам фитоанализа, совместно с микробиологическим консорциумом
ИНБИО-ФИТ. В данном случае ниши, освобождаемые фунгицидом от патогенных
грибов, заселяются агрономически ценными микроорганизмами-супрессорами,
способными в дальнейшем подавлять активное развитие вредной микрофлоры. Смысл
в том, чтобы освобожденное экологическое пространство максимально насытить
полезной микрофлорой, которая своим дальнейшим развитием не даст захватить
инициативу патогенам. Важно – главное в этом мероприятии не «убийство», а
вытеснение, как залог долговременного стабильно чистого фитосанитарного
состояния посевов. Эффект действия химического фунгицида краток, обычно 2-3
недели, влияние живых агрономически ценных микроорганизмов более долгосрочно.
Поэтому так важна санация растительных остатков вслед за уборкой посевов (особенно, кукурузы на зерно). Как было показано выше, это дает хороший результат. Именно санация, то есть захват жизненного пространства и кормовой базы, вытеснение патогенов, а не просто деструкция растительных остатков, которая при применении микробиологического консорциума ИНБИО-ФИТ идет дополнительным бонусом. С деструкцией хорошо справляются и однокомпонентные препараты, на основе, например, гриба Trichoderma, но санацию они не обеспечивают, так как вскоре сами становятся пищей для других микроорганизмов. Если не обрабатывать растительные остатки биопрепаратами, то с их деструкцией прекрасно справляются и патогенные грибы (рода Fusarium и др.), наращивая свое присутствие, активность и вредоносность. Вот одна из причин увеличения фунгицидной нагрузки на посевы и, соответственно, экономических затрат на возделывание с.-х. культур.
Эффект очищения от патогенов микробного ценоза почвы, повышения ее супрессивных свойств покажем на примере одного поля №50, где проводились фитоанализы, начиная с 2018 года (табл. 2).
На 27.06.2018 порядка 50% растений кукурузы колонизировано патогенным грибом Fusarium moniliforme, а в почве присутствует Fusarium avenaceum – 80%. После уборки кукурузы на зерно растительные остатки были обработаны микробиологическим консорциумом ИНБИО-ФИТ.
В следующем году на данном поле был посеян ячмень. На образцах, отобранных 27.05.2019 в фазу трубкования до внесения фунгицида, было обнаружено 10-ти процентное развитие Fusarium moniliforme, что не превышало порог вредоносности, то есть можно было сэкономить и обработать посевы более дешевыми фунгицидами, работающими только против листовых пятнистостей. В почве присутствие Fusarium avenaceum также сократилось до 30%, или более чем в 2,5 раза (табл. 4).
Таблица 4. Микробиологический анализ посевов ячменя
(поле №50 78 га, 27.05.19)
| Встречаемость микроорганизмов | |||
| в корне | на узле кущения | на стебле | в почве, % |
| Mucor spp. | Mucor spp………. 40 | Mucor spp………. 30 | Mucor spp………. 30 |
| F. solani | F. solani……….30 | F. solani……….20 | F. solani……….90 |
| F. cerealis | F. moniliforme…10 | Bacillus sp………. 30 | F. avenaceum…30 |
| Alternaria tenuis Bacillus sp. Pseudomonas sp. |
Fusarium heterosporum…..20 Fusarium gibbosum……….10 |
Pseudomonas sp…………10 | Bacillus sp…….100 Pseudomonas sp………….10 |
| Pseudomonas sp………….10 | |||
| Bacillus sp……….80 | |||
Через 2 месяца, перед уборкой ячменя, были сделаны повторные анализы для определения наличия и количества патогенов, а также – возможности высевать озимую пшеницу на данном поле. Как оказалось, накопления инфекции не произошло, зараженность соломы ячменя Fusarium moniliforme не превышало 10%, присутствие в почве Fusarium avenaceum также сократилось до 10%, то есть снизилось еще в 3 раза от предыдущего анализа (табл. 5).
Для сдерживания развития патогенов достаточно было провести всего лишь санацию растительных остатков микробиологическим консорциумом ИНБИО-ФИТ вслед за уборкой.
Таблица 5. Зараженность растительных остатков ячменя
(поле №50 78 га, 26.07.19)
| Встречаемость микроорганизмов | |||
| в корне | на узле кущения | на стебле | в почве, % |
| Mucor spp. | Mucor spp…….30 | Mucor spp…….20 | Mucor spp…….20 |
| F. solani | F. solani……….30 | Alternaria tenuis.70 | F. solani……..70 |
| F. moniliforme Fusarium gibbosum Pseudomonas sp. Bacillus sp. |
F. avenaceum…20 Fusarium gibbosum……10 F. moniliforme… 10 |
F. solani………20 F. moniliforme… 10 Fusarium gibbosum……..20 |
Fusarium gibbosum……..30 F. avenaceum…10 Mycelia sterilia…10 |
| Pantoea agglomerans | Penicillium purpurogenum… 30 Pseudomonas sp 10 |
Mycelia sterilia…10 | Bacillus sp….…100 Pseudomonas sp………..10 |
| Bacillus sp………. 50 | |||
На основании этих данных и результатов анализа семян (табл. 6) был подобран необходимый фунгицидный протравитель. 12.09.2019 г. на этом поле была посеяна озимая пшеница.
Таблица 6. Результаты микробиологических анализов семян озимой пшеницы, 2019 г.
| Внутренняя инфекция | Наружная инфекция | ||
| Микроорганизм | Встреч., % | Микроорганизм | Встреч., % |
| Mucor spp. | 12 | Mucor spp. | 18 |
| Alternaria tenuis | 64 | Alternaria tenuis | 70 |
| Mycelia sterilia | 17 | Penicillium sp. | 13 |
| Penicillium sp. | 6 | F. moniliforme | 3 |
| Pseudomonas sp. | 3 | Mycelia sterilia | 8 |
| Pantoea agglomerans | 1 | ||
| Развитие проростков на питательной среде активное | |||
Перезимовка оказывается для растений гиперстрессом. После неѐ колонизация озимой пшеницы патогенной микробиотой, как правило, в случае высокого уровня инициальной инфекции усиливается, и требуются защитные и стимулирующие мероприятия, позволяющие перезимовавшим растениям культуры полноценно развиваться.
В нашем случае, анализ растений озимой пшеницы, отобранных 09.04.2020 г. показал, что заселенность патогенами не превышает порога вредоносности (табл. 7) и нет необходимости добавлять фунгицид в баковую смесь при обработке посевов гербицидом. Этому способствовала ранее проведенная (29.03.2020) подкормка посевов КАСом в одной баковой смеси с микробиологическим консорциумом ИНБИО-ФИТ, а также начатое восстановление супрессивных свойств почвы благодаря систематическому внесению агента биологического контроля патоценозов полей и агрокультур – ИНБИО-ФИТ.
Таблица 7. Результаты микробиологического анализа посевов озимой пшеницы
(поле №50 78 га, 09.04.20)
| Встречаемость микроорганизмов | |||
| в корне | на узле кущения | на растительных остатках |
в почве, % |
| Mucor spp. | Mucor spp………. 20 | Mucor spp……….30 | Mucor spp………20 |
| F. solani | F. solani………..10 | F. solani…………30 | F. solani……….50 |
| Mycelia sterilia Fusarium gibbosum |
Fusarium gibbosum……..30 | Mycelia sterilia…..40 Alternaria tenuis…40 |
F. avenaceum…30 F. moniliforme…10 |
| P. purpurogenum | F. avenaceum…10 | Pseudomonas sp..20 | Mycelia sterilia…20 |
| Bacillus sp. | Mycelia sterilia…40 | Bacillus sp…….50 | Bacillus sp….…100 |
| Pseudomonas sp. | Bacillus sp…….30 | ||
Анализ семян озимой пшеницы урожая 2020 года показал, что они оказались практически свободными от патогенной микробиоты (табл. 8).
Таблица 8. Результаты микробиологических анализов семян озимой пшеницы, 2020 г.
| Внутренняя инфекция | Наружная инфекция | ||
| Микроорганизм | Встреч., % | Микроорганизм | Встреч., % |
| Alternaria tenuis | 57 | Alternaria tenuis | 56 |
| Mycelia sterilia | 26 | Mycelia sterilia | 30 |
| Torula convoluta | 3 | Epicoccum sp. | 7 |
| Pseudomonas sp. | 30 | X. campestris | 11 |
| Bacillus sp. | 21 | Pseudomonas sp. | 24 |
| Bacillus sp. | 9 | ||
| Развитие проростков на питательной среде нормальное | |||
Расчет экономической эффективности применения микробиологическогоконсорциума ИНБИО-ФИТ показывает, что затраты несущественны по сравнению с теми преимуществами, которые нам обеспечивает восстановление супрессивных свойств почвы за счет использования биопрепаратов, и окупаются хорошими прибавками урожая, а также экономией на дополнительных фунгицидных обработках.
Система оздоровления микробиологического ценоза почвы консорциумом
ИНБИО-ФИТ складывается из 3-х этапов:
- Санация растительных остатков. Эффект и преимущества описаны выше.
Затраты – около 500-550 руб./га. - Обработка семян совместно с химическим протравителем и различными
удобрениями и стимуляторами. Стоит всего около 40-45 руб./га, но эффект
колоссальный – пролонгация защитного действия протравителя,
оздоровление ризосферы, биостимуляция и защита растений. - Обработка по вегетации посевов в баковых смесях со средствами защиты
растений. Максимальные затраты на все культуры севооборота (по озимой
пшенице и ячменю применение дважды за вегетацию) – около 550-600
руб./га.
Общие затраты по севообороту максимально – 1100-1200 руб./га (для сравнения, одна обработка эффективным фунгицидом против листовых и сосудистых заболеваний обходится в 1500-2500 руб./га). Естественно, что эти затраты можно сокращать, исходя из конкретных задач, которые надо решить в условиях определенного хозяйства. Но даже с максимальным насыщением севооборота агрономически ценными микроорганизмами ИНБИО-ФИТ затраты окупаются многократно прибавками урожая и экономией на дополнительных фунгицидных обработках.
Так, средняя цена продукции по культурам севооборота в условиях 2020 года сложилась на уровне 12000-15000 руб. за 1 т. То есть все наши затраты по повышению стабильности с.-х. бизнеса окупаются всего лишь 0,8-1,0 ц прибавки с 1 га. Как было показано выше, снижение урожайности из-за развития болезней может достигать 12,0 ц/га и более при эпифитотиях, то есть сохраненный урожай многократно компенсирует вложение средств на комплексные приемы оптимизации фитосанитарного состояния посевов, позволяющие сокращать затраты на химические фунгициды и получать высокорентабельные прибавки урожая.
Выводы:
-
- Ведение стабильного и рентабельного сельскохозяйственного
производства невозможно без создания здорового микробиологического
ценоза в почве (повышения супрессивных свойств). - Игнорирование данного факта первоначально приведет к повышенным
экономическим затратам на поддержание здорового фитосанитарного
состояния посевов, далее – к серьезным провалам в урожайности с.-х.
культур из-за эпифитотий болезней, которые уже невозможно будет
сдерживать химическими препаратами. - Решение проблемы достаточно просто и малозатратно (как минимум в 3
раза дешевле применения дополнительных обработок химическими
фунгицидами) – обогащение полевых агроценозов полезными
микроорганизмами регулярным внесением микробиологического
консорциума ИНБИО-ФИТ в посевах с.-х. культур и для санации
растительных остатков. - Максимально увеличить биологическую эффективность фунгицидов и
протравителей можно только путем подбора их на основе результатов
фитоанализа, и обязательного применения совместно с
микробиологическим консорциумом ИНБИО-ФИТ - Оздоровление микробиологического ценоза почвы позволит
поддерживать оптимальное фитосанитарное состояние посевов, не
увеличивая затраты на химические фунгициды, и стабилизировать
урожайность с.-х. культур.
- Ведение стабильного и рентабельного сельскохозяйственного
