Введение. Пшеница (Triticum L.) – основная зерновая и самая главная стратегическая культура в России и во всем мире [1, 2]. Важнейшая задача сельскохозяйственных товаропроизводителей Красноярского края – формирование стабильных урожаев зерна пшеницы. Проблема повышения продуктивности культуры во многом зависит от зараженности растений фитопатогенами [3]. Потеря урожая и снижение качества продукции определяется группой особо опасных вредоносных объектов, основными из которых являются возбудители корневых гнилей. Корневые гнили могут вызывать существенные потери урожая (от 11 до 67 %) в зависимости от степени поражения [4, 5]. Данные болезни вызваны фитопатогенными грибами р.р. Bipolaris (в первую очередь, B. sorokiniana), Fusarium, Alternaria, Pythium, Ophiobolus, Rhizoctonia [6–8].
Возбудители заболеваний зерновых культур в процессе эволюции приспособились к длительному выживанию. Они сохраняются в почве, на растительных остатках, сорняках и семенах [7, 9]. Семена являются источниками многих возбудителей [10, 11]. Больные растения отстают в росте и развитии, ухудшается качество семенного материала вследствие накопления токсинов. Пораженные семена дают щуплые загнивающие всходы и погибают еще до выхода растений из почвы [12]. Химические препараты, используемые для обработки семян, защищают от поражения не только семена, но и проростки, всходы и растения в начальный период их развития. Однако многократное применение фунгицидов приводит к росту резистентности фитопатогенных грибов [13–16]. В связи с этим необходим постоянный мониторинг чувствительности региональных популяций фитопатогенов к фунгицидам с целью выбора наиболее эффективных препаратов.
Цель исследования – оценить влияние системного фунгицида Ламадор на урожайность, пораженность и таксономический состав семенных фитопатогенных грибов у сортов мягкой яровой пшеницы Новосибирская 16 и Памяти Вавенкова (Triticum aestivum L.).
Задачи: изучить распространенность возбудителей семенной инфекции на примере сортов мягкой яровой пшеницы Памяти Вавенкова и Новосибирская 16; оценить эффективность протравителя семян фирмы АО «Байер» Ламадор в борьбе с выявленными патогенами.
Объекты и методы. Объектом исследования служил системный фунгицид фирмы АО «Байер» для обработки семян пшеницы Ламадор (действующее вещество протиоконазол – 250 г/л, тебуконазол – 150 г/л). В качестве тест-объектов использовали семена мягкой яровой пшеницы сортов Памяти Вавенкова и Новосибирская 16 урожая 2021–2022 гг., полученные на опытном поле УНПК «Борский» (п. Борск Сухобузимского района Красноярского края), расположенном в лесостепной зоне. Выбор семян указанных сортов в качестве тест-объектов для проверки эффективности протравителя был обусловлен тем, что, по результатам предварительных экспериментов, эти семена характеризовались высоким уровнем естественной зараженности фитопатогенными грибами. Обработку семян протравителем проводили в соответствии с инструкцией производителя, контролем служили необработанные протравителем семена. Зараженность протравленных и контрольных семян фитопатогенными грибами определяли биологическим методом в соответствии с ГОСТ 12044-93 «Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения зараженности болезнями» на агаризованной питательной среде № 2 ГРМ Сабуро (производитель – Федеральное бюджетное учреждение науки «Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии», г. Оболенск).
Для предотвращения роста бактерий в питательную среду добавляли фторхинолоновый антибиотик широкого спектра ципрофлоксацин в концентрации 5 мг/л. Идентификацию фитопатогенных грибов проводили на основе их культурально-морфологических свойств с использованием светопольной микроскопии. Для микрофотосъемки использовали цифровую USB-камеру ScopeTek DCM-130E.
Статистическую значимость влияния факторов «Год», «Сорт» и «Протравитель» семян на урожайность проверяли многофакторным дисперсионным анализом (Factorial ANOVA). В качестве post-hoc тестов для оценки значимости различий между индивидуальными средними использовали рекомендуемые в современной научной литературе тест Тьюки (Tukey HSD test), тест Шеффе (Scheffe’s S test) [17], а также не рекомендуемый, но до сих пор популярный в русскоязычной литературе тест НСР (Fisher's LSD test). Показатели силы влияния рассчитывали как выраженное в процентах отношение факториальной суммы квадратов к общей сумме квадратов. Статистическую значимость различий между возбудителями семенной инфекции по частоте встречаемости, а также значимость различий между сортами по таксономическому составу возбудителей проверяли тестом χ2. Статистическую значимость различий между протравленными и непротравленными семенами по распространенности инфекции проверяли точным тестом Фишера (Fisher's exact test) для таблиц 2×2. В качестве программного обеспечения использовали пакет StatSoft STATISTICA 8.0.
Результаты и их обсуждение. Зерно яровой пшеницы характеризовалось высокой распространенностью семенной инфекции, достигавшей 100 %. Таксономический состав возбудителей семенной инфекции включал представителей р.р. Fusarium, Bipolaris, Alternaria, что является характерным для региона [18–21] (рис. 1–4).
Рис. 1. Конидии представителей р. Fusarium, выделенных из семян изучаемых сортов:
1 – макроконидии; 2 – микроконидии, длина масштабной полоски равна 10 мкм
Рис. 2. Конидия Bipolaris sorokiniana, выделенного из семян изучаемых сортов;
длина масштабной полоски равна 10 мкм
Рис. 3. Конидии представителей р. Alternaria, выделенных из семян изучаемых сортов;
длина масштабной полоски равна 10 мкм
Рис. 4. Характерный вид чашки Петри с анализируемым зерном на среде Сабуро
Распределение представителей разных родов по частоте встречаемости на семенах в высокой степени значимо (p < 0,001) отличалось от равномерного за счет преобладания представителей р. Fusarium, на долю которых пришлось более 60 % выделенных изолятов. Кроме этого, отмечены в высокой степени значимые (p < 0,001) различия между семенами разных сортов по частоте встречаемости представителей р.р. Bipolaris и Alternaria, в то время как частота встречаемости представителей р. Fusarium различалось статистически незначимо (рис. 5).
Протравливание семян препаратом Ламадор привело к высокой степени значимому (p < 0,001) снижению распространенности семенной инфекции со 100 до 14–25 % (в зависимости от сорта) (рис. 6, 7).
Рис. 5. Распространенность возбудителей семенной инфекции
на примере сортов мягкой яровой пшеницы Памяти Вавенкова и Новосибирская 16, %
Рис. 6. Распространенность возбудителей семенной инфекции на примере сортов
мягкой яровой пшеницы Памяти Вавенкова и Новосибирская 16 после протравливания, %
Рис. 7. Характерный вид чашки Петри с анализируемым зерном
после протравливания на среде Сабуро
Дисперсионный анализ показал, что применение протравителя Ламадор оказало статистически значимое (p<0,001) влияние на урожайность, выразившееся в повышении средней по сортам и годам урожайности с 35,06 до 37,92 ц/га (табл. 1, рис. 8).
Повышение урожайности при применении современного средства защиты было характерно для обоих сортов как в 2021, так и в 2022 г., что подтверждается отсутствием статистически значимых эффектов взаимодействия факторов «Сорт × Протравитель» и «Протравитель × Год» (табл. 1).
Таблица 1
Дисперсионный анализ влияния изучаемых факторов на урожайность
|
Фактор |
Показатель силы влияния, % |
Статистическая значимость эффекта p |
|
Сорт |
74,40 |
0,000000 |
|
Протравитель |
8,01 |
0,000106 |
|
Год |
5,11 |
0,001115 |
|
Сорт × Протравитель |
1,05 |
0,106122 |
|
Сорт × Год |
1,75 |
0,040593 |
|
Протравитель × Год |
0,71 |
0,181653 |
|
Сорт × Протравитель × Год |
0,02 |
0,841393 |
|
Случайное варьирование |
8,96 |
Рис. 8. Средняя по сортам и годам урожайность в зависимости от применения
протравителя Ламадор, ц/га
Несмотря на однотипность положительного действия протравителя на урожайность обоих сортов, сорт Новосибирская 16 в плане прибавки урожайности оказался несколько более отзывчивым на применение препарата Ламадор, чем сорт Памяти Вавенкова. Так, если в среднем по годам прибавка урожайности у сорта Новосибирская 16 за счет его применения составила 3,90 ц/га, то у сорта Памяти Вавенкова – только 1,82 ц/га (рис. 9).
Результаты post-hoc тестов представлены в таблицах 2–4.
Рис. 9. Средняя по годам урожайность разных сортов
в зависимости от применения протравителя Ламадор
Таблица 2
Статистическая значимость различий (p) между вариантами опыта по урожайности
в среднем за 2021–2022 гг. согласно тесту Шеффе
|
Сорт |
Новосибирская 16 без протравителя |
Новосибирская 16 с протравителем |
Памяти Вавенкова без протравителя |
|
Новосибирская 16 без протравителя |
0,002011 |
0,000000 |
|
|
Новосибирская 16 с протравителем |
0,002011 |
0,000010 |
|
|
Памяти Вавенкова без протравителя |
0,000000 |
0,000010 |
|
|
Памяти Вавенкова с протравителем |
0,000000 |
0,000000 |
0,252077 |
Таблица 3
Статистическая значимость различий (p) между вариантами опыта
по урожайности в среднем за 2021–2022 гг. согласно тесту Тьюки
|
Сорт |
Новосибирская 16 без протравителя |
Новосибирская 16 с протравителем |
Памяти Вавенкова без протравителя |
|
Новосибирская 16 без протравителя |
0,001009 |
0,000161 |
|
|
Новосибирская 16 с протравителем |
0,001009 |
0,000171 |
|
|
Памяти Вавенкова без протравителя |
0,000161 |
0,000171 |
|
|
Памяти Вавенкова с протравителем |
0,000161 |
0,000161 |
0,185600 |
Таблица 4
Статистическая значимость различий (p) между вариантами опыта по урожайностив
среднем за 2021–2022 гг. согласно тесту НСР
|
Сорт |
Новосибирская 16 без протравителя |
Новосибирская 16 с протравителем |
Памяти Вавенкова без протравителя |
|
Новосибирская 16 без протравителя |
0,000163 |
0,000000 |
|
|
Новосибирская 16 с протравителем |
0,000163 |
0,000001 |
|
|
Памяти Вавенкова без протравителя |
0,000000 |
0,000001 |
|
|
Памяти Вавенкова с протравителем |
0,000000 |
0,000000 |
0,047544 |
Заключение. Зерно пшеницы характеризовалось высокой распространенностью семенной инфекции, достигавшей 100 % и включавшей представителей р. Fusarium, на долю которого пришлось более 60 %, а также представителей р.р. Bipolaris и Alternaria. Протравливание семян препаратом Ламадор привело к высокой степени значимому (p < 0,001) снижению распространенности семенной инфекции: со 100 до 14 % у сорта Новосибирская 16 и до 25 % у сорта Памяти Вавенкова. Дисперсионный анализ показал, что применение протравителя Ламадор оказало статистически значимое (p < 0,001) влияние на урожайность, выразившееся в повышении средней по сортам и годам урожайности с 35,06 до 37,92 ц/га. Повышение урожайности при применении современного средства защиты подтверждается отсутствием статистически значимых эффектов взаимодействия факторов «Сорт × Протравитель» и «Протравитель × Год».
