А.В. Рябчинский, старший научный сотрудник ГНУ «ВНИИСС»
Т.А. Рябчинская, заведующая лабораторией биологической
защиты растений ФГНУ «ВНИИЗР»
В настоящее время, в связи со все более растущим интересом к экологичным средствам с рост- и иммуностимулирующими свойствами возникает вопрос правильной оценки их эффективности. Препараты данной группы проявляют свое действие на патогены опосредованно – через изменение биохимических и физиологических параметров самого защищаемого растения, повышая их иммунный статус и продуктивность. Учитывая то, что индукция иммунитета и ростовых эффектов является дозозависимым процессом, характер и скорость индуцируемых защитных реакций и их активность относительно различных патогенов находятся в сильной взаимосвязи с дозировками препарата. Вследствие этого, при разработке технологических регламентов применения новых препаратов данной группы возникает необходимость предварительной оценки широкого диапазона рабочих концентраций. Кроме того, чрезвычайно важным вопросом является установление оптимальных сроков и кратности применения иммуномодуляторов, поскольку в отличие от фунгицида, он в меньшей мере определяется фенологией патогенов, а зависит от физиологических особенностей защищаемого растения. Передозировка препарата с элиситорными свойствами или несвоевременная обработка может вызвать возникновение десенсибилизационных процессов в растениях, что приводит к снижению их иммунного статуса и усилению вредного воздействия патогенных микроорганизмов (Рябчинская, Харченко, 2002, 2005; Буров, 2006).
Для разработки правильной технологии применения биоактиваторов иммунитета и продуктивности растений необходимо решение очень широкого круга вопросов и постановки многовариантных полевых опытов, что существенно затрудняет и повышает трудоемкость проведения научных исследований.
В результатах многолетних исследований в ГНУ «ВНИИСС» разработана (Рябчинский, Ермохина, 2005) и модифицирована методика проведения первичных полевых испытаний на сахарной свекле, позволяющая устранить некоторые недостатки существующих методов по оценке эффективности защитно-стимулирующих препаратов на сахарной свекле, а также при меньших затратах труда и времени произвести отбор лучших вариантов для проведения дальнейших исследований. При этом предоставляется возможность уже при рекогносцировочных исследованиях оценить изучаемые препараты и по влиянию их на продуктивность культуры.
Особенность данной методики состоит в минимизации площади опытной делянки; более тщательной и многосторонней оценке фунгистатического действия на комплекс возбудителей корнееда – самого опасного заболевания на начальных фазах развития культуры; возможности установления ростстимулирующего действия на корнеплоды и их технологические качества, а также рекогносцировочного определения хозяйственной и экономической эффективности на основании теоретических расчетов.
Оценка эффективности препарата при предпосевной обработке семян проводится в микрополевом опыте на отдельном участке свекловичного поля, где в проделанные ручным маркером или сошниками сеялки борозды (без высева семян, прикатывания и шлейфования рядков) производится ручной посев семенного материала различных вариантов на заданную глубину с последующим уплотнением почвы и поверхностным рыхлением. Делянка опыта – 3-4 погонных метра рядка, повторность вариантов – 4-5-кратная. Варианты располагают последовательно или в рендомизированном порядке в несколько ярусов. Для предотвращения высокой степени поврежденности растений вредителями все семена предварительно обрабатываются инсектицидом.
В схему опыта, помимо изучаемых вариантов, обязательно вводится «эталон всхожести» – вариант, обеспечивающий максимальный защитный эффект в данных условиях (по нашим исследованиям в условиях ЦЧР такой эффект обеспечивает смесь тачигарена, сп – 10 кг/т с ТМТД, вск – 9 л/т). Между ярусами оставляются междуярусные дорожки (около 0,5 м). Посев проводится в оптимальные для данной культуры сроки. В рядок делянки высевается равномерно по 125-150 односемянных плодов свеклы с лабораторной всхожестью не менее 90%.
Для более точной оценки фунгицидного действия препаратов на корнеед учеты с момента появления всходов должны проводиться с регулярностью не реже 2 дней (лучше ежедневно, поскольку погибшие от корнееда всходы за сутки могут высохнуть и вынестись ветром за пределы рядка). При этом фиксируют количество взошедших и погибших растений, отдельно учитывая растения, выпавшие в результате поражения корнеедом и повреждений вредителями, а также вследствие воздействия других случайных факторов. Погибшие всходы, а также растения, появившиеся после определения полевой всхожести, удаляются с делянки, поскольку биологические характеристики последних сильно отличаются от среднего уровня.
Полевую всхожесть определяют после прекращения появления новых всходов в течение 2-3 суток при нормальных погодных условиях по формуле:
Nп Вп = ––––– ×100, (1) Н
где Вп – полевая всхожесть, %
Nп – количество растений, взошедших на делянке (включая погибшие), экз.;
Н – количество высеянных семян, шт.
Снижение полевой всхожести в основном обусловлено гибелью проростков свеклы до выхода их на поверхность. Вариант «эталон всхожести» используется для определения эффективности препаратов в отношении «довсходовой» формы корнееда. Для этого рассчитывают показатель Rд (%) – развитие данной формы заболевания (гибель проростков до выхода их на поверхность почвы, вызванная определенным комплексом патогенов) – по формуле:
(Nэ – Nп) × 100
Rд = –––––––––––––––, (2)
Nэ
где Nэ – среднее количество растений, взошедших в варианте
«эталон всхожести», экз;
Nп – количество растений, взошедших на делянке (включая погибшие), экз.
При переходе основной массы растений в фенологическую фазу двух пар настоящих листьев, проводится учет пораженности растений корнеедом. С этой целью на делянках проводится отбор проб растений. Аккуратно с помощью шпателя, ножа и т.п. с делянки выкапываются всходы с таким расчетом, чтобы в рядках оставалось равное количество близких по развитию растений на расстоянии между ними 15-20 см. Биологическая урожайность свеклы при такой густоте стояния растений близка к оптимальной (Никитин, 1985).
Выкопанные растения помещают в отдельные полиэтиленовые пакетики, и в лаборатории после промывки корней в воде проводят анализ пораженности растений в день отбора проб. Попавшие в пробу проростки, не вышедшие на поверхность, в учет не берутся. Оставленные на делянке растения учитывают при дальнейших расчетах, включая их в показатель а3 (см. ниже формулы 3 и 4). Степень пораженности заболеванием, в целях снижения влияния субъективности оценки на результаты опыта, определяется одним человеком по 5-балльной шкале:
0 – поражение отсутствует;
1 – пораженная (потемневшая) ткань не превышает 25%
длины корешка и подсемядольного колена ростка;
2 – пораженная ткань достигает 50% длины подземной
части ростка, возможно наличие перетяжки;
3 – пораженная ткань достигает 75% длины подземной
части ростка, перетяжка ясно выражена и охватывает
более половины длины его подземной части;
4 – корешок и подсемядольное колено поражены на 100%, при этом
могут почернеть также черешки семядолей или засохнуть всё растение.
Одновременно с анализом пораженности растений корнеедом определяют с точностью до 0,1 г массу здоровых растений в пробе и среднюю массу 1 растения.
Распространенность и степень развития болезни вычисляют по формулам 3 и 4:
а + а1 + а2 + а3 × к
РE = –––––––––––––––––––––––––– × 100, (3)
Nэ
где РE – распространенность болезни, %;
Nэ – среднее количество растений, взошедших в варианте
«эталон всхожести», экз.;
а – количество пораженных растений в пробе, экз.;
а1 – количество погибших от корнееда растений на делянке
до взятия пробы, экз.;
а2 – количество проростков на делянке, погибших до выхода
их на поверхность почвы, экз., которое вычисляют по формуле:
а2 = Nэ–Nп, где Nп – количество растений, взошедших на делянке, экз.;
а3 – количество поврежденных вредителями растений, не вошедших
в анализ пробы (съеденные «до пенька», сильно поврежденные, с поврежденной точкой роста и т.п.), экз.;
к – расчетный показатель доли пораженных корнеедом растений, не вошедших в анализ пробы (а3), вычисляемый по формуле:
а + а1
к = ––––––––;
Nп – а3
а3 × к – расчетное количество пораженных корнеедом растений,
не вошедших в анализ пробы, экз.
E(а × в) +( а1 + а2) × 100 + а3 × R3
RE = –––––––––––––––––––––––––––––– , (4)
Nэ
где RE – степень развития болезни, %;
Nэ – среднее количество растений, взошедших в варианте
«эталон всхожести», экз.;
E(а × в) – сумма произведений количества растений (а) на
соответствующий им процент поражения (в) в пробе;
а1 – количество погибших от корнееда растений на делянке
до взятия пробы, экз.;
а2 – количество проростков на делянке, погибших до выхода
их на поверхность почвы, экз., которое вычисляют по формуле:
а2 = Nэ – Nп, где Nп – количество растений, взошедших на делянке, экз.;
а3 – количество поврежденных вредителями растений, не вошедших в анализ пробы (съеденные «до пенька», сильно поврежденные, с поврежденной точкой роста и т. п.), экз.;
R3 – расчетная степень развития болезни растений, не вошедших
в анализ пробы (а3), %, вычисляемая по формуле: внимание: в журнала допущена ошибка!
E (а × в) + а1 × 100
R3 = ------–––––––––––––––
Nп – а3
Биологическая эффективность препарата рассчитывается с использованием показателей степени развития болезни по формуле:
RE К – RE В
Бэ = –––––––––––––––––– × 100, (5)
RE К
где Бэ – биологическая эффективность, %;
RE К – средняя степень развития болезни в контроле, %;
RE В – средняя степень развития болезни в варианте, %. Особенность вредоносности корнееда всходов заключается в том, что переболевшие, но выжившие растения существенно теряют иммунный статус, и могут позднее поражаться другими патогенами, вызывающими гнили корнеплодов и даже гибель растений. Это явление необходимо учитывать при оценке эффективности препаратов-индукторов иммунитета. Окончательно наличие жизнеспособных растений определяется показателем «сохранность растений», который определяется при уборке урожая по формуле:
n
С = –––– × 100, (6)
N
где С – сохранность растений, %;
N – количество растений оставленных на делянке, экз.;
n – количество растений к моменту выкопки корнеплодов, экз.
Основным показателем, характеризующим рострегулирующую активность того или иного средства на сахарной свекле, является увеличение средней массы корнеплода. При этом необходимо учитывать, что он в сильной степени зависит от площади питания растения. Если оценивать его путем суммирования массы всех корнеплодов на делянке и делением на их общее количество, можно прийти к неправильным выводам. Для объективной оценки данного показателя берутся только корнеплоды, находящиеся на равном удалении от соседних («стандартные»). Крайние и находящиеся рядом с местами выпадения растений, а также с явными признаками последействия корнееда (ПДК – деформированные болезнью корнеплоды) и пораженные гнилями – в учет не берутся. Взвешивается каждый стандартный корнеплод в граммах в пределах возможной точности. Достоверное увеличение средней массы «стандартных» корнеплодов по отношению к контролю свидетельствует о степени влияния препарата на продуктивные ростовые эффекты. Для расчета достоверности полученных данных используют непараметрический критерий Вилкоксона (Зайцев, 1984).
Все корнеплоды с делянки (стандартные и нестандартные) выкапываются, взвешиваются и подсчитываются. Общий урожай корнеплодов с делянки используется для определения показателя – средняя масса корнеплода (Мк), на основании которого рассчитывается урожай в варианте.
Одновременно с учетом урожая в опыте учитывают ПДК и другие болезни на всех выкопанных корнеплодах.
Теоретическую урожайность свеклы рассчитывают на основании заданной нормы высева семян и всех полученных в опыте данных с использованием гипотетической модели формирования густоты стояния растений.
Конечная густота растений формируется за счет действия трех основных элиминирующих факторов:
1. Гибель проростков до выхода их на поверхность почвы (основной фактор снижения полевой всхожести);
2. Гибель растений в результате поражения их корнеедом, повреждений насекомыми и других случайных факторов; 3. Выпады ослабленных и пораженных болезнями растений после линьки корня и в период формирования корнеплодов.
Расчетная конечная густота стояния растений в варианте определяется на основании показателя условной посевной единицы (например, 120-130 тыс. семян /га) с учетом выпадов растений на различных фазах развития от всех выше перечисленных причин по формуле: КГ = Гп – В1 – В2 , (7) где КГ – конечная густота растений, тыс./га;
Гп – первичная густота растений, тыс./га;
В1 – выпады растений за период до линьки корня, тыс./га;
В2 – выпады растений после линьки корня, тыс./га.
Пе × Вп
Гп = ––––––––, (7.1)
100
где ПЕ – условная посевная единица, тыс. семян / га;
Вп – полевая всхожесть, %
Гп × А
В1 = –––––––_, (7.2)
100
где А – количество растений, выпавших от поражения корнеедом (а1)
и других причин до линьки корня (а3), %
а1 + а3
А = ––––––– × 100,
Nп
где а1, а3 , Nп – см. формулы 3 и 4
(Гп – В1) ×(100 – C)
В2 = ––––––––––––––––––, (7.3)
100
где C – см. формулу 6 Расчетная биологическая урожайность в опыте определяется по формуле: У = КГ × Мк, (8) где У – биологическая урожайность, т/га;
КГ – конечная густота стояния растений, тыс./га;
Мк – средняя масса одного корнеплода (из расчета массы всех выкопанных корнеплодов с делянки), кг.
Для получения расчетного выхода сахара определяются технологические качества корнеплодов, согласно существующим методикам.
На основании полученных в опыте данных по расчетной прибавке урожая с использованием общепринятых методик и нормативов можно определить экономическую эффективность определенного приема.
Разработанная методика может быть использована и для оценки различных регламентов обработки растений защитно-стимулирующими препаратами в период вегетации, однако при проведении опрыскивания необходимо применять специальные щиты, предотвращающие снос рабочей жидкости на соседние рядки-делянки.
Данная методика позволяет свести к минимуму действие такого фактора как разнородность участка по микрорельефу, почвенным агрохимическим условиям и микробиоте, что немаловажно для получения однородных статистически достоверных результатов, и уже на начальных этапах исследования тех или иных препаратов дает возможность получить значительный объем информации для проведения дальнейших полевых испытаний.
|
