Влияние фактора защиты растений и системы удобрений на фитосанитарное состояние почвы в агроценозе озимой пшеницы сорта Юка

 

ВВЕДЕНИЕ

Проблема питания населения земного шара, в настоящее время, стала ещё более острой и более сложной .В решении этой проблемы особая роль принадлежит зерновым культурам, на которых базируется большая часть сельскохозяйственного производства мира, а среди них – пшенице.

Озимая пшеница принадлежит  к числу наиболее ценных и высокоурожайных  зерновых культур. Зерно богато клейковинными  белками и другими ценными  веществами, поэтому оно широко используется для продовольственных целей, в  особенности в хлебопечении и  кондитерской промышленности, а также  для производства макарон, крупы, вермишели  и других продуктов. Пшеничные отруби – высококонцентрированный корм для всех видов сельскохозяйственных животных.

Пшеница как сельскохозяйственная культура одна из основных источников энергии для человека и животных. Значение её во всём мире будет непрерывно возрастать, поскольку она представляет собой питательную и экономически выгодную культуру, которую можно  выращивать в очень разнообразных  и широких условиях [ 16, 52 ].

На Кубани озимая пшеница  высевается на площади 1,4 млн.га, что  составляет более 30% пашни. При неизменности площадей главный путь увеличения валового производства зерна этой культуры предусматривается  в основном за счет ее урожайности. Это решается путем внедрения  прогрессивных технологий выращивания  сильных и ценных пшениц на основе высокой культуры земледелия, освоения зональных научно – обоснованных систем землепользования, ведения сельского  хозяйства в большинстве районов  можно получать по 40 – 50 ц зерна  с 1 га и более. Средняя урожайность  в РФ – 30 ц/га, в передовых хозяйствах – 50 – 60 ц/га, самый высокий урожай в РФ был получен в Краснодарском крае – 103,6 ц/га.

Но ни одно современное  сельскохозяйственное предприятие  не может рассчитывать на стабильные успехи, если не обеспечит надежной и эффективной  защиты  возделываемых  культур. Без надлежащих защитных мероприятий, потери урожая зерна от вредных  организмов составляет 25–50 %, в том числе только от вредителей до 10 %, от болезней – от 20 до 40 %, а в отдельные годы при эпифитотийном развитии до 80 % [ 67 ].

Причем, по мере дальнейшей интенсификации сельскохозяйственного производства, эти потери могут возрастать, так как одновременно с созданием более благоприятных условий для роста и развития растений создаются и лучшие условия для развития и размножения вредных организмов.

Борьба с вредными организмами  зерновых культур в условиях агроэкосистем  может быть эффективной только при  интеграции агротехнического, биологического, химического и других методов защиты, выработке тактики использования этих методов.

Цель работы состояла в  изучении влияния фактора защиты растений и системы удобрений  на фитосанитарное состояние почвы  в агроценозе озимой пшеницы сорта  Юка.

Для достижений поставленной цели решались следующие задачи:

– выявление видового и количественного состава почвенных грибов в ризосфере озимой пшеницы сорта Юка при различных уровнях плодородия, минерального питания и фактора защиты;

 – изучение влияние уровней плодородия почвы и минерального питания и фактора защиты на активность целлюлозоразрушающих бактерий в почве посевов озимой пшеницы сорта Юка;

 – изучение влияние уровней плодородия почвы и минерального питания на формирование корневой системы и устойчивость к корневым гнилям растений озимой пшеницы сорта Юка;

  – влияние уровней плодородия почвы и минерального питания на соотношение супрессивной и патогенной микрофлоры в ризосфере корневой системы озимой пшеницы сорта Юка .

 

 

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

1.1.Биологические особенности озимой пшеницы

 

Пшеница (род Triticum L.) по современной классификации относится к семейству мятликовых (Poaceae или Gramineae). Корневая система пшеницы, как и всех злаков – мочковатая, состоящая из первичных (зародышевых) и вторичных корней. Стебель – соломина, состоящая из пяти – семи междоузлий. Пшеница имеет соцветие - сложный колос, который выходит из влагалища верхнего стеблевого листа. Состоит коленчатого колосового стержня, на уступах которого располагаются многоцветковые колоски (до 5…6 цветков в колоске). Пшеница – самоопыляемое растение [10].

В разные периоды вегетации  пшеница предъявляет неодинаковые требования к теплу. Семена ее начинают прорастать при температуре 1.. 2°С, но для дружного прорастания и появления всходов нужна более высокая температура. При температуре 14... 16°С всходы появляются через 7...9 дней после посева. Сумма активных температур за период посев – всходы составляет 116...139°С. Через 13…15 дней после полных всходов при температуре 12... 15°С начинается кущение, оно продолжается 30.. .45 дней в зависимости от срока посева, температуры и влажности. Озимая пшеница кустится осенью и весной. Пониженная температура воздуха (до 6...10°С) при достаточной влажности, а также повышенная облачность задерживают общее развитие растений, но способствуют более интенсивному кущению. Кущение значительно повышается при внесении азотных удобрений. В благоприятных условиях произрастания одно растение образует 3...5 стеблей.

В переходный осенне-зимний период для развития озимой пшеницы  наиболее благоприятна сухая ясная  и теплая погода днем (до 10... 12°С) с  понижением до отрицательных температур ночью, это способствует большему накоплению углеводов, прохождению закалки и лучшей перезимовке. При понижении среднесуточной температуры воздуха до 4. ..5°С осенний рост озимой пшеницы приостанавливается. Весной при повышении температуры до 5°С пшеница начинает расти и дополнительно куститься. для озимой пшеницы очень опасны резкие колебания температуры ранней весной.

Выход в трубку у озимой пшеницы начинается через 25...35 дней после весеннего отрастания, колошение – через 30...35 дней после выхода в трубку. Цветение пшеницы начинается через.2...3 дня после колошения и продолжается около недели. Продолжительность формирования, налива и созревания зерна около 30…35 дней, при дождливой и прохладной погоде этот период удлиняется, а при засушливой – сокращается [ 52 ].

Общая сумма положительных  температур от посева до полной спелости составляет 1850.. .2200°С. Продолжительность  вегетационного периода (включая зиму) колеблется от 275 до 350 дней. Озимая пшеница достаточно жаровыносливая и засухоустойчивая культура. Потребление влаги в течение вегетации идет неравномерно и зависит от возраста, интенсивности роста и развития, густоты растений, температуры, развития корневой системы и наличия влаги в почве.

Для появления дружных необходимо иметь в верхнем слое почвы (0... 10 см) не менее 10 мм продуктивной влаги. По мере роста и развития растений потребность во влаге повышается. Наибольшее количество влаги расходует от весеннего отрастания до колошения (до 70 % общей потребности в воде за вегетацию) и наименьшее — от цветения до восковой спелости зерна (до 20 %). Критическим периодом по отношению к влаге у озимой пшеницы является выход в трубку—колошение.

Для получения высоких  урожаев озимой пшеницы с хорошим  качеством зерна наиболее благоприятна влажность почвы (в слое 0…60 см) не ниже влажности разрыва капилляров. Коэффициент водопотребления этой культуры равен 400…500 [ 10 ].

Озимая пшеница предъявляет  повышенные требования к почве. Для  нее наиболее пригодны - почвы с  мощным гумусовым горизонтом, высоким  содержанием питательных веществ  и хорошими водно-физическими свойствами [ 52 ].

 

 

1.2. Видовой состав почвенных микроорганизмов и их роль в регуляции   фитосанитарного состояния почвы

 

Почвенная микрофлора участвует  в круговороте веществ и энергии, от её жизнедеятельности зависит  плодородие почвы, её биологическая  активность, а также способность  к самоочищению. Сообщества микроорганизмов, являясь продуцентами ферментов, осуществляют процессы трансформации органических веществ в почве.

По микробному разнообразию почва – самая богатая среда  обитания по сравнению с водой, геологическими отложениями, силосом и другими  средами. Почва не только лучшая среда  обитания для микроорганизмов, но и  лучшая среда для их сохранения и  выживания [ 23 ].

В микрофлоре почвы выделяют три большие группы организмов: бактерии, грибы и актиномицеты. Бактерии в почве преобладают. По литературным данным,  их количество в почвах составляет от 1 млн. до 1 млрд., а иногда несколько десятков миллиардов клеток на 1 г почвы.

Актиномицеты – одна из многочисленных групп почвенного микронаселения, исчисляемая в миллионах на 1 г. В почве находится большое количество гиф актиномицетов. Они возбуждают процесс аммонификации и могут разлагать разнообразные углеродсодержащие соединения. Некоторые актиномицеты способны разрушать клетчатку, но перегнойные соединения не разлагают [ 40 ].

Численность грибов составляет несколько тысяч в 1 г почвы, но суммарная длина грибных гиф на 1 г почвы равняется тысячам метров [ 23 ]. Грибы способны разлагать белковые соединения и могут быть по этому признаку причислены к аммонификаторам. Они разрушают многие углеродсодержащие вещества, в том числе минерализуют циклические соединения и перегной. Некоторые из несовершенных грибов, встречающихся в почве, являются фитопатогенами.

Отдельные слои пахотного  горизонта довольно существенно  различаются по богатству микроорганизмов. При благоприятных условиях влажности  слой 0-5 см содержит в два раза больше микроорганизмов, чем слой 20-30 см. При тождественном химическом составе в пределах пахотного горизонта верхний слой отличается существенно большей энергией микробиологических процессов. В основном это результат худшего проникновения в глубокие слои почвы кислорода воздуха. В целине это различие сказывается более резко.

Под влиянием растительности почва не теряет характерных признаков  специфики микробного ценоза. Тип  почвообразовательного процесса сказывается  на микробном населении сильнее всего [ 40 ].

Агроиспользование почв существенно  изменяет почвенные биотические  сообщества. Известно, что почвы  агросистем отличаются от естественных биогеоценозов меньшим видовым  богатством микробов, но бόльшим обилием  ряда видов и интенсивным протеканием  микробиологических процессов [ 41 ]. При окультуривании почв разных типов четко прослеживается усиление микробиологической и ферментативной активности, увеличение интенсивности минерализации и трансформации почвенного органического вещества. При длительном экстенсивном земледелии ухудшаются развитие органотрофной микрофлоры, азотфиксация и накапливаются патогенные микробы [ 3 ].

Многочисленные опыты  научно-исследовательских учреждений убедительно показывают, что совместное внесение органических и минеральных  удобрений способствует энергичному  развитию биологических процессов  в почве. После внесения таких  удобрений при благоприятных  климатических условиях многократно возрастает численность микроорганизмов. Внесение смеси усиливает размножение всех физиологических групп микроорганизмов, переводящих недоступные для растений вещества почвы и удобрений в усвояемые элементы корневого питания. Увеличивается выделение почвой СО₂, что является следствием более энергичного микробного разрушения органических остатков, возрастает нитрификационная способность почвы [ 41 ]. Внесение малых доз органо-минеральных удобрений оказывает на микрофлору, развивающуюся под растением, не меньшее стимулирующее действие, чем внесение больших доз навоза для озимой пшеницы.

Особенного внимания заслуживают  факты усиленного размножения в  ризосфере удобренных органо-минеральной  смесью растений анаэробных фиксаторов азота (Clostridium pasteurianum и олигонитрофилов). Фосфорные и калийные соединения, входящие в состав сложных удобрений усиливают активность свободноживущих и симбиотических азотфиксаторов. Даже через 3 года после внесения гранул органо-минеральных смесей, состоящих из суперфосфата и перегноя, в черноземе Прииртышья наблюдались очаги повышенного содержания бактерий и подвижной фосфорной кислоты, как в самой грануле, так и в почве вокруг нее [ 60 ].

Наиболее сильное влияние  органо-минеральные смеси оказывают  на микрофлору прикорневого слоя почвы, который в биологическом отношении  является наиболее активным. Как отмечает Т.А. Сорокина [ 60 ] удобренные растения имеют корневую систему более мощно развитую, с большим количеством корневых волосков. Благодаря этому микроорганизмы, развивающиеся в зоне деятельности корней, испытывают двойное влияние: непосредственное удобрений и косвенное растений, что и приводит к особенному усилению микробиологической активности в прикорневом слое почвы. Здесь резко возрастает количество таких важнейших для питания растений групп микроорганизмов, как нитрификаторы, азотфиксаторы, бактерии, переводящие органические и трудно усвояемые минеральные формы фосфора в доступную форму. Повышенное количество фосфора наблюдается в течение длительного времени, обычно вплоть до цветения. Что касается нитратов, то увеличение содержания их в прикорневом слое под влиянием органо-минеральной смеси можно заметить лишь в начальный период развития растений. Объясняется это тем, что мощно развивающиеся растения сильнее поглощают нитраты, поэтому, несмотря па усиленную деятельность микроорганизмов, нитраты под растениями обнаруживаются в меньшом количестве.

Итак, совместное внесение органических и минеральных удобрений является мощным фактором влияния на почвенную  микрофлору. В механизме действия удобрений существенным моментом является то, что они усиливают рост растения, а это в свою очередь вызывает стимуляцию жизнедеятельности микрофлоры. С другой стороны, вызванная удобрениями  интенсификация микробиологических процессов  приводит к мобилизации питательных веществ самой почвы, благодаря чему также улучшается питание растения. Таким образом, получается сложная цепь причинной зависимости, основным звеном которой являются микроорганизмы почвы.

 

 

1.3. Влияние факторов системы удобрений на фитосанитарное состояние почвы в агроценозе озимой пшеницы

 

Внося удобрения, мы не только улучшаем условия питания растений, но и усиливаем их способность  сопротивляться неблагоприятным факторам, в том числе размножению нежелательной  микрофлоры на корнях и надземной  массе. Кроме того, элементы, входящие в состав удобрений, могут прямо  ингибировать развитие грибных возбудителей болезни. Так, Л.К. Хацкевич (1987) рекомендует  применять в севооборотах с высоким  насыщением зерновыми культурами органо-минеральные  удобрения, которые усиливают микробиологическую активность почвы и подавляют  споруляцию в ней возбудителей корневых гнилей. Интенсивная споруляция патогенов приводит к формированию в почве такой высокой плотности спор, что заболевание растений принимает эпифитотийный характер.