ОЦЕНКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ И ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОВРЕМЕННЫХ МАЛООПАСНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ФУНГИЦИДОВ ПРОТИВ ЖЕЛТОЙ РЖАВЧИНЫ В УСЛОВИЯХ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

ОЦЕНКА БИОЛОГИЧЕСКОЙ И ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОВРЕМЕННЫХ МАЛООПАСНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ФУНГИЦИДОВ ПРОТИВ ЖЕЛТОЙ РЖАВЧИНЫ В УСЛОВИЯХ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

Научная статья

Матвеева И.П.^1, *, Ким Ю.С.², Мирошниченко О.О.³, Волкова Г.В.⁴

¹ ORCID: 0000-0002-8696-5350;

² ORCID: 0000-0002-6239-0855;

³ ORCID: 0000-0002-6584-9553;

⁴ ORCID: 0000-0002-3696-2610;

^{1, 2, 3, 4} Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт биологической защиты растений», Краснодар, Россия

* Корреспондирующий автор (irina.matveeva14[at]yandex.ru)

Аннтоация

Химический метод остается основным в системе интегрированной защиты растений. В 2019 году на территории Российской Федерации против желтой ржавчины пшеницы разрешено к применению 81 наименование моно- и поликомпонентных препаратов, большинство действующих веществ которых относятся к группам тиазолы и стробилурины. В статье приведены актуальные методы борьбы с желтой ржавчиной пшеницы, отмечены положительные и отрицательные стороны химических препаратов для защиты растений. В результате оценки биологической и хозяйственной эффективности двукратного применения препаратов Альтазол, КЭ, Адексар, КЭ и Зантара, КЭ в фазы трубкования (Z 33-37) и начала колошения (Z 49-51) было установлено снижение развития заболевания до 0,1-0,5 % и максимальная прибавка урожая по отношению к контролю до 5 %.

Ключевые слова: желтая ржавчина пшеницы, Puccinia striiformis, химический метод, биологическая эффективность, защита растений. 

EVALUATION OF BIOLOGICAL AND ECONOMIC EFFICIENCY OF MODERN LOW-HAZARD CHEMICAL FUNGICIDES AGAINST YELLOW RUST UNDER CONDITIONS OF KRASNODAR REGION

Research article

Matveeva I.P.^1, *, Kim Yu.S.², Miroshnichenko O.O.³, Volkova G.V. ⁴

¹ ORCID: 0000-0002-8696-5350;

² ORCID: 0000-0002-6239-0855;

³ ORCID: 0000-0002-6584-9553;

⁴ ORCID: 0000-0002-3696-2610;

^{1, 2, 3, 4} Federal State Budget Scientific Institution "All-Russian Research Institute of Biological Plant Protection",

Krasnodar, Russia

* Corresponding author (irina.matveeva14[at]yandex.ru)

Abstract

The chemical method remains the main one in the integrated plant protection system. Eighty-one types of mono- and multicomponent preparations, in which the majority of the active substances belong to the thiazoles and strobilurins groups, are allowed for use in the territory of the Russian Federation against yellow rust of wheat in 2019. The paper describes the current methods to struggle with yellow rust of wheat; the positive and negative sides of chemicals for plant protection are noted as well. As a result of assessing the biological and economic effectiveness of the double use of such drugs as Altazol, KE, Adeksar, KE and Zantara, KE in the tubing phase (Z 33-37) and the beginning of heading (Z 49-51), a decrease in the development of the disease to 0.1-0 was found, 5% and maximum yield increase in relation to control up to 5%.

Keywords: yellow rust of wheat, Puccinia striiformis, chemical method, biological effectiveness, plant protection. 

Согласно статистике всемирной продовольственной организации FAO, зерновые колосовые культуры занимают четвертое место в мировой структуре посевных площадей, а недобор урожая от влияния вредных организмов (сорной растительности, вредителей и болезней) ежегодно достигает более 30 % [9, С. 1].

По данным Международного центра улучшения пшеницы и кукурузы  CIMMYT, на пшенице встречаются 25 грибных, 3 бактериальных, 1 вирусное, 3 нематодных, 4 физиолого-генетических заболевания и 8 болезней, связанных с дефицитом  минерального питания и прочими абиотическими факторами. [4, С. 3]. Для территории Российской Федерации найдены  и описаны более 41 вида фитопатогенов на пшенице [1, С. 29-32], [6, C. 41].

Среди грибных возбудителей болезней особая роль принадлежит представителям рода Puccinia (ржавчины), три из которых способны поражать пшеницу: бурая ржавчина (Puccinia triticina Rob. ex Desm.), желтая ржавчина (Puccinia striiformis West.) и стеблевая ржавчина (Puccinia graminis Pers.).

Желтая ржавчина представляет серьезную угрозу для продовольственной безопасности многих стран планеты. Она распространена на большей части территории Северной и Южной Америки, Европы, Восточной, Центральной и Южной Азии, Северной Африки, Австралии. Около  72 % площадей посевов пшеницы по климатическим условиям пригодны для её развития, на 42 % патоген имеет стабильное развитие [10, C. 497].

На втором международном симпозиуме по желтой ржавчине пшеницы, проходившем в 2014 г. в Турции, Ханс Браун указал, что происходит стремительное увеличение ареала болезни. За 10 лет желтая ржавчина распространилась в Азию и Восточную Африку, появились новые расы патогена, устойчивые к более высокой по отношению к оптимуму температуре. [3, C. 34-35].

 По данным ежегодных маршрутных обследований посевов озимой пшеницы Краснодарского края, республики Адыгея, Ставропольского края и Ростовской области сотрудниками лаборатории иммунитета зерновых культур к грибным болезням (ФГБНУ ВНИИБЗР) отмечено ежегодное появление желтой ржавчины в четырех из пяти агроклиматических зон Северо-Кавказского региона. В сравнении с многолетними данными установлено, что степень развития заболевания до 2001 года составляла до 40 % (в южной предгорной зоне), а в последние годы варьировало от 0,2 до 3,5 % в зависимости от агроклиматической зоны, сорта и условий года [5, C. 109].

В 1960-1970-х годах Норман Эрнест Борлоуг (N. E. Borlaug) для борьбы с основными экономически значимыми болезнями предложил систему селекционных и агротехнологических мероприятий, позволившую повысить урожайность зерновых культур в ряде стран в 3–4 раза. [9, C. 3].

Современная защита растений в качестве мер борьбы и контроля над патогеном также предлагает несколько методов: селекционно-генетический (использование устойчивых сортов), агротехнический (соблюдение севооборотов и пространственной изоляции, уничтожение альтернативных хозяев и падалицы, выращивание сортосмесей), химический (применение моно - и поликомпонентных препаратов на основе действующих веществ из различных химических классов).

Химический метод защиты растений на сегодняшний день остается доминирующим в системе интегрированной защиты растений против ржавчин. По данным справочника агрохимикатов и пестицидов, разрешенных к применению на территории Российской Федерации в 2019 году, всего зарегистрировано 81 торговое наименование фунгицидов против желтой ржавчины, действующие вещества которых принадлежат, в основном, к химическим классам стробилуринов и триазолов.

Целью нашего исследования стало определение биологической и хозяйственной эффективности трех современных малоопасных фунгицидов против желтой ржавчины пшеницы: Адексар, КЭ; Альтазол, КЭ; Зантара, КЭ.

Материалы и методы исследований

Эксперимент был заложен на сорте ГРОМ, восприимчивом к желтой ржавчине. Для создания искусственного инфекционного фона использовали споры северокавказской популяции Puccinia striiformis, собранные в различных агроклиматических зонах Краснодарского и Ставропольского краев, республики Адыгея и Ростовской области и размноженные в условиях теплицы. В исследования были включены три двухкомпонентных препарата с различными комбинациями действующих веществ: Адексар, КЭ (62,5 г/л флуксапироксада + 62,5 г/л эпоксиконазола), Альтазол, КЭ (250 г/л пропиконазола + 50 г/л ципроконазола), Зантара, КЭ (166 г/л тебуконазола +  50 г/л биксафена).

Опыт организовали на полевом стационаре ФГБНУ ВНИИБЗР, г. Краснодар. Площадь делянки составила 6 м², повторность – трехкратная.

Искусственный инфекционный фон желтой ржавчины создали с помощью внесения спорово-тальковой смеси из расчета 10 мг/м².  Инокулюм вносили методом опыливания растений (фаза весеннего кущения) спорово-тальковой смесью в пропорции 1:100 во второй декаде апреля на выпавшую росу (с учетом сохранения влаги на растениях в течение не менее 4 часов для эффективного заражения) [2, C.19].

Химическую обработку опытных делянок проводили двукратно (08.05 и 14.05.19) в фазу трубкования и начала колошения (Z33-37 и Z49-51)  с помощью ручного ранцевого опрыскивателя.

Учеты проводили при первом проявлении болезни и с интервалом 7-10 дней до наступления высоких температур и перехода гриба в стадию сохранения (телиостадию). Степень поражения растений оценивали с использованием шкалы Peterson et.al, а также согласно Методическим указания по регистрационным испытаниям фунгицидов в сельском хозяйстве [2 C. 10], [7, C. 184]. Биологическую эффективность рассчитывали в процентах по формуле Эбота [8, C. 103]:

Где: А – биологическая эффективность, %;

К – конечная степень поражения в контроле (без обработки);

В – конечная степень поражения в опытном варианте.

Рис. 1. – а) Полевой стационар испытаний химических средств защиты растений (ФГБНУ ВНИИБЗР, г. Краснодар), б) поражение растения желтой ржавчиной (ориг.)

 

Результаты исследований

Установлено, что препараты триазольной группы Адексар, КЭ (62,5 г/л флуксапироксада + 62,5 г/л эпоксиконазола), Альтазол, КЭ (250 г/л пропиконазола + 50 г/л ципроконазола), Зантара (166 г/л тебуконазола +  50 г/л биксафена) являются высокоэффективными в борьбе с желтой ржавчиной пшеницы (таблица 1.)

 

Таблица 1 – Динамика развития желтой ржавчины пшеницы на сорте ГРОМ и биологическая эффективность фунгицидов, опытное поле ФГБНУ ВНИИБЗР, 2019 г.

№ п/п	Варианты опыта	Кратность приме-нения	Норма приме-нения, л/га,	Степень поражения на дату учета,  %
				8.05	14.05	Б.Э, %	22.05	Б.Э, %	29.05	Б.Э, %
1	Альтазол, КЭ	2-кратно	0,5	1,0	0,5	84,4	0,8	90,2	1,5	88,1
2	Адексар, КЭ		1,4	1,0	0,0	100,0	0,0	100,0	0,1	99,2
3	Зантара, КЭ		1,0	1,0	0,2	97,8	0,4	95,1	0,5	96,0
4	Контроль (без обработки)	-	-	1,0	3,2	-	8,2	-	12,6	-

 

Двукратное применение фунгицидов позволило достичь максимальных результатов по отношению к контролю без обработки, где степень развития болезни составила более 12,6 % и снизить развитие заболевания в опытных вариантах до 0,1-1,5 %. Биологическая эффективность по вариантам опыта составила от 88,1 до 99,2 % с максимальными показателями для фунгицида Адексар, КЭ с нормой применения 1,4 л/га.

В результате расчета хозяйственной эффективности прибавка урожая по отношению к контролю без обработки в варианте с Альтазол, КЭ составила 1 ,8 % или 1,3 ц/га; в варианте с Зантара, КЭ – 2,7 %, или 2,9 ц/га, с Адексар, КЭ – 4,3 % или 3,4 ц/га (таблица 2).

 

Таблица 2 – Хозяйственная эффективность фунгицидов на озимой пшенице сорт ГРОМ, ФГБНУ ВНИИБЗР, 2019 г.

№ п/п	Варианты опыта	Норма расхода, л/га	Масса 1000 семян		ц/га
			г	Прибавка к контролю %
1	Альтазол, КЭ	0,5	35,1	101,8	56,9
2	Адексар, КЭ	1,4	37,2	104,3	58,3
3	Зантара, КЭ	1,0	36,7	102,7	57,4
4	Контроль (без обработки)	-	33,8	-	55,9

  Заключение

Ассортимент современных химических малоопасных фунгицидов представляет собой широкую линейку моно- и поликомпонентных препаратов и насчитывает 81 торговое наименование. Действующие вещества группы триазолов и стробилуринов позволяют надежно защищать озимую пшеницу от желтой ржавчины, значительно снижая развитие болезни.

Среди трех испытанных фунгицидов (Альтазол, КЭ; Адексар, КЭ; Зантара, КЭ) максимальные показатели биологической и хозяйственной эффективности были получены в опытном варианте Адексар, КЭ (62,5 г/л флуксапироксада + 62,5 г/л эпоксиконазола) с нормой применения 1,4 л/га.   Против желтой ржавчины биологическая эффективность для данного препарата составила 99,2 %, прибавка урожая – 4,3 % или 3,4 ц/га.

Хотя применение синтетических препаратов показывает высокие результаты, следует помнить, что этот метод имеет и некоторые недостатки: пестициды загрязняют почву несвойственными ей соединениями, подавляют ее биологическую активность, нарушают состав популяций биоценозов и угнетают полезную фауну. При нерегламентированном применении препаратов в борьбе с патогенами возможно развитие прямой и перекрестной резистентности, для предупреждения которой необходимо использовать действующие вещества из различных химических классов, а также сорта, обладающие высокой и комплексной устойчивостью по отношению к фитопатогенам.

Финансирование Исследования поддержаны грантом РФФИ р_мол_а 19-44-233008.	Funding The research is supported by the RFBR grant No. r_mol_a 19-44-233008.
Конфликт интересов Не указан.	Conflict of Interest None declared.

 

Список литературы / References

1. Анпилогова Л. К. Групповая устойчивость к возбудителям озимой пшеницы и пути ее усиления/ Л. К. Анпилогова, Г. В. Волкова // Вестник защиты растений, 2000. - № 2. - С. 29-32.
2. Анпилогова Л. К. Методы создания искусственных инфекционных фонов и оценки сортообразцов пшеницы на устойчивость к вредоносным болезням (фузариозу колоса, ржавчинам, мучнистой росе) / Л. К. Анпилогова, Г. В. Волкова // РАСХН ВНИИБЗР. – Краснодар, 2000. – 28 с.
3. Койшибаев М. Болезни пшеницы / М. Койшибаев // Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО). Анкара – 2018. С.197
4. Койшибаев М. Методические указания по мониторингу болезней, вредителей и сорных растений на посевах зерновых культур /М. Койшибаев, Х. Муминджанов // Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО). Анкара – 2016. С. 28
5. Матвеева И.П. Желтая ржавчина пшеницы. Распространение, вредоносность, меры борьбы (обзор) / И.П. Мавтеева, Г.В. Волкова // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. № 2 (46). С. 102-116.
6. Матвеева И.П. Устойчивость широко районированных сортов озимой пшеницы различной селекции к эпифитотийно опасным заболеваниям: бурой, желтой, стеблевой ржавчине и желтой пятнистости листьев пшеницы в Краснодарском крае / И.П. Матвеева, Ю.С. Ким, О.Ф. Ваганова, О.О. Мирошниченко, О.Ю. Кремнева, Г.В. Волкова // Международный научно-исследовательский журнал. № 12-2 (78). С. 40-44.
7. Методические указания по регистрационным испытаниям фунгицидов в сельском хозяйстве. Российская академия с.-х. наук. Всероссийский научно-исследовательский институт  защиты растений . Под ред. В.И. Долженко.  СПб., 2009, 379 с.
8. Новожилов, К.А. Методические указания по государственным испытаниям фунгицидов, антибиотиков и протравителей семян сельскохозяйственных культур / К.А. Новожилов. – М., 1985. – 130 с.
9. Санин С.С. Химическая защита пшеницы от болезней при интенсивном зернопроизводстве / С.С. Санин, А.А. Мотовилин, Л.Г. Корнева, Т.П. Жохова, Т.М. Полякова, Е.А. Акимова // Защита и карантин растений - №8 – 2011. С.3-10
10. Peterson, R.F., Campbell, A. & Hannah, A. (1948). A diagrammatic scale for estimating rust intensity on leaves and stems of cereals. Canadian journal of research 26(5), 496-500.

Список литературы на английском языке /References in English

1. Anpilogova L. K. Gruppovaya ustojchivost' k vozbuditelyam ozimoj pshenicy i puti ee usileniya [Group resistance to pathogens of winter wheat and ways to strengthen it]/ L. K. Anpilogova, G. V. Volkova // Vestnik zashchity rastenij [Plant Protection Bulletin], 2000. - № 2. - P. 29-32. [in Russian]
2. Anpilogova L. K. Metody sozdaniya iskusstvennyh infekcionnyh fonov i ocenki sortoobrazcov pshenicy na ustojchivost' k vredonosnym boleznyam (fuzariozu kolosa, rzhavchinam, muchnistoj rose) [Methods for creating artificial infectious backgrounds and assessing wheat varieties for resistance to harmful diseases (spike fusarium, rust, powdery mildew)] / L. K. Anpilogova, G. V. Volkova // RASKHN VNIIBZR. – Krasnodar, 2000. – 28 p. [in Russian]
3. Kojshibaev M. Bolezni pshenicy / M. Kojshibaev // Prodovol'stvennaya i sel'skohozyajstvennaya organizaciya OON (FAO). Ankara – 2018. S.197 [Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO)] [in Russian]
4. Kojshibaev M. Metodicheskie ukazaniya po monitoringu boleznej, vreditelej i sornyh rastenij na posevah zernovyh kul'tur [Guidelines for monitoring diseases, pests and weeds in crops of grain crops] /M. Kojshibaev, H. Mumindzhanov // Prodovol'stvennaya i sel'skohozyajstvennaya organizaciya OON (FAO) [Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO)]. Ankara – 2016. P. 28 [in Russian]
5. Matveeva I.P. ZHeltaya rzhavchina pshenicy. Rasprostranenie, vredonosnost', mery bor'by (obzor) [Yellow rust of wheat. Distribution, harmfulness, control measures (review)] / I.P. Mavteeva, G.V. Volkova // Vestnik Ul'yanovskoj gosudarstvennoj sel'skohozyajstvennoj akademii [Bulletin of the Ulyanovsk State Agricultural Academy]. 2019. № 2 (46). P. 102-116. [in Russian]
6. Matveeva I.P. Ustojchivost' shiroko rajonirovannyh sortov ozimoj pshenicy razlichnoj selekcii k epifitotijno opasnym zabolevaniyam: buroj, zheltoj, steblevoj rzhavchine i zheltoj pyatnistosti list'ev pshenicy v Krasnodarskom krae [Stability of widely distributed varieties of winter wheat of different selection to epiphytotically dangerous diseases: brown, yellow, stem rust, and yellow spots of wheat leaves in Krasnodar region] / I.P. Matveeva, YU.S. Kim, O.F. Vaganova, O.O. Miroshnichenko, O.YU. Kremneva, G.V. Volkova // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal [International Research Journal]. 2018. № 12-2 (78). P. 40-44. [in Russian]
7. Metodicheskie ukazaniya po registracionnym ispytaniyam fungicidov v sel'skom hozyajstve. Rossijskaya akademiya s.-h. nauk. Vserossijskij nauchno-issledovatel'skij institut  zashchity rastenij  [Guidelines for fungicides registration in agriculture. Russian Academy of Agricultural sciences. All-Russian Research Institute of Plant Protection] ed. V.I. Dolzhenko.  , 2009, 379 p. [in Russian]
8. Novozhilov, K.A. Metodicheskie ukazaniya po gosudarstvennym ispytaniyam fungicidov, antibiotikov i protravitelej semyan sel'skohozyajstvennyh kul'tur [Guidelines for state testing of fungicides, antibiotics and seed dressers for crops] / K.A. Novozhilov. – M., 1985. – 130 p. [in Russian]
9. Sanin S.S. Himicheskaya zashchita pshenicy ot boleznej pri intensivnom zernoproizvodstve [Chemical plant protection of wheat from diseases in intensive grain production] / S.S. Sanin, A.A. Motovilin, L.G. Korneva, T.P. ZHohova, T.M. Polyakova, E.A. Akimova // Zashchita i karantin rastenij [Plant protection and quarantine] - №8 – 2011. P.3-10 [in Russian]
10. Peterson, R.F., Campbell, A. & Hannah, A. (1948). A diagrammatic scale for estimating rust intensity on leaves and stems of cereals. Canadian journal of research 26(5), 496-500.