Обґрунтування комплексного застосування біологічних препаратів у посівах тритикале озимого в умовах Правобережного Лісостепу України

Abstract

У вступній частині дисертаційної роботи обґрунтовано актуальність теми дослідження, сформульовано мету і завдання, висвітлено наукову новизну та практичне значення одержаних результатів. У першому розділі проаналізовано результати наукових праць вітчизняних і зврубіжних учених щодо роздільного та комплексного застосування біологічних препаратів, у тому числі й мікробного походження, у посівах польових культур, та їх вплив на фітосанітарний стан посівів, мікробіологічні процеси у ґрунті і фізіолого-біохімічні – у рослинах, і їх вплив на формування якісних і кількісних показників урожайності. Встановлено, що хоча питання застосування біологічних препаратів мікробного походження у посівах польових культур вивчалося досить широко, проте комплексна їх дія у посівах тритикале озимого дотепер залишається маловивченою, що актуалізує дослідження в даному напрямку. Експериментальна частина роботи виконувалася впродовж 2020–2023 років в польових умовах ННВ Уманського НУС та лабораторних – кафедри захисту і карантину рослин. Погодні умови в роки проведення досліджень були переважно сприятливими для вирощування тритикале озимого, однак з деякими відхиленнями від норми, в основному за забезпеченістю рослин вологою, що відобразилося на розвитку патогенної мікробіоти, мікробіологічній активності ґрунту та перебігу основних фізіолого-біохімічних процесів, які лежать в основі формування продуктивності посівів. 3 Вплив досліджуваних біологічних препаратів мікробного походження Меланоріз, Біозлак і Бактофіт, що застосовувалися окремо і у комплексі, вивчали у посівах тритикале озимого сорту Єлань. У ході досліджень вивчалась дія обприскування посівів мікробним препаратом з фунгіцидною дією Бактофіт окремо і на фоні передпосівної бактеризації насіння біологічними препаратами мікробного походження Меланоріз і Біозлак. Схема польового досліду передбачала 12 дослідних варіантів, на яких проводилися польові і лабораторні дослідження. У результаті виконання досліджень встановлено, що обробка насіння Меланорізом і Біозлаком з наступним обприскуванням посівів Бактофітом мала суттєвий вплив на фітосанітарний стан посівів тритикале озимого залежно від погодніх умов. У 2023 році через надмірну кількість опадів у квітні місяці ураженість патогенною мікробіотою посівів була найвищою. За комплексного використання препаратів простежувалось значне зниження ураженості та поширення кореневих гнилей, хвороб листків та колосу, особливо у разі обприскування посівів Бактофітом (2,0–3,0 л/га) на фоні передпосівної бактеризації Меланорізом, де показник ураження кореневими гнилями у середньому за роки досліджень знижувався до рівня 0,3–1,0%; поширення плямистостей листків – до рівня 4,2–2,7%, борошнистої роси – до 2,0–0,3%; ураженість колосу септоріозом – до 2,2–1,2%; фузаріозом – до 1,6– 0,6%; летючою сажкою – до 3,9–3,6% і твердою сажкою – до 4,9–4,6% залежно від норм застосування біофунгіциду. Встановлено, що передпосівна бактеризація насіння тритикале озимого мікробним препаратом Меланоріз сприяла зростанню загальної чисельності мікроорганізмів ризосфери культури відносно контрольного варіанту в 1,43– 1,56 рази. За використання Бактофіту на фоні бактеризації насіння Біозлаком у ризосфері тритикале озимого відмічено зростання загальної чисельності мікробіоти у 1,50–1,92 рази. 4 Очевидно, що збільшення загальної чисельності мікробіоти у ризосфері культури було зумовлено більш активним формуванням розмірів кореневої системи за дії бактеріальних препаратів, що, в свою чергу, сприяло додатковому виділенню кореневих ексудатів, які виступають у якості живильних субстратів для мікробних угруповань. Водночас зростання чисельності ризосферної мікробіоти тритикале озимого може бути напряму пов’язане з інтродукцією в ризосферу активних штамів, складових препаратів. Дослідження чисельності мікроміцетів у ризосфері тритикале озимого виявило подібну залежність: найбільш активний розвиток мікроміцетів відмічався за використання Біозлаку на фоні обробки насіння Меланорізом, де перевищення до контролю складало 1,33–1,68 рази. Дане поєднання препаратів сприяло зростанню чисельності целюлозолітичних, нітрифікувальних та азотфіксувальних бактерій ризосфери тритикале озимого. Досліджувані біологічні препарати викликали зміни в активності ферментів класу оксидоредуктаз рослин тритикале озимого. У середньому за роки досліджень, у фазі виходу в трубку за бактеризації насіння Меланорізом активність каталази порівняно з контролем зростала на 11%, пероксидази – на 5% та поліфенолоксидази – на 7%, тоді як за передпосівної обробки насіння Біозлаком активність досліджуваних ферментів перевищувала показники контрольного варіанту на 9, 4 і 5% відповідно. Посходове обприскування посівів культури Бактофітом у нормах 2,0; 2,5 і 3,0 л/га сприяло зростанню активності каталази порівняно з контролем на 10, 23 і 32%, пероксидази – на 5, 8 і 15% та поліфенолоксидази – на 4, 11 і 17% відповідно до норм біофунгіциду. Застосування вказаних норм Бактофіту на фоні передпосівної бактеризації насіння Біозлаком сприяло підвищенню активності каталази проти контрольного варіанту на 15–33%, пероксидази – на 11–18% та поліфенолоксидази – на 19–40% залежно від норми застосування 5 біофунгіциду. Також у цих варіантах досліду активність ферментів на 6–10% перевищувала дані, отримані у варіантах із застосуванням Біозлаку на фоні необробленого насіння. Серед усіх варіантів досліду найвищу ферментативну активність забезпечувало застосування Бактофіту на фоні передпосівної бактеризації насіння Меланорізом. У цих варіантах досліду активність каталази зростала проти контрольного варіанту на 23–46%, пероксидази – на 14–22% та поліфенолоксидази – на 26–49%. У ході досліджень виявлено, що використання мікробних препаратів для передпосівної бактеризації насіння тритикале озимого та обробки посівів сприяло зростанню вмісту в листках рослин фотосинтетичних пігментів Найбільш активне накопичення хлорофілів та каротиноїдів було відмічено у випадку посходового застосування 2,0; 2,5 і 3,0 л/га Бактофіту на фоні бактеризації насіння культури Меланорізом. У фазі цвітіння у цих варіантах досліду збільшення вмісту пігментів порівняно з контрольним варіантом складало: хлорофілу а – на 0,46; 0,54 і 0,63; хлорофілу b – на 0,07; 0,08 і 0,11; суми хлорофілів (а+b) – на 0,53; 0,62 і 0,73; каротиноїдів – на 0,06; 0,10 і 0,13 мг/г сирої речовини відповідно до норм біофунгіциду. Також простежувалась тенденція до зростання відношення хлорофілу а до хлорофілу b за одночасного зниження відношення суми хлорофілів (а+b) до каротиноїдів, що свідчить про створення за дії біологічних препаратів більш сприятливих умов для росту і розвитку рослин культури. Дослідження інтенсивності дихання рослин тритикале озимого показало залежність зміни даного показника від виду та способу використання біологічних препаратів. У фазі цвітіння у середньому за роки досліджень за бактеризації насіння культури перед посівом мікробіологічним препаратом Меланоріз спостерігалась тенденція до зростання інтенсивності дихання порівняно з контрольним варіантом на 8%, а при використанні обробки насіння Біозлаком – на 7%. Позитивний вплив на зміну інтенсивності дихання мало і посходове внесення Бактофіту у нормах 2,0; 2,5 6 і 3,0 л/га, що сприяло підвищенню даного показника порівняно з контролем на 6, 11 і 17% відповідно до норм препарату. Значну зміну інтенсивності дихання рослин тритикале озимого відмічено за використання Бактофіту у досліджуваних нормах по фону передпосівної бактеризації насіння, де перевищення до контролю складало 11–24%, а по фону бактеризації насіння Меланорізом – на 17–30%. Зростання показника інтенсивності дихання рослин тритикале озимого узгоджується із отриманими раніше результатами досліджень щодо активності антиоксидантних ферментів: інтенсивність дихання була найвищою у тих же варіантах досліду, що й активність досліджуваних ферментів. У середньому за роки досліджень у фазі цвітіння обробка насіння Меланорізом та Бактофітом сприяла наростанню листкового апарату рослин порівняно з контролем до 106 і 105%; посходове внесення Бактофіту (2,0; 2,5 і 3,0 л/га) – до 106, 108 і 108%; застосування цих же норм біофунгіциду по фону обробки насіння Біозлаком – на 8, 10 і 13% та по фону обробки насіння Меланорізом – на 14, 17 і 21% відповідно. Очевидно, позитивний вплив мікробних препаратів на наростання площі листкового апарату тритикале озимого зумовлений сумарною дією чинників: фітоценотичного, що полягав у покращенні ростових процесів; фізіолого-біохімічного, який реалізувався через біологічно активні речовини, що синтезуються мікроорганізмами та завдяки яким покращувався фітосанітарний стан посівів, підвищувалась функціональна активність і продуктивність листкового апарату. Одержані експериментальні дані дають підставу стверджувати, що досліджувані біологічні препарати за різних способів застосування мали позитивний вплив на формування надземної біомаси рослинами тритикале озимого. Зокрема, у середньому за роки досліджень передпосівна обробка насіння Меланорізом сприяла збільшенню у фазі цвітіння надземної біомаси тритикале озимого проти контролю на 8%, тоді як бактеризація Біозлаком – на 6%. Застосування біофунгіциду Бактофіт по вегетації культури у нормах 7 2,0–3,0 л/га сприяло підвищенню даного показника на 8–11% залежно від норми препарату. Найбільша надземна біомаса формувалася за використання Бактофіту по фону обробки насіння Меланорізом, що перевищувало контроль на 14–23%. Встановлено, що використання досліджуваних мікробних препаратів забезпечувало формування різних показників чистої продуктивності фотосинтезу: у період розвитку культури кущіння – поява прапорцевого листка за умов 2021 року у варіантах досліду із передпосівною обробкою насіння Меланорізом та Біозлаком показник чистої продуктивності фотосинтезу зростав порівняно з контролем на 0,20 та 0,12 г/м2 за добу; за обробки посівів культури по вегетації Бактофітом у нормах 2,0; 2,5 і 3,0 л/га відмічено зростання досліджуваного показника порівняно з контролем на 0,27; 0,36 та 0,44 г/м2 за добу відповідно. Активніше на формування величини чистої продуктивності фотосинтезу порівняно із застосуванням досліджуваних препаратів окремо впливала комплексна їх дія. Зокрема, за використання вказаних норм Бактофіту по фону передпосівної бактеризації насіння Біозлаком простежувалась тенденція до зростання показника чистої продуктивності фотосинтезу проти контрольного варіанту на 0,37–0,52 г/м2 за добу залежно від норми використання біофунгіциду. Більший вплив на величину чистої продуктивності фотосинтезу мало використання досліджуваних норм Бактофіту по фону передпосівної обробки насіння Меланорізом. У цих варіантах досліду зростання показника чистої продуктивності фотосинтезу порівняно з контрольним варіантом складало 0,52–0,71 г/м2 за добу залежно від норми застосування Бактофіту. Отриманий експериментальний матеріал дає підставу стверджувати про позитивну дію досліджуваних мікробних препаратів на формування величини показника чистої продуктивності фотосинтезу, особливо у разі застосування біофунгіциду по фону передпосівної бактеризації насіння тритикале озимого. Це пов’язано з активізацією проходження в рослинах 8 основних фізіолого-біохімічних процесів за використання біологічних препаратів. Аналізуючи результати досліджень, отримані у 2022 і 2023 рр., слід відмітити, що залежність формування показника ЧПФ від виду та способів застосування досліджуваних препаратів залишалася аналогічною 2021р, проте відмічалась чітка залежність формування даного показника від погодних умов, які у 2022 і 2023 рр. були менш сприятливими проти 2021 р. Виконаний аналіз урожайності тритикале озимого засвідчив, що у середньому за роки досліджень передпосівна обробка насіння Меланорізом та Біозлаком зумовила зростання врожайності культури порівняно з контролем на 9 та 7% відповідно, за обприскування посівів Бактофітом – на 7–13% залежно від норми препарату. Більш суттєву прибавку врожаю – 16– 28 та 23–38% було встановлено за внесення біофунгіциду по фону бактеризації насіння відповідно Біозлаком та Меланорізом. Аналіз показників економічної і біоенергетичної ефективності засвідчив, що найбільш ефективним є обприскування посівів Бактофітом (3,0 л/га) на фоні передпосівної обробки насіння Меланорізом (1,0 л/т), таке поєднання забезпечує одержання умовно-чистого прибутку у розмірі 3515,98 грн./га за рентабельності 14,42% та коефіцієнту енергетичної ефективності на рівні 2,84–3,16. З метою покращення фітосанітарного стану та активізації проходження мікробіологічних процесів у ґрунті і фізіолого-біохімічних – у рослинах тритикале озимого, що лежать в основі формування високої продуктивності посівів, доцільно проводити передпосівну обробку насіння біологічним препаратом Меланоріз у нормі 1,0 л/т з наступним обприскуванням посівів біофунгіцидом Бактофіт у нормі 3,0 л/га.