Химические средства защиты озимой пшеницы от возбудителя бурой ржавчины



Бурая ржавчина (Puccinia triticina) является одним из вредоносных заболеваний пшеницы во всем мире. Гриб располагается хаотично в виде пустул (урединии) на листьях и влагалищах растений. При эпифитотийном развитии болезни потери урожая могут достигать 20 %. Одним из важных элементов фитосанитарной стабилизации агроценоза является научное обоснованное применения химических фунгицидов. Проведена оценка биологической эффективности двух фунгицидов против возбудителя бурой ржавчины пшеницы. Исследования проводили на опытных полях ФГБНУ ФНЦБЗР на умеренно восприимчивом к патогену сорте Гром. Препараты испытывали однократно в фазу выхода в трубку. Фунгициды Прозаро, КЭ и Абакус Ультра, СЭ показали высокую биологическую эффективность — 96,6 % и 95,2 % соответственно. Масса 1000 зерен и урожайность с 1 га показали прибавку в варианте с Прозаро, КЭ — 2,8 г (8,8 %) и 7,2 ц/га (14,0 %) соответственно; в варианте с Абакус Ультра, СЭ — 2,6 г (8,2 %) и 7,0 ц/га (13,6 %) соответственно.

Ключевые слова: бурая ржавчина, пшеница, фунгицид, эффективность.

В настоящее время сельское хозяйство ежегодно увеличивает темпы возделывания земель и наращивает объёмы производства. Объяснить причины данного процесса можно резким повышением потребности в продовольствии для быстрорастущего населения планеты и стремительным развитием технологий и науки. Мировой демографический «взрыв» привёл к тому, что с начала 20 века численность населения выросла с 1,6 миллиарда в 1900 году до 8 миллиардов в 2022 [1]. В связи с чем вопрос о повышения показателей производства сельскохозяйственной отрасли является приоритетным и жизненно необходимым для всех жителей планеты.

В мировом земледелии зерновые культуры занимают в сравнении с другими культурами наибольшую площадь — около 55 % всей пашни. Значение зерновых культур огромно и разнообразно в продовольственном, кормовом и агротехническом отношении [2]. Среди озимых хлебов особое место занимает озимая пшеница, зерно которой находит широкое применение благодаря своим высоким качествам.

Защита растений является одним из основополагающих направлений в сельском хозяйстве, позволяющем получить высокие и стабильные урожаи. При благоприятных условиях развития патогена эпифитотии не являются редкостью и могут привести к потерям более половины объёма урожая, что может катастрофически сказаться на продовольственной безопасности целых стран и привести к голоду. К примеру, в 1999, 2013 и 2014 гг. вспышки эпифитотии стеблевой ржавчины были в горной местности Эфиопии, в 2008 г. в Кении на необработанных фунгицидами полях отмечалось снижение урожая пшеницы до 60–70 % [3]. Говоря о территории Российской Федерации, можно вспомнить сильное развитие бурой ржавчины в Западной Сибири, в период 2005–2012 гг. высокое её развитие происходило в 2005 и 2007 гг., умеренное — 2008, 2010 и 2011 гг., слабое — 2006, 2009 и 2012 гг. [4]. В годы эпифитотийного развития этой болезни урожайность снижается до 30 %, по Омской области потери составляли около 660 млн, по региону 1 500 млн. тонн [5]. На вредоносность бурой ржавчины влияет степень проявления и сроки: при пораженности листьев яровой пшеницы в начале формирования молочной спелости зерна на 10–25 % потери не превышают 4,5 %, в период колошения на 50–75 % достигают 18,5–27,9 %, в начале трубкования — 36,0–47,2 % [6].

Таким образом, на данный момент конкурентно противостоять вредным организмам, которые способы наносить колоссальный ущерб и привести к катастрофе, можно исключительно благодаря комплексной защите, в том числе пестицидам. Но недостаточно простого, бездумного применения препаратов. Это приведёт к более тяжёлым последствиям. Поэтому на примере возбудителя бурой ржавчины озимой пшеницы в данной статье представлена информация о фунгицидах и их особенностях с целью научно-обоснованного применения, а также снижения токсической нагрузки на пахотные земли и сельскохозяйственную продукцию.

Обзор химических препаратов против возбудителя бурой ржавчины

Первоочередно необходимо понимать и знать биологию самого возбудителя бурой ржавчины для эффективной защиты культуры. Им является гриб Puccinia triticina из отдела Базидиомикота [7]. У данного возбудителя есть две формы: Сибирская, образует эцидиальное спороношение на лещице ( Isopyrum fumarioides ) и Европейская, образует эцидиальное спороношение на василистнике малом и жёлтом ( Tralictrum minus L. и T.flavum ) [8]. Бурая ржавчина в большинстве развивается по неполному циклу в европейской части России, потому что урединиогрибницы перезимовывают на всходах озимых. Среди симптомов заболевания можно выделить сначала бурые хаотично расположенные пустулы (урединии) на листьях (верхняя, иногда нижняя сторона) и влагалищах растений (рис.1) [9].

Рис. 1. Лист озимой пшеницы, пораженный бурой ржавчиной (ориг.)

По ходу развития болезни они становятся чёрными с глянцевым оттенком (телии). Внешний вид урединониопустул на поверхности листа по форме овальные или круглые. Иногда вокруг урединий образуются некротические и хлоротичные зоны. Перезаражение происходит с помощью урединиоспор ветром, а источником инфекции являются всходы падалицы, злаковые сорняки и промежуточные хозяева. Инкубационный период составляет 5–18 дней. Оптимальной температурой для заражения считаются 15–25 ⁰ С и капельножидкая влага.

Понимание основных особенностей заболевания и биологии возбудителя помогает при подборе фунгицидов, а также сроках их применения.

На данный момент система интегрированной защиты растений зерновых культур против болезней грибной этиологии, такой как бурая ржавчина пшеницы, включает в себя севооборот, пространственную изоляцию озимых зерновых от яровых, уничтожение растений-хозяев в радиусе 500 метров, своевременную уборку, лущение стерни, посев в оптимальные сроки, использование устойчивых сортов и обязательным элементом является обработка посевов фунгицидами [3]. В настоящее время препараты обладают довольно широким спектром действия и на рынке представлен целый ряд химических групп, успешно применяемых в производстве. Среди основных химических классов являются триазолы, стробилурины и оксатиины.

Триазолы — самая большая группа системных фунгицидов, ингибиторов синтеза стеринов. К этому классу, эффективно подавляющий развитие бурой ржавчины пшеницы можно отнести флутриафол, эпоксиконазол, пенконазол, пропиконазол, тетраконазол, триадимефон и тритикиназол [3]. Препараты, относящиеся к группе триазолов используют в основном для протравливания семян перед посевом или на ранних фазах развития болезни. Триазолы характеризуются наличием защитного куративного эффекта что позволяет использовать их на любой стадии инфекционного процесса [10].

Стробилурины — контактные фунгициды с лечащим действием и частичным системным эффектом (передвигаются в пределах листа). Препараты этой группы наиболее эффективны при применении в ранние сроки стадии развития инфекции, так как подавляют прорастание спор и конидий, первоначальный рост мицелия и предупреждают спорообразование [3]. Наиболее активные аналоги стробилурина представлены метоксиакрилатами (азоксистробин) и метоксииминоацетами (кредоксим-метил и трифлоксистробин).

Одни из сильных сторон фунгицидов группы стробулиринов является длительный защитный эффект (до шести недель) и успешное подавление развитие популяций грибов, устойчивых к фениламидам, бензимидазолам и ингибиторов синтеза стеринов. К сожалению, широкое применение веществ данной группы приводит к очень быстрому накоплению в популяции устойчивых к стробилуринам генотипов. С целью предотвращения появления приобретённой резистентности разрешается проводить только до двух обработок (в отдельных случаях — три) в течение одного сезона с интервалом 14–16 дней и применять следует с препаратами только в системе чередования фунгицидов с отличным от стробилуринов механизмом действия.

Оксатиины повышают полевую всхожесть семян и обеспечивают увеличение продуктивного стеблестоя, в то время как триазолы в отдельных случаях снижают полевую всхожесть семян [11].

Рассмотрев ключевые химические классы пестицидов, применяемые от возбудителя Puccinia triticina и задачи, которые они выполняют, стоит ознакомиться с рядом фунгицидов от бурой ржавчины пшеницы, доступных на рынке (табл. 1).

Цель нашего исследования — оценка эффективности применения химического метода защиты растений против бурой ржавчины пшеницы. Для выполнения данной задачи были выбраны два химических фунгицида Абакус Ультра, СЭ (д.в. пираклостробин + эпоксиконазол) и Прозаро, КЭ (д.в. протиоконазол + тебуконазол).

Таблица 1

Ассортимент фунгицидов для защиты от возбудителя бурой ржавчины пшеницы (Каталог пестицидов, 2022)

Название препарата	Действующие вещество	Норма расхода препарата, л/га	Дата окончания срока регистрации
Балий, КМЭ	Пропиконазол, 180 г/л + азоксистробин, 120 г/л	0,6–0,8	30.03.2030
Колосаль, КЭ	Тебуконазол, 250 г/л	0,5	12.03.2030
Колосаль Про, КМЭ	Пропиконазол, 300 г/л + тебуконазол, 200 г/л	0,3–0,4	10.02.2031
Ракурс, СК	Эпиксиноназол, 240 г/л + ципроконазол, 160 г/л	0,2–0,3 (опрыскивание в фазу конец кущения — начало выхода в трубку) 0,3–0,4 (опрыскивание в фазы появление флагового листа — начало колошения)	12.03.2030
Спирит, СК	Азоксистробин, 240 г/л + эпоксиноназол, 160 г/л	0,5–0,6	20.04.2024
Талант, СК	Хлороталонил, 500 г/л	2,5	18.04.2027
Азорро, КС	Карбенлазим, 300 г/л + азоксистробин, 100 г/л	0,8–1,0	08.04.2028
Титул 390, ККР	Пропиконазол, 390 г/л	0,26	09.04.2028
Титул ДУО, ККР	Пропиконазол, 200 г/л + тебуконазол, 200 г/л	0,25	10.12.2029
Триада, ККР	Пропиконазол, 140 г/л + тебуконазол, 140 г/л + эпоксиноназол, 72 л/г	0,5–0,6	30.03.2024
Авиаль, КЭ	Тебуконазол, 125 г/л + триадимефон, 100 г/л	0,8–1	28.03.2032
Амистар Экстра, СК	Азоксистробин, 200 г/л + ципроконазол, 80 г/л	0,5–1	28.01.2029
Цимус Прогресс, КЭ	Пропиконазол, 250 г/л + ципроконазол, 80 г/л	0,4–0,5	15.11.2031

Материалы и методы исследования

Полевые эксперименты проводили на базе Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федерального научного центра биологической защиты растений» (ФГБНУ ФНЦБЗР), г. Краснодар в вегетационный сезон 2020–2021 годов. Климатические условия были благоприятными, как для развития культуры, так и возбудителя.

Исследование проводили на искусственном инфекционном фоне бурой ржавчины пшеницы на умеренно восприимчивом сорте Гром [12]. Опытные делянки располагались рандомизированным образом в 4-х кратной повторности, площадью 10 м ² . Закладка опыта, учеты, определение эффективности фунгицидов проводили согласно Методическим указаниям по регистрационным испытаниям фунгицидов в сельском хозяйстве [13].

С целью оценки эффективности и рациональности применения средств защиты растений против возбудителя Puccinia triticina на озимой пшенице были взяты два химических фунгицида: Абакус Ультра, СЭ (62,5 г/л пираклостробина + 62,5 г/л эпоксиконазола) и Прозаро, КЭ (125 г/л протиоконазола + 125 г/л тебуконазола). Препараты относятся к двум основным химическим классам — стробилурины и триазолы. Для проведения оценки химических фунгицидов была изучена их биологическая и хозяйственная эффективность в сравнении с контролем (без обработки). Учеты болезни проводили через 7 дней после обработки, затем вели мониторинг каждые 10–14 дней. Для фиксирования степени поражения использовали шкалу CIMMYT [6].

В фазу выхода в трубку была проведена однократная обработка опытных участков препаратами Абакус Ультра, СЭ и Прозаро, КЭ.

Для расчёта биологической эффективности фунгицидов использовали формулу Аббота (Э = (А-В) / А*100) [3]. Статистическую обработку данных проводили по Б. А. Доспехову [14].

Результаты исследования

В ходе проведения научно-исследовательского опыта были получены результаты биологической эффективности двух химических фунгицидов в сравнении с участком без обработки. Для Абакус Ультра, СЭ при норме применения 1,5 л/га и Прозаро, КЭ при норме применения 0,8 л/га против бурой ржавчины пшеницы, на дату последнего учета биологическая эффективность составила 95,2 % и 96,6 % соответственно при значительном развитии болезни в контроле (без обработки) 20,8 % (табл. 2). Полученные результаты свидетельствуют о высокой их эффективности в подавлении возбудителя Puccinia triticina .

Таблица 2

Биологическая эффективность препаратов Прозаро, КЭ и Абакус Ультра, СЭ против бурой ржавчины на пшенице озимой (сорт Гром), опытное поле ФГБНУ ФНЦБЗР, г. Краснодар, 2021 г.

Вариант опыта	Норма применения препарата, л/га, кратность	Развитие, %	Б.Э.*, %
Прозаро, КЭ (125+125, г/л	0,8 1-кратно	0,7	96,6
Абакус Ультра, СЭ (62,5+62,5 г/л)	1,5 1-кратно	1,0	95,2
Контроль (без обработки)	-	20,8	-
*Б.Э. — биологическая эффективность, %

Обоснованием целесообразности применения фунгицидов является анализ структуры урожая (табл. 3). Такие параметры, как масса 1000 зерен и урожайность с 1 га показали прибавку в варианте с Абакус Ультра, СЭ при норме применения 1,5 л/га — 2,6 г (8,2 %) и 7,0 ц/га (13,6 %) соответственно; в варианте с Прозаро, КЭ при норме применения 0,8 л/га — 2,8 г (8,8 %) и 7,2 ц/га (14,0 %) соответственно. Статистически достоверной разницы по показателям структуры урожая между вариантами с фунгицидами не выявлено. Тем самым, развитие болезни не достигает экономических порогов вредоносности, урожайность культуры повышается. Это является основным показателем эффективности применения данных фунгицидов как для производителя, так и потребителя, который не испытывает дефицит и повышения цены, благодаря достаточному количеству предложений на рынке (табл. 3).

Таблица 3

Хозяйственная эффективность препаратов Прозаро, КЭ и Абакус Ультра, СЭ против бурой ржавчины на пшенице озимой (сорт Гром), опытное поле ФГБНУ ФНЦБЗР, г. Краснодар, 2021 г.

Вариант опыта	Норма применения препарата, л/га, кратность	Масса 1000 зёрен, г	Урожайность
			ц/га	% к контролю
Прозаро, КЭ (125+125 г/л)	0,8 1-кратно	34,5	58,5	114,0
Абакус Ультра, СЭ (62,5+62,5 г/л)	1,5 1-кратно	34,5	58,3	113,6
Контроль (без обработки)	-	31,7	51,3	100
НСР 05	-	1,9	4,7	-

Обязательным при использовании химических средств защиты растений является контроль резистентности возбудителя. В связи с чем необходимо обоснованно выбирать препараты, учитывая действующее вещество, механизм действия и т. д.

Таким образом, на данный момент химические средства являются неотъемлемой частью защиты растений, сохраняющие и увеличивающие урожайность, а также в глобальном плане предотвращающие резкое развитие какой-либо болезни, способной привести к значительным потерям урожая. Поэтому, осознавая важность и ответственность за принятие решения об обработках и возможных способах борьбы с вредными организмами, требуется научно обоснованно подходить к подбору пестицида, начиная со своевременного анализа обстановки на полях и выбора препаратов, до методов и условий их применения, чтобы в конечном итоге было возможным добиться поставленных целей по получению качественной, безопасной сельскохозяйственной продукции.

Литература:

1. Примерная расчётная численность населения мира в текущий момент. — Текст: электронный // Worldometers — real time world statistics: [сайт]. — URL: https://www.worldometers.info/world-population/. (дата обращения: 02.02.2023).
2. Вьюшков, A. A. Пшенице высокое качество / A. A. Вьюшков, С. Н. Шевченко // Земледелие, 2000. — № 4. — С. 17.
3. Попов С. Я., Дорожкина Л. А., Калинин В. А. Основы химической защиты растений //М.: Арт-лион. — 2003. — Т. 280. — С. 3.
4. Актуальные направления развития аграрной науки: Сборник научных статей, посвященный 50-летию селекционного центра ФГБНУ «Омский АНЦ / — Омск: изд-во ИП Макшеевой Е. А., 2020. — 548 с ил.
5. Зыкин В. А., Шаманин В. П., Белан И. А. Экология пшеницы. — 2000. С. 15–18.
6. Койшыбаев М. Болезни пшеницы //Анкара: ФАО. — 2018. — 394 с.
7. Белошапкина О. О., Гриценко В. В., Митюшев И. М., Чебаненко С. И. Защита растений: фитопатология и энтомология: Учебник. Ростов-на-Дону: Феникс, 2017. — 477 с.
8. Шкаликов В. А. Защита растений от болезней / В. А. Шкаликов, О. О. Белошапкина, Д. Д. Букреев и др.; Под ред. В. А. Шкаликова. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва: КолосС, 2013. — 255 с.
9. Дьяков, Ю. Т. Общая фитопатология: учебное пособие для вузов / Ю. Т. Дьяков, С. Н. Еланский. — Москва: Издательство Юрайт, 2020. — 238 с.
10. Волкова Г. В., Кремнева О. Ю., Попов И. Б. Эффективность химических фунгицидов против возбудителя желтой пятнистости листьев пшеницы // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. — 2015. — № 112. — С. 154–163.
11. Гришечкина Л. Д., Ишкова Т. И., Кунгурцева О. В. Фунгицид для защиты озимой пшеницы от комплекса инфекций //Защита и карантин растений. — 2013. — №. 6. — С. 46–49.
12. Анпилогова Л. К., Волкова Г. В. Методы создания искусственных инфекционных фонов и оценки сортообразцов пшеницы на устойчивость к вредоносным болезням (фузариозу колоса, ржавчинам, мучнистой росе) ВНИИБЗР. Краснодар. — 2000. –28 с.
13. Долженко В. И. Методическим указаниям по регистрационным испытаниям фунгицидов в сельском хозяйстве / Санкт-Петербург. — 2009. — 375 c.
14. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). — 5-е изд., доп. и перераб. — М.: Агропромиздат, 1985. — 351 с.