Захист зернових культур від фузаріозів

330
Захист зернових культур від фузаріозів

Сьогодення і подальше зростання зерновиробництва в Україні та у світі в найближчі роки тісно пов’язані зі збільшенням ефективності контролювання, ймовірно, одних із найбільш шкодочинних хвороб зернових в історії людства та сучасності – фузаріозів.

Фузаріози є високошкодочинними хворобами, які щороку зменшують рівень врожайності зернових в Україні й викликають забруднення урожаю небезпечними для людей і тварин мікотоксинами. З огляду на значні економічні збитки від хвороб та небезпеку для здоров’я теплокровних у більшості країн рівні мікотоксинів у зерні регламентуються на досить низькому рівні, ppb (1 мкг/кг) і нижче.

В Україні нормативною документацією також визначено максимально допустимі рівні мікотоксинів у врожаї. Проте донині технології виробництва, які забезпечують отримання високоякісного зерна, законодавчо не регламентуються. Принципи «Належної сільськогосподарської практики» (Good Agricultural Practice – GAP), які активно впроваджуються у провідних країнах світу – США, країнах ЕС, Канаді, в Україні досі навіть не розглядаються. Відповідно до настанов «Належної сільськогосподарської практики» детально прописуються вимоги до усіх ключових етапів виробництва зерна – вибору сорту/гібрида, вимог до сівозміни й обробки ґрунту, застосування агро­хімікатів і впровадження засобів біологічного контролю шкідників, хвороб та бур’янів.

Слід зазначити, що економічні умови ведення зерновиробництва формують невпинну тенденцію до скорочення елементів технологій вирощування з обробітку ґрунту, а це потребує ефективних рішень у контролюванні фузаріозів шляхом впровадження резистентних сортів і застосування ефективних агрохімікатів.

Особливістю фузаріозів є те, що вони проявляються на різних фазах розвитку рослин (корені, стебла, листки, колос, зерно) та мають різні ознаки проявів. Відповідно, і система захисту має відмінності на різних стадіях розвитку рослини-господаря та патогена.

Слід зазначити, що роль агротехнічних заходів впливу на розвиток збудників видів Fusarium як регуляторів шкодочинності хвороби досить обмежена. Ми можемо брати до уваги роль цих заходів при прогнозуванні вірогідності проявів і розвитку хвороб. Так, наприклад, після таких попередників, як зернові колосові, кукурудза, соя, цукровий буряк кількість інокулюму Fusarium spp. зросте, бо всі ці культури слугують субстратом для розвитку збудників хвороби і як олігофаги можуть бути джерелом хвороб для всіх вищезгаданих культур. На сьогодні риторичним є питання, чи можемо ми суттєво вплинути на сівозміну, коли для господаря агропідприємства на першому місці при виборі культури стоїть прибутковість, а не зменшення інфекційного навантаження.

Також відомо, що збільшення дози азоту сприяє розвитку фузаріозу. Та чи відмовиться агроном від підвищеного внесення азотних добрив в умовах інтенсифікації виробництва зерна? Напевно, ні.

Одне з відомих ранжувань впливу окремих складових технології вирощування на розвиток фузаріозів представлено в табл. 1.

Таблиця 1. Вплив агротехнічних заходів на розвиток фузаріозу колосаЗвісно, що мінімізацію обробітку ґрунту також важко зупинити, оскільки це пов’язано зі зберіганням вологи та економічними причинами. Лише розміщення зернових по зернових (або кукурудзі) на фоні підвищених норм внесення мінеральних добрив призводить до різкого зростання ураження рослин культури фузаріозом. Перенасичення азотом у поєднанні з виляганням рослин сприяє розвитку фузаріозу колосу. Залежно від погодних умов та агротехнічних прийомів поширеність фузаріозу колосу може значно коливатися, часто досягаючи рівня епіфітотії. Тож якщо досить складно вплинути на зміну агротехнічних заходів, необхідно брати їх до уваги при прогнозуванні вірогідності прояву хвороб.

При всій широті присутності в агрофітоценозах збудників потенційних видів фузаріозних хвороб, основними у рослинництві України є фузаріозні кореневі гнилі та фузаріоз зерна. Тому і заходи конт­ролю збудників Fusarium традиційно спрямовані саме проти цих хвороб та часто обмежені у програмах контролювання збудників переважно цими двома фазами розвитку культури.

На перших етапах розвитку рослин небезпечні для них кореневі гнилі. Для боротьби з ними основним заходом є протруювання насіння. Оскільки джерелом накопичення інфекції є насіння та ґрунт, а ураження культури може відбуватися впродовж тривалого часу, важливою вимогою до діючої речовини проти кореневих гнилей є тривалість захисної дії протруйника.

Перенасичення азотом у поєднанні з виляганням рослин сприяє розвитку фузаріозу колосу пшениці
Перенасичення азотом у поєднанні з виляганням рослин сприяє розвитку фузаріозу колосу пшениці

Досить часто в каталогах декларується висока ефективність проти фузаріозів деяких триазолових фунгіцидів, що відповідає дійсності, але тільки частково. Фунгіциди класу триазолів можуть ефективно знищити наявну інфекцію, але й представники цього класу швидко переміщуються по рослині акропетально, при цьому саме коренева та прикоренева частини рослини залишаються без належного захисту. При цьому ґрунт є постійним джерелом інфікування рослин.

Слід додати, що різні види Fusarium можуть бути більш агресивними в різні періоди, залежно від температури та вологості або пошкодження рослин біотичними чи абіотичними чинниками. Зокрема, збудник F. culmorum добре розвивається в холодних і вологих умовах, отже, може становити загрозу на початку проростання. Водночас F. graminearum потребує для розвитку тепла та вологи, а F. langsethiae і F. poae добре почуваються в теплих умовах й за помірного рівня вологи. Ці види будуть більш агресивними на початку кущіння зернових культур. Із прогріванням ґрунту та перебігом вегетації активізуються також шкодочинні об’єкти фауни (комахи, нематоди), які можуть завдати рослинам механічних пошкоджень, у тому числі й мікроскопічних, через які проникають гриби. Особливо це характерно для факультативних патогенів, до яких належать гриби роду Fusarium. Біологічні особливості видів Fusarium зумовлюють також інфікування культурних рослин у різні періоди розвитку.

Тому таким важливим є захист від кореневих гнилей за допомогою препаратів, у яких діюча речовина не тільки селективна проти збудника, а й дає змогу контролювати його впродовж тривалого часу саме у прикореневій зоні рослини.

У роки проведення досліджень (2015–2016) рослини пшениці озимої вже від фази ВВСН 12 уражувалися фузаріозними кореневими гнилями (табл. 2, 3).

Таблиця 2. Рівень ураженості рослин пшениці озимої фузаріозними кореневими гнилями за дії композицій протруйниківВстановлено, що за присутності у досліджених композиціях протруйників флудіоксонілу спостерігаються найнижчі у дослідах рівні ураження рослин пшениці озимої сорту Смуглянка фузаріозними кореневими гнилями. Механізмом дії флудіоксонілу є інгібування транспорт-асоційованого фосфорилювання глюкози, що блокує ріст міцелію у Fusarium, Phizoctonia, Alternaria [The Pesticide Manual, Edition 17, 2016]. Суттєво нижчий рівень метаболізму флудіоксонілу порівняно з фунгіцидами інших класів та невисока мобільність дають змогу контролювати зону внесення – кореневу систему рослин від шкодочинних збудників хвороб на високому рівні впродовж тривалого часу – за застосування у дозі 50 г/т насіння терміном до 3–5 місяців [Chao Yang et al., 2011; Kilani et al., 2016].

Таблиця 3. Рівень ураженості озимої пшениці фузаріозними кореневими гнилями за дії композицій протруйників у зменшених та стандартних нормах внесенняЗгідно з даними табл. 2 та 3, за період 2015–2016 рр. на початкових стадіях розвитку пшениці досліджені композиції протруйників суттєво не відрізнялися за ефективністю, що зберігалася весь осінній період розвитку рослин до входу на зимівлю. Проте з відновленням вегетації почали проявлятися відмінності у рівні захворюваності рослин пшениці.

Порівняно з контролем, на стадії молочної стиглості на ділянках з використанням протруйників із флудіоксонілом ураженість кореневими гнилями була у три рази нижчою. Також можна помітити, що збільшення норми витрати флудіоксонілу суттєво посилило пролонговану дію препарату. Тому слід зважити на те, що зменшення доз фунгіцидних протруйників при підготовці насіння до посіву є недоцільним з точки зору забезпечення ефективності контролювання хвороб культури. Також слід пам’ятати про небезпеку пізніх інфекцій (або ранньовесняних, як-от ураження рослин сніговою пліснявою, збудник Microdochium nivale). В таких випадках найвища ефективність досягається за застосування флудіоксонілу в дозі 50 г діючої речовини на тонну насіння [Zaller et al., 2016].

Впродовж вегетації у рослин, насіння яких висіяли без обробки фунгіцидними протруйниками, спостерігався активний розвиток фузаріозних кореневих гнилей; на час фази молочної стиглості вони були на 75–85% уражені фузаріозними кореневими гнилями. Якщо на варіанті контролю кількість уражених рослин помітно зростала під час вегетації, то на варіантах із протруюванням насіння ситуація була помітно кращою. За використання протруйників рівень ураження фузаріозними кореневими гнилями не перевищував 40%. Також було визначено, що препарати, які мають довготривалу активність і зберігалися в прикореневій зоні, забезпечили суттєво менший рівень ураженості рослин – 20–25%.

Таблиця 4. Рівень ураженості фузаріозними кореневими гнилями рослин пшениці озимої за використання фунгіцидних протруйників насінняУ дослідах встановлено, що при використанні композицій протруйників без використання інсектицидних компонентів триазоли мали нижчу ефективність порівняно з композиціями з похідним фенілпіролів флудіоксонілом. За використання флудіоксонілу з інгібітором сукцинатдегідрогенази встановлено посилення фунгіцидної активності композиції щодо збудників видів Fusarium. На варіанті з застосуванням композиції флудіоксонілу з азоксистробіном аналогічне посилення фунгіцидної дії не спостерігалося.

У проведених дослідах застосування інгібітору сукцинатдегідрогенази ІІ покоління седаксану впливало на посилення фунгіцидної активності флудіоксонілу. При цьому також встановлено синергічну дію седаксану на подовження прояву фунгіцидної активності флудіоксонілу проти видів Fusarium під час вегетації пшениці. Седаксан інгібує дихання грибів, зв’язуючись із сукцинатдегідрогеназою мітохондрій. Композиції флудіоксонілу з седаксаном можемо розглядати як ефективний метод запобігання утворенню резистентних до фенілпіролів популяцій збудників хвороб за систематичного використання флудіоксонілу [Zeun et al., 2013].

Повертаючись до питання конт­ролювання розвитку фузаріозних кореневих гнилей, слід зазначити, що тенденції до значно меншої ураженості фузаріозними гнилями при застосуванні суміші флудіоксоніл + седаксан збереглися до входження озимини у зимовий період.

Оскільки всі досліди проводили на одному полі з однаковим рівнем початкового штучного зараження, то можна простежити таку закономірність. Якщо з початку вегетації на контролі в обох дослідах фузаріозною кореневою гниллю було уражено 16–18%, то наприкінці вегетації на варіантах з додаванням інсектицидів кількість хворих рослин на фузаріоз була практично вдвічі меншою (табл. 2–3). Якщо на контрольних ділянках рослини уражувалися кореневими гнилями на рівні 70–75%, то на варіантах тільки з фунгіцидними компонентами – на 52–63%, на варіантах із включенням до композиції інсектицидів – вже 24–39%. Це є свідченням вагомої ролі інсектицидних протруйників насіння у забезпеченні високого рівня контролювання фузаріозної кореневої гнилі.

Що ж до ефективності композицій протруйників, то до входження на зимівлю найбільш ефективними у дослідах були композиції флудіоксонілу та седаксану за різних норм витрат. При цьому зі зростанням норми фунгіциду збільшувалися терміни інгібування розвитку фуза­ріозних кореневих гнилей.

Окремо необхідно зупинитися на особливостях фізіологічної активності препаратів на рослинах пшениці за дії композиції флудіоксонілу та седаксану (табл. 5).

Таблиця 5. Вплив композицій протруйників на розвиток рослин пшениці озимої На варіантах із вивчення дії компонентів композиції флудіоксонілу + седаксан кількість стебел зростала на 12% порівняно з контролем. При цьому за обробки насіння на інших варіантах кількість стебел зменшувалася. Аналогічні дані отримано при визначенні впливу фунгіцидів на розвиток кореневої системи. За максимальних у досліді норм витрат композиції флудіоксоніл + седаксан маса кореневої системи зросла на 40%.

Таблиця 6. Ефективність вибраних протруйників і їх композицій у контролюванні розвитку фузаріозних кореневих гнилейТаким чином, у дослідах флудіоксоніл у композиції з седаксаном показав в цілому кращий ефект щодо термінів контролювання поширених фузаріозних кореневих гнилей та щодо забезпечення кращого розвитку рослин. Слід зазначити, що седаксан має посередню ефективність проти збудників фузаріозів. Інгібітор сукцинатдегідрогенази суттєво  ефективніший проти ризоктоніозних кореневих гнилей. Водночас відомо, що збудники Fusarium добре розвиваються як сапрофітні гриби на уражених місцях, у тому числі й іншими грибами. Тому зменшення загального рівня інфікування грибами разом зі стимулюванням розвитку рослин за рахунок формування більш потужної кореневої системи обумовлюють більшу ефективність цієї композиції, ніж окремо застосовані препарати або в композиціях з іншими складовими.

При порівнянні ефективності композицій флудіоксоніл + тіаметоксам + тебуконазол, тіабендазол + тебуконазол + імідаклоприд, прохлораз + тритіконазол + імідаклоприд встановлено, що інсектицидні протруйники тіаметоксам та імідаклоприд є важливими складовими для досягнення високих рівнів контролювання збудників Fusarium (табл. 7).

Таблиця 7. Ефективність композицій протруйників у боротьбі з фузаріозними кореневими гнилями на озимій пшениціЗ початку вегетації на варіанті флудіоксоніл + тіаметоксам + тебуконазол ми спостерігали ефективність на рівні 95%. Надалі кількість рослин із кореневими гнилями зростала, а ефективність стримування хвороби до формування колосу впала до 24–35%. Як і очікувалося, найнижчою вона була при використанні триазолових фунгіцидів, а найвищою – при використанні похідного фенілпіролу – флудіоксонілу.

Водночас ми спостерігаємо, що ефективність на всіх варіантах у фазі ВВСН 75 була вищою, ніж у попередньому досліді. Тут також застосовували інсектицидні компоненти, на відміну від досліду, де була застосована тільки фунгіцидна композиція.

Важливим елементом у контро­люванні збудників видів Fusarium є зменшення рівнів ураження колосу. До останнього часу в арсеналі зерновиробничників відсутні фунгіциди, які давали б змогу повністю контролювати фузаріоз колосу як впродовж вегетації зернових культур, так і, особливо, у генеративний період розвитку. Найбільш ефективні фунгіциди, навіть у композиціях, дають змогу досягнути рівнів контролювання фузаріозів до 70%. Оптимальним є внесення фунгіцидів у період цвітіння, щоб препарат міг потрапити під колосові лусочки.

Проти фузаріозу колосу, головним чином, застосовують триазолові фунгіциди, але їх ефективність не завжди достатня. До того ж далеко не всі фунгіциди (у тому числі й похідні триазолів) взагалі можуть стримувати розвиток фузаріозу колосу.

В наших дослідах було використано кілька діючих речовин, які відрізняються високими рівнями контролювання видів Fusarium, а також їх композицій на штучному фоні ураження F. graminearum. Отримані результати свідчать, що ефективність контролювання хвороби за обробки колосу, навіть у найбільш оптимальний термін внесення – цвітіння, не перевищувала 40–60%. Суттєвої різниці між варіантами зафіксовано не було; переважно вона була в межах похибки досліду. Найкращою у цьому досліді була композиція протіоконазолу та тебуконазолу з рівнем ефективності понад 60%. Трохи нижчою за 60% була ефективність композицій тебуконазолу та дифеноконазолу, тебуконазолу, а також метконазолу. Можна також відзначити зворотний зв’язок між рівнем ураження фузаріозом та масою 1000 насінин. Водночас суттєвого впливу на вміст білка при застосуванні композицій фунгіцидів у дослідах не виявлено (табл. 8).

Таблиця 8. Вплив обробки озимої пшениці фунгіцидами на розвиток фузаріозу колосу та якісні показники зернаЯкщо проаналізувати зміни врожайності озимої пшениці за розвитку фузаріозу колосу, то можемо побачити тісну обернену залежність. Хоча різниця між дослідними варіантами була в межах статистичної похибки, однак зворотний зв’язок між рівнем розвитку хвороби та врожайністю досить виражений. Найбільший у дослідах рівень врожайності спостерігався на варіантах із застосуванням композицій тебуконазол + дифеноконазол, протіоконазол + тебуконазол, метконазол + епокси­коназол й становив 75-84 ц/га (табл. 9).

Таблиця 9. Вплив рівнів ураження рослин фузаріозом колосу на врожайність пшениці озимоїНеобхідно ще раз підкреслити, що найбільш надійним захистом зернових культур від фузаріозів є поєднання комплексу заходів, спрямованих на зменшення інфекційного фону, підвищення рівня резистентності рослин культури до інфікування збудниками. Це, насамперед, формування агрофітоценозу з низьким рівнем інфекційного фону за рахунок скорочення у сівозміні площ культур-донорів Fusarium spp. (кукурудза, зернові колосові). Слід пам’ятати, що фузаріози є сапрофітними видами й можуть зберігатися та розвиватися також і на рослинних рештках.

Система обробітку ґрунту – важливий чинник у регулюванні інфекційного навантаження. Очевидно, що мінімалізація обробки сприяє зростанню інфекційного фону збудників фузаріозів. Тому навіть при застосуванні мінімальної обробки ґрунту слід подбати про заробку рослинних решток у ґрунт одразу після жнив.

Ключовими елементами отримання здорового посіву є впровадження резистентних до видів Fusarium сортів і гібридів культурних рослин та застосування високоефективних фунгіцидів. Контроль збудників фузаріозів базується на якісному протруюванні насіння фунгіцидами, які мають у своєму складі діючі речовини, селективні проти збудників фузаріозів із подовженими термінами прояву фунгіцидної активності – фактично з початку проростання зерна до формування колосу.

У наших дослідах для протруювання ефективним виявилося застосування композицій із флудіоксонілом. Рівень контролювання збудників Fusarium підвищувався в разі внесення композиції флудіоксонілу з інгібітором сукцинатдегідрогенази ІІ покоління седаксаном та інсектицидними складовими (зокрема, тіаметоксамом тощо). Для боротьби з фузаріозом колосу ефективними були тебуконазол та композиції тебуконазолу з протіоконазолом і дифеноконазолом. Однак навіть найкращі препарати не змогли продемонструвати ефективність у контро­люванні хвороби понад 60%. Тому за високого інфекційного фону, який, на жаль, є «нормою» для сучасного зерновиробництва України, слід дотримуватися максимально повного комплексу захисних заходів.

Людмила Михальська, канд. біол. наук., ст. наук. співр., Віктор Швартау, професор, д-р біол. наук, чл.-кор. НАН України, Інститут фізіології рослин і генетики НАН України, Олександр Зозуля, канд. с.-г. наук, ТОВ «Сингента Україна»

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2019