Насіннєва інфекція ячменю ярого та оптимізація заходів захисту у Східному Лісостепу України

Abstract

У результаті виконаних досліджень встановлено поширення грибних інфекцій насіння ячменю ярого в Харківській області (Барвінківському, Валківському, Вовчанському та Харківському районах). Визначено, що на території Східного Лісостепу України насіннєва інфекція представлена в основному фітопатогенами: Ustilago nigra, Ustilago hordei, Drechslera sorokiniana Subram. & Jain., Drechslera teres Ito. Виявлено відносно стійкі до сажкових хвороб та гельмінтоспоріозів сорти ячменю ярого: Мономах, Докучаєвський і Джерело. Стійкий до хвороб сорт Мономах у польових умовах відрізнявся підвищеною активністю пероксидази в листках. Активність пероксидази в менш стійких сортах виявилася майже вдвічі меншою. Установлено чітку кореляцію між стійкістю сортів ячменю ярого до зараження збудником темно-бурої плямистості й активністю окиснювально-відновлювальних процесів. Доведено, що розвиток гельмінтоспоріозної кореневої гнилі і темно-бурої плямистості ячменю ярого безпосередньо залежить від погодних умов вегетаційного періоду та посилюється при значній кількості опадів, за високої вологості повітря (60–80 %), помірної температури (19–20 оС), ГТК 0,7–1,2. Розвиток цих хвороб в умовах східної частини Лісостепу України відбувається динамічно, зі значним наростанням у більш пізні фази вегетації рослини живителя. Визначено токсичність фунгіцидного протруйника, біофунгіцидів та регуляторів росту рослин до чистих культур гриба Drechslera sorokiniana Subram. & Jain. Виділено найбільш ефективні біофунгіциди та регулятори росту рослин для обробки насіння (Агат–25К, т. п., 40 г/т та Вимпел, 80 % р., 0,26 л/т) в суміші з протруйником Вітавакс 200 ФФ, 40 % в.с.к., (1,5 л/т) проти сажкових хвороб і кореневих гнилей. Доведено можливість зменшення норм витрат протруйників за рахунок включення в систему захисту біофунгіцидів і регуляторів росту рослин

В результате выполненных исследований установлено распространение грибных инфекций семян ячменя ярового в Харьковской области (Барвенковском, Валковском, Волчанском и Харьковском районах). Определено, что на территории Восточной Лесостепи Украины семенная инфекция представлена в основном фитопатогенами: Ustilago nigra, Ustilago hordei, Drechslera sorokiniana Subram. & Jain., Drechslera teres Ito. Выявлены относительно устойчивые к головневым болезням и гельминтоспориозам сорта ячменя ярового: Мономах, Докучаевский и Джерело. Устойчивый к болезням сорт Мономах в полевых условиях отличался повышенной активностью пероксидазы в листьях. Активность пероксидазы в менее устойчивых сортах оказалась почти вдвое меньше. Установлена четкая корреляция между устойчивостью сортов ячменя ярового к заражению возбудителем темно-бурой пятнистости и активностью окислительно восстановительных процессов. Доказано, что развитие гельминтоспориозной корневой гнили и темно-бурой пятнистости ячменя ярового напрямую зависит от погодных условий вегетационного периода и усиливается при значительном количестве осадков, высокой влажности воздуха (60–80 %), умеренной температуре (19–20 °С), ГТК 0,7–1,2. Развитие этих болезней в условиях восточной части Лесостепи Украины происходит динамично, со значительным нарастанием в более поздние фазы вегетации растения-хозяина. Определена токсичность фунгицидного протравителя, биофунгицидов и регуляторов роста растений к чистой культуре гриба Drechslera sorokiniana Subram. & Jain. Выделены наиболее эффективные биофунгициды и регуляторы роста растений для обработки семян (Агат–25К, т. п., 40 г/т и Вымпел, 80 % р., 0,26 л/т) в смеси с протравителем Витавакс 200 ФФ, 40 % в.с.к., (1,5 л/т) против головневых болезней и корневых гнилей. Доказана возможность уменьшения норм расхода протравителей за счет включения в систему защиты биофунгицидов и регуляторов роста растений

The distribution of fungal infections of spring barley seeds in Kharkiv region of Ukraine (Valkivskyi, Vovchansky, Barvincky and Kharkiv districts) was established. The method of centrifugation revealed that spring barley seeds were contaminated by spores of covered (Ustilago hordei) and semiloose (Ustilago nigra) smuts. The highest contamination was observed on seeds grown in farms of Barvinsky district – 16.7 spores per seed. Pathogens in the seeds, identified by a wet chamber: Drechslera sorokiniana, Drechslera teres, Fusarium sp., Alternaria sp., Penicillium sp. It was found that among the pathogens, preserved in the seeds, dominant was Drechslera sorokiniana, which accounts for 27.5%. Differentiation of spring barley varieties of domestic selection for resistance to diseases stored on seeds showed that the most resistant to all types of smuts, both with artificial insemination of seeds and in the natural background was the Monomakh variety; the relative resistance to Helminthosporium leaf spot disease revealed in Monomakh and Dzherelo varieties. Resistant variety Monomakh in the field was characterized by increased activity of peroxidase in leaves. The activity of peroxidase in less resistant varieties was almost twice as low. A clear correlation was established between the resistance of spring barley varieties to infection of dark brown spot and the activity of oxidation-reduction processes. Thus, with the infection of the resistant Monomakh variety, the activity of guaiacol peroxidase increased, and in the more susceptible to diseases Dokuchaevsky and Kozak varieties, when infected with conidia of Drechslera sorokiniana Subram.&Jain this indicator was reduced by 7-10% in relation to healthy seedlings. It has been established that the development of Helminthosporium root rot and dark brown spots of spring barley directly depends on the weather conditions of growing season and increases with a significant amount of precipitation, at high humidity (60-80%), moderate temperature (19-20°C), hydrothermal index 0.7-1.2. Development of these diseases in conditions of the eastern part of the Forest-Steppe of Ukraine passes dynamically with a significant increase in later phases of development of host plant. The effectiveness in vitro of drugs has been established in limiting the growth rate of Drechslera sorokiniana Subram&Jain fungus colony. Fungicide protectant Vitawax 200 FF kept up the growth of mycelium by almost 100%, biofungicide Agat-25K by 46.2%, plant growth regulator Vympel by 51.0%. The scientific provisions and their novelty are that for the first time in Ukraine the effectiveness of application of plant growth regulator Vympel, 80% (0.26 l/t) for pre-sowing treatment of spring barley seeds against fungal diseases was established. The high technical efficiency of using pre-sowing seed treatment with mixtures of biofungicides and plant growth regulators with a half rate of Vitawax 200 FF concentration in the crops protection from all kinds of smuts was determined. Thus, with the use of Agat-25K + Vitawax 200 FF, the technical efficiency was 81.6% against semiloose smut, 66.0% against covered, and 70.0% against loose one. The technical efficiency of the mixture Vimpel + Vitawax 200 FF was 89.4%, 74.0% and 80.0% against semiloose, covered and loose smut, respectively, which is 6.5%, 8.0% and 17.0% more than in the reference vatiant. Plant growth regulator Vympel had a positive effect on the artificial infectious background. Thus, the prevalence of semiloose smut on this variant amounted to 14.0%, and loose one to 2.0%, representing 37.8% and 12.0% compared to control. It was established that both in the phase of sprouts and in the beginning of wax ripeness of grain, the greatest technical efficiency against root rots was obtained in the variant with seed treatment with a mixture of plant growth regulator Vympel, 80% (0.26 l/t) and Vitawax 200 FF, 40% (1.5 l/t), 72.0 and 41.9%, respectively. In this case, the highest economic efficiency was obtained, 1.58 t/ha against 1.03 t/ha in the variant with Vytawax 200 FF and 1.52 t/ha with Vympel, and the increase in yield was 39.0%, which was 9.6% more than in the reference variant (Vitawax 200 FF simple). It has been proved that the treatment of spring barley seeds with Vitawax 200 FF protectant, Agat-25K biofungicide and plant growth regulators Polymyxobacterine and Vympel affected the biochemical processes in seedlings. The activity of peroxidase in seedlings increased by 1.5-2.0 times relative to control in healthy seedlings and by 2-8 times to control of infected ones. Increase in catalase activity, which is an antioxidant enzyme, was observed in healthy seedlings for nearly two times. The economic efficiency of the treatment of spring barley seeds with preparations was found to be profitable within the range of 2445-7683 UAH/ha. High profitability was obtained in variants using plant growth regulator Vympel (122.3%), its mixture with the Vitawax 200 FF (1/2 of the recommended rate of expenditure) (109.9%), Agat-25K (106.8 %) with the Vitawax 200 FF (1/2 of the recommended rate of expenditure) (89.2%). This confirms that the use of plant growth regulators, biopreparations and their mixtures with a chemical protectant in the protection of spring barley from seed infection is expedient and cost-effective. The scientific and practical value of the work consists in a comprehensive assessment of the conducted research, which makes it possible to optimize the system of barley protection for agricultural production in the conditions of the Eastern Forest-Steppe of Ukraine, stabilizes the phytosanitary state of crops and promotes solving of the phytosanitary, economic and environmental problems of the region