Влияние метеорологических условий Нечерноземной зоны на фитосанитарное состояние посевов фасоли зерновой
Сорт и его адаптивность являются основными элементами технологического развития выращивания сельскохозяйственных культур (включая овощи и бобовые). Поэтому получение стабильного и качественного урожая зависит от правильного выбора сортов.
Для посадки в производственных условиях лучшими сортами будут те, которые обладают хорошими показателями адаптивности, экологически устойчивы независимо от факторов окружающей среды, с достаточно высокой урожайностью и хорошим качеством продукции.
Наиболее важной особенностью сорта является скороспелость. Довольно короткий вегетационный период позволяет решить многие проблемы при выращивании фасоли. Кроме того, лучше всего использовать сорта, которые не реагируют на продолжительность светового дня. Потенциальный урожай сельскохозяйственных культур может быть достигнут только на участках и в регионах, отвечающих требованиям биологии сельскохозяйственных культур, при соблюдении и качественном выполнении всех необходимых агротехнических приемов в благоприятное для сельскохозяйственных культур время.
Фасоль обыкновенная занимает одно из первых мест по питательным качествам среди продуктов растительного происхождения, а среди бобовых овощных культур она выделяется повышенной ценностью.
Используют спелые ее семена (зерновое направление), незрелые бобы и семена (овощное направление). Она требовательна к плодородию почвы. Урожайность сортов фасоли в значительной степени зависит от влияния целого ряда различных абиотических и биотических факторов.
Фасоль зерновая имеет длительный вегетационный период и выращивается преимущественно в южных регионах. Однако ареал промышленного производства зерновой фасоли расширяется в северном направлении благодаря климатическим изменениям и достижениям селекции. Это происходит из-за повышенного спроса на бобы фасоли, которые отличаются высокой питательной ценностью. Данная культура перспективна как альтернатива в зернопропашных севооборотах. Исследование роста, развития и финитарного состояния посевов в потенциально новых регионах возделывания представляет интерес. Продвижение культуры на новые территории неизбежно сопровождается фитосанитарными рисками, которые мало исследованы вследствие отсутствия производственного опыта выращивания.
В литературных источниках имеются сведения об основных болезнях фасоли зерновой в виде перечней потенциально возможных угроз. Однако детальное исследование фитосанитарного состояния посевов представляет актуальность.
Цель данной работы — исследование влияния климатических и погодных условий на фитосанитарное состояние и урожайность перспективных сортов фасоли для возделывания в Центральном Нечерноземье.
Материалы и методы исследования
Исследования проводились в 2021–2023 годах на экспериментальной площадке ФГБНУ «Всероссийский институт фитопатологии», расположенной в Центральном Нечерноземье (Одинцовский р-н, Московская обл., Россия).
Посевы фасоли были выполнены в четырехкратной повторности по методике мелкоделяночного однофакторного полевого опыта.
Для опыта выбраны шесть наиболее перспективных для почвенно-климатических условий региона сортов данной культуры (табл. 1).
Для каждого сорта в полевом опыте учитывали виды болезней, их распространенность и развитие. Для диагностики видов патогенных организмов на делянках полевого опыта были отобраны растительные образцы.
Идентификация возбудителей болезней проведена в Центре коллективного пользования «Государственная коллекция патогенных организмов и растений идентификаторов» ФГБНУ ВНИИФ с использованием стандартных методов выделения микроорганизмов из биоматериала, а также по методам культивирования микроорганизмов на питательных средах и микроскопического анализа.Погодные особенности вегетационного сезона в годы исследований проанализированы с использованием справочного материала, баз данных метеонаблюдений в открытом доступеи собственных замеров в полевых условиях.
Агрохимические исследования образцов почвы опытного участка выполнены на лабораторной базе института и испытательного центра ООО «МГУЛАБ» (г. Москва, Россия), протокол испытаний от 29.03.2021 № 39176-4 с использованием следующих методов: отбор почвенных проб проводился по ГОСТ Р 58595-2019, определение органического вещества — по ГОСТ 26213-2021, суммы поглощенных оснований — по методу Каппена (ГОСТ 27821-2020), подвижных соединений фосфора и калия — по ГОСТ 54650-2011, массовой доли элементов в пробах почв — в соответствии с М-МВИ-80-2008, приготовление солевой вытяжки и определение ее pH — по методу ЦИНАО (ГОСТ 26483-85).
Статистическая обработка полевого опыта проводилась методом дисперсионного анализа, наименьшая существенная разница рассчитывалась по методике Б.А. Доспехова, биометрические показатели растения фасоли обрабатывались методом малой выработки.
Результаты и обсуждение
Нечерноземье характеризуется теплым летом, мягкой и холодной зимой, стабильным снежным покровом и ясными переходными сезонами. Среднемесячное изменение температуры в самый жаркий месяц (июль) составляет 17 °С. Самый холодный месяц в западной части региона — январь с температурой 10 °С. Годовая амплитуда среднемесячной температуры составляет 27,0–28,5 °С.
Анализ погодных условий в районе исследований показал, что отклонения основных параметров состояния атмосферного воздуха в течение вегетационного сезона были небольшими (табл. 2).
За три года исследований в период выращивания фасоли наблюдались разнообразные погодные условия. Температуры воздуха ниже биологических потребностей культуры были отмечены в I и II декадах июня 2021 г. и 2022 г., в течение июня 2023 года. В 2022 и 2023 годах ночные температуры воздуха опускались до 10–12 °С, что создавало неблагоприятные условия для роста фасоли. В августе неблагоприятный температурный режим был отмечен в III декаде 2021 г. и 2022-го. Засушливые периоды были в 2021 году (II декада июля), в 2022-м (III декада июня, II декада июля, II и III декады августа), в 2023-м (II декада июня, I декада августа). Теплая и влажная погода, благоприятная для распространения болезней на растениях фасоли, наблюдалась в 2021 году (во II декаде июня и I декаде июля), в 2022-м (в I декаде июля), в 2023-м (в III декаде июня, II и III декадах июля, II декаде августа).
Почва дерново-подзолистая среднесуглинистая. Горизонт А — темно-серый с отчетливой зернистой или комковато-зернистой структурой мощностью 30–35 см, постепенно переходит в горизонт В1 (темно-серый с ясным буроватым оттенком, с комковатой или комковато-призматической структурой). Чаще всего мощность гумусового слоя составляет 65–70 см. Ниже горизонта В1 залегает горизонт гумусовых затеков В2, который часто совпадает с карбонатным иллювиальным горизонтом или очень быстро переходит в него (Вк). Карбонаты здесь в форме мицелия.
Гранулометрический состав почвы в пахотном горизонте среднесуглинистый.
Полученные результаты анализа дерново-подзолистых почв показали следующие данные: рНвод. — 5,91 ± 0,10 (среднекислая); сумма поглощенных оснований — 8,0 ± 1,2 ммоль / 100 г (обеспеченность низкая); органическое вещество — 2,0 ± 0,40% (обеспеченность низкая); подвижные соединения фосфора — 680 ± 140 мг/кг (обеспеченность очень высокая); обменная форма кальция — 5000 ± 1500 мг/кг (обеспеченность очень высокая).
Перспективность новых сортов фасоли для возделывания в регионе оценивается в первую очередь по комплексу эколого-биологических характеристик, включая устойчивость к болезням. В почвенно-климатических условиях Московской области сорта фасоли нормально развивались и проходили фенологические фазы онтогенеза. Однако отмечен растянутый период созревания плодов, что в целом характерно для данной культуры.
В результате к окончанию фенологического лета не все завязавшиеся на растениях плоды достигли стадии созревания. Полное развитие бобов произошло только на нижнем и среднем плодовых ярусах. Однако растения были хорошо облиственны, по высоте значительных различий у испытываемых сортов не наблюдалось (диапазон показателя 47–50 см). Они достигли следующих морфометрических параметров (табл. 3).
По площади листовой поверхности выделялись сорта Рябушка и Кидни, у которых этот показатель был выше среднего по испытываемой группе на 11,8–18,3% (рис. 1). Увеличение этого показателя произошло за счет большего числа листьев на кустах относительно других сортов в опыте. Установлено, что на биомассу растений фасоли наибольшее влияние оказывает высота кустов (коэффициент корреляции 0,78). Степень связи с другими морфометрическими показателями низкая (r2 = 0,1–0,2). Биологическая урожайность семян находится в тесной зависимости от площади листьев (r2 = 0,72).
Корреляционный анализ показал, что среди климатических параметров вегетационного сезона наибольшее влияние на биологическую урожайность фасоли влияет средняя температура периода выращивания с июня по август (r2 = 0,98), что обусловлено высокими потребностями фасоли к теплу. Связь между урожайностью, суммой осадков и средней влажностью воздуха несущественная (r2 = 0,1–0,3).
В результате исследований установлен состав патогенной микрофлоры фасоли при выращивании на дерново-подзолистой почве Московской области. Болезни связаны с поражением растений грибами. Установлено, что видовой состав грибов на различных сортах фасоли идентичен. Они принадлежат к разным биологическим группам, но преобладают сапротрофы, паразиты и гемибиотрофы. На семенах обнаружены Trichothecium roseum, Aspergillus niger, Aspergillus flavus, Aspergillus glaucus, Penicillium cycloplum, Alternaria macrocarpa, Mucor sp.В первую очередь данные виды поражают семена и проростки.
Установлена следующая локализация грибов: на семядолях — Penicillium cycloplum, Aspergillus glaucus, на корешках — Aspergillus niger, Trichothecium roseum, на проростке — Alternaria macrocarpa (табл. 4).
Установлено, что на сортах зерновой фасоли высокую степень распространенности и развития получили болезни в фазу проростков (корневые гнили, загнивание и плесневение семян), которые возникали в I декаде июня. Снижению устойчивости сортов способствовали низкие ночные температуры воздуха (от 2,0 до 9,0 °С) при достаточно высоких нормах осадков.
Значительное развитие корневых гнилей выявлено у сорта овощной фасоли Креолка (8,75%). Сорта спаржевой фасоли проявили устойчивость к корневым гнилям, однако поражались пенициллезами и альтернариозом надземных органов. В годы исследований данные болезни возникали во II и III декадах августа, когда в 2021 и 2023 годах была отмечена влажная, дождливая погода.
Исследованные сорта разделены на группы по устойчивости к инфекции. В меньшей степени поражались семена и проростки сортов Рябушка и Lotos Spójna. Наиболее подвержены корневым гнилям сорта Ласточка и Креолка. Установлено, что наибольшую опасность при прорастании семян представляет гриб Trichothecium roseum, который вызывает полную гибель проростка.
Выявлено, что на посевах фасоли доминируют 2–3 вида грибов в виде комплексов. Поражение двумя видами приводит к снижению всхожести до 81,6%. Комплекс грибов в составе Aspergillus niger, Penicillium cycloplum, Alternaria macrocarpa способен снижать всхожесть семян фасоли в два раза (до 53,5%). Наибольшая степень поражения отмечена грибами Trichothecium roseum, Aspergillus niger, Alternaria macrocarpa, Penicillium cycloplum.
Выводы
Таким образом, для дерново-подзолистых почв Центрального Нечерноземья фасоль является перспективной зернобобовой культурой. Значительные колебания погодных условий в период вегетации (особенно температурного режима и количества осадков) влияют на урожайность и фитосанитарное состояние посевов данной культуры.
Для рассматриваемого региона выявлен состав патогенной микофлоры посевов фасоли, вызывающий корневые гнили и пятнистости листьев. Сорта показали различную устойчивость к микозам. На основании исследования распространенности болезней, их развития вперед вегетации и плодоношения выделены два сорта с низким уровнем фитосанитарных рисков — Рябушка и Lotos Spójna, которые, по результатам исследований, наиболее перспективны для выращивания в промышленных посевах региона.
Установлено, что развитие болезней у сорта Рябушка ниже на 77%, у Lotos Spójna — на 67%, поэтому эти сорта имеют повышенную устойчивость к Penicillium sp., Alternaria sp. Они отнесены к первой группе и являются наиболее перспективными сортами для возделывания на дерново-подзолистых почвах. Выявлено, что данные сорта меньше других реагируют на погодные условия Нечерноземной зоны, что сказывается на высокой урожайности.
Потенциальная урожайность у сорта Рябушка — 1,23 т/га, у Lotos Spójna — 0,92 т/га, что подтверждает их перспективность.
Установлено, что наибольшую опасность для фасоли на дерново-подзолистых почвах представляют Trichothecium roseum, Aspergillus niger, Alternaria macrocarpa, Penicillium cycloplum. Это необходимо учитывать при разработке систем защиты.
Об авторах
Игорь Юрьевич Подковыров; доктор сельскохозяйственных наук, доцент, заведующий лабораторией
parmelia@mail.ru; https://orcid.org/0000-0003-0505-4094
Александр Павлович Сметанников; аспирант
smetannikov34@yandex.ru; https://orcid.org/0000-0002-0532-0199
Всероссийский научно-исследовательский институт фитопатологии, ул. Институт, 5, раб. пос. Большие Вязёмы, Одинцовский р-н, Московская обл., 143050, Россия
УДК 632.4.01 : 635.652.2
DOI: 10.32634/0869-8155-2024-387-10-139-144
