Evgeniy Strelnikov, Tatiana Antonova *, Lyudmila Gorlova și Victoria Trubina

siguranță

Pustovoit Institutul de Cercetare All-Russian pentru Culturile de Petrol, Krasnodar, 350038, Rusia

Orobanche cumana Wallr., Un parazit obligatoriu al floarea-soarelui, este răspândit pe scară largă în majoritatea țărilor care cultivă această cultură. Este unul dintre principalii factori care limitează cultivarea floarea-soarelui. Scopul cercetării noastre a fost de a determina influența aplicării culturilor oleaginoase (Brassicaceae) gunoiul de grajd verde la infecția cu floarea-soarelui cu coadă de mătură în condiții de seră. Am folosit masa verde a muștarului alb, negru, comun și a rapiței de iarnă ca gunoi de grajd verde. Am adăugat masa verde zdrobită a acestor culturi (62,5-90,0 g) la vasele cu un amestec sol-nisip amestecat cu semințe de mătură. După 15 zile, am semănat semințele de soi de floarea soarelui susceptibile la toate rasele de mătură. Nu am adăugat gunoiul verde în control. Gunoiul verde de muștar alb (soiul Ruslana) a prezentat cel mai mare procent de scădere a gradului de infecție - 44,7%. Mustarul comun (Yunona) și muștarul negru (Niagara) au redus infecția cu 25,9 și, respectiv, 27,0%, rapița (Tavrion) - cu 24%. Vă recomandăm să folosiți îngrășămintele verzi ale acestor culturi pentru a reduce infecția culturilor de floarea-soarelui cu mătură și ca metodă ecologică de curățare a câmpului din semințele sale.


Acesta este un articol cu ​​acces liber distribuit în conformitate cu condițiile Creative Commons Attribution License 4.0, care permite utilizarea, distribuția și reproducerea fără restricții în orice mediu, cu condiția ca lucrarea originală să fie citată în mod corespunzător.

1. Introducere

Floarea soarelui (Helianthus annuus L.) este o cultură uleioasă valoroasă care asigură nevoile de ulei vegetal nu numai în Federația Rusă, ci și în multe alte țări ale lumii. Rentabilitatea ridicată a cultivării florii soarelui o face atractivă pentru cultivarea intensivă. În Federația Rusă, suprafața culturilor ocupată de floarea-soarelui crește în fiecare an. De exemplu, în ultimii 10 ani suprafața a crescut cu 37,2%. În 2019, potrivit Serviciului Federal de Statistică al Statului Rus, suprafața recoltelor de floarea-soarelui în fermele de toate categoriile s-a ridicat la 8505,3 mii ha.

Unul dintre principalii factori care limitează producția de floarea-soarelui în regiunile sudice ale Federației Ruse este planta parazitară de mătură (Orobanche sumana Wallr.) [1]. Această plantă parazită a buruienilor afectează și floarea-soarelui în multe alte țări ale lumii care cultivă această cultură. Broomrape este unul dintre principalii factori care reduce semnificativ randamentul și înrăutățește calitatea semințelor [2-8]. O.cumana este un parazit obligatoriu care aparține plantelor cu flori superioare din Orobanchaceae familie. Plantele din mătură nu au rădăcini și frunze proprii; sunt complet lipsite de clorofilă.

Răsadul de mătură crește în rădăcina de floarea-soarelui și se hrănește pe cheltuiala sa, dezvoltând tuberculul în afara rădăcinii bogate în substanțe nutritive. În tubercul se formează unul sau mai multe puncte apicale, din care cresc una sau mai multe tulpini. În condiții favorabile, tulpina O. cumana poate atinge o înălțime de aproximativ 1 m și poate dezvolta până la 100 de flori [9]. Partea superioară a unei tulpini cu flori de O. cumana reprezintă o inflorescență în formă de vârf liber.

În fiecare floare, un fruct se coace, care este o capsulă care conține semințe ovale și maro închis, fiecare cu dimensiunea de 035 x 0,25 mm. La maturare, frunzele capsulei se deschid, iar semințele se revarsă. O capsulă poate conține până la 2.000 de semințe. O singură plantă de mătură poate produce 200.000 sau mai multe semințe mici, dintre care majoritatea pot persista în sol timp de 10 ani sau mai mult [10]. Vântul, apa, mașinile agricole, uneltele de prelucrare a solului și vehiculele răspândesc cu ușurință semințele de mătură.

Un potențial atât de ridicat al funcției de reproducere a O. cumana iar revenirea frecventă a floarea-soarelui în câmpul său de odinioară accelerează apariția și răspândirea rapidă a unor noi rase de paraziți mai virulente care depășesc rapid rezistența noilor hibrizi și a soiurilor de floarea-soarelui. Odată cu revenirea frecventă a floarea-soarelui în câmpul său anterior, concentrația semințelor de mătură în stratul arabil al solului crește dezastruos. În condițiile actuale, crescătorii nu au timp să dezvolte noi genotipuri de floarea-soarelui care sunt rezistente la noile rase de mătură. Pentru a rezolva problema controlului măturii și a îmbunătăți starea fitosanitară a câmpurilor murdare, este necesară o abordare integrată pentru controlul acestui parazit.

Este necesar nu numai cultivarea genotipurilor de floarea-soarelui, care sunt rezistente la noile rase virulente de mătură, ci și respectarea tehnologiei de cultivare a culturilor, aplicarea erbicidelor care ucid parazitul fără a afecta plantele de floarea-soarelui și utilizarea plantelor capcană în rotații ale culturilor (porumb, sorg, mei și iarbă din Sudan) [11-14]. Comparativ cu aplicarea erbicidelor, utilizarea culturilor capcană este mai preferabilă ca modalitate sigură de mediu de a curăța câmpurile de semințe de mătură.

O altă metodă sigură pentru mediu este de remarcat. După cum arată observațiile noastre, culturile de uleiuri crucifere utilizate ca îngrășământ verde pot ajuta, de asemenea, la suprimarea germinării semințelor de mătură. În 2016, am observat o scădere a infecției cu floarea-soarelui de mătură la fermele în care muștarul alb (Sinapis alba L.) a fost cultivat pe un câmp ca o cultură anterioară și masa sa verde (gunoi de grajd verde) a fost zdrobită și arată în sol ca îngrășământ verde.

Se știe că culturile de uleiuri crucifere pot avea un efect rizosferic fatal pe o iarbă de pe canapea (Elitria repens L.), provocând ocluzia vasculară a rizomilor săi de către produsele metabolice. Aplicarea îngrășămintelor verzi în sol și arătura lor în zona de semințe a culturilor însămânțate afectează negativ germinarea acestora. Reziduurile proaspete de plante conțin de obicei inhibitori ai germinației și creșterii; prin urmare, după arătarea lor în sol, este necesar să așteptați ceva timp pentru descompunerea de către microorganisme. Zdrobit și arat în sol, masa verde a culturilor de uleiuri crucifere inhibă creșterea amarantului cu rădăcină roșie (Amaránthu sretroflexus L.), poșeta ciobanului (Capsella bursa-pastoris L.), coadă de vulpe verdeSetaria viridis L.), negru negruSolanum nigrum L.), iar iarba de cocosEchinóchloa crus-galli L.) [15]. Aparent, masa verde a culturilor de uleiuri crucifere poate avea un efect similar asupra răpii de mătură (O. cumana).

Suprimarea buruienilor în timpul cultivării culturilor oleaginoase crucifere are loc sub influența tiocianinelor, compuși cu conținut de sulf obținuți în timpul descompunerii glucozinolaților [16]. Glucozinolații sunt substanțe biologic active care se găsesc în frunze, tulpini, semințe, rădăcini și exudări radiculare ale plantelor din familia cruciferelor. Odată ajunsi în sol, acestea inhibă germinarea semințelor și creșterea organelor vegetative ale buruienilor (biofumigare) [16].

Aplicarea îngrășămintelor verzi a culturilor crucifere oleaginoase în semănători și semănători intermediari contribuie la îmbunătățirea solului, precum și la creșterea randamentului culturilor. Costurile reduse ale cultivării și arătarea ulterioară a masei verzi în sol fac ca practica de îngrășare verde să fie avantajoasă din punct de vedere economic și să merite mai multă atenție din partea producătorilor agricoli. Aplicarea culturilor crucifere oleaginoase în rotația culturilor ca îngrășământ verde ar putea contribui, de asemenea, la îmbunătățirea stării fitosanitare a câmpurilor infestate cu semințe de mătură.

Scopul cercetării noastre a fost de a studia efectul gunoiului de grajd verde al culturilor de uleiuri crucifere asupra infestării de floarea-soarelui cu rață de mătură în condiții de seră controlate.

2. Materiale și metode

Pentru a dezvolta un fundal infecțios, am folosit semințele populației de mătură (O. cumana) colectate în 2017 în districtul Morozovsky din regiunea Rostov.

Pentru a obține masa verde, am cultivat muștar și rapiță în vase până în faza de înmugurire - începutul înfloririi.

Masa verde de muștar alb (Sinapis alba L.) - soi Ruslana, muștar negruBrassica neagră L.) - soi Niagara, muștar comunBrassica juncea L.) - soiul Yunona și rapițaBrassica napus L.) - soiul Tavrion a fost folosit ca gunoi de grajd verde. Am cultivat plantele acestor culturi timp de 20 de zile și apoi le-am zdrobit la o dimensiune de 1 x 1 cm. Am aplicat masa verde a plantelor, zdrobite împreună cu rădăcinile (de la 62,5 la 90 g), în vasele cu un amestec de sol cernut și nisip într-un raport de 3: 1 și semințele de mătură cu 200 mg pe 1 kg amestec sol-nisip. Suprafața mediului de creștere din fiecare vas a fost de 0,04 m 2. Greutatea masei verzi de la 62,5 la 90 g, aplicată unei astfel de suprafețe, este comparabilă cu randamentul mediu al masei verzi a acestor culturi, respectiv de la 15,6 la 22,5 t/ha, care este arat în sol în timpul îngrășămintelor verzi. Pentru a crea condiții favorabile și a accelera procesele microbiologice, am umezit mediul de creștere cu masă verde arată în mod regulat timp de 15 zile.

După 15 zile, timp în care microorganismele au descompus părțile zdrobite de muștar și rapiță, am semănat semințele de soiuri de floarea soarelui VNIIMK 8883 susceptibile tuturor raselor de mătură cu 10 bucăți în fiecare vas, în 2 replici în toate variantele experimentului. La control, nu am aplicat gunoi de grajd verde. Am cultivat plantele de floarea-soarelui într-o seră timp de 45 de zile la o fotoperioadă de 16 ore și la o temperatură de 25-27 ° C. Apoi, am dezgropat plantele și am numărat tuberculi și lăstari de mătură pe rădăcini spălate cu apă.

3. Rezultate si discutii

Gradul de infestare a plantelor de floarea-soarelui din soiul VNIIMK 8883 cu rață de mătură din populația districtului Morozovsky din regiunea Rostov în varianta de control a fost foarte ridicat.

Numărul mediu de tuberculi și lăstari de O. cumana a fost de 99 bucăți pe plantă afectată (Tabelul 1). De obicei, o astfel de infecție severă duce la recoltarea eșecului recoltei, în special în zonele cu umezire insuficientă. Am evidențiat diferențe semnificative în gradul de infecție a plantelor prin raie de mătură în variantele cu dejecții verzi aplicate, în comparație cu controlul la un nivel de semnificație de 5%.

Muștarul alb merită o atenție specială în rândul familiei crucifere utilizate pentru îngrășământ verde. Gunoiul verde de muștar alb are proprietăți fitosanitare proeminente; de asemenea, ajută la creșterea activității microbiologice a solului și a acumulării de substanțe nutritive în acesta și la creșterea randamentului rotațiilor ulterioare ale culturilor.

Ruslana este o varietate neerucică de muștar alb; are un potențial ridicat de producere a semințelor, rate de creștere inițiale ridicate, este un îngrășământ verde excelent. Randamentul masei verzi este de 25 t/ha. Gunoiul verde de muștar alb Ruslana a prezentat cel mai mare procent de scădere a gradului de infecție a soiului de floarea-soarelui - 44,7%, sub aplicarea a 71,3 g la 6,7 ​​kg de amestec sol-nisip. O astfel de cantitate de biomasă vegetală, aplicată într-un singur vas este comparabilă cu randamentul mediu al masei verzi de muștar alb - 17,7 t/ha, care este arat în sol în timpul îngrășământului verde (Tabelul 1).

Muștarul comun al soiului Yunona este recomandat pentru cultivare ca aditiv furajer bogat în proteine ​​și gunoi de grajd verde. Recolta masei sale verzi poate ajunge la 33 t/ha. Gunoiul verde de muștar comun a redus gradul de infecție al soiului de floarea-soarelui VNIIMK 8883 cu 25,9% (Tabelul 1).

Niagara este primul soi de muștar negru din producția internă, are cel mai mare conținut de ulei esențial din semințe - 1,0-1,1% și este o sursă de izotiocianați de alil (conservanți naturali). Gunoiul verde de muștar negru a redus infecția cu floarea-soarelui în experimentul nostru cu 27,0%, care este puțin mai mare decât indicatorul muștarului comun.

Varietate de maturare timpurie foarte productivă a semințelor de rapiță de primăvară Tavrion este tolerantă la stres și adaptată pentru cultivare în diferite condiții de sol și climatice. Când am aplicat 90 g de masă verde de rapiță de primăvară la 6,4 kg de amestec sol-nisip, scăderea infecției cu floarea-soarelui a fost de doar 24,2% (Tabelul 1).

Probabil, în comparație cu muștarul comun, muștarul negru și rapița, biomasa muștarului alb emană o cantitate mai mare de substanțe specifice în procesul de descompunere și mineralizare care inhibă germinarea O. cumana semințe.

Anterior, am efectuat experimente de laborator prin tratarea semințelor de mătură cu diferite concentrații de extracte din masa verde de muștar comun. Experimentele au arătat inhibarea atât a germinării semințelor, cât și a creșterii O.cumana răsad, care ar trebui să pătrundă în rădăcina de floarea-soarelui (Fig. 1) O. cumana semințele timp de 10 zile într-un extract 100% din seva celulară a plantelor comune de muștar au dus la pierderea germinării lor.

Din punct de vedere economic, costul relativ scăzut al resurselor pentru cultivarea și ararea ulterioară a masei verzi de culturi crucifere uleioase în sol pentru a reduce gradul de infecție a floarea-soarelui cu coadă de mătură face ca metoda gunoiului de grajd să fie accesibilă și merită luată în considerare de către producătorii agricoli.

Influența masei verzi a culturilor oleaginoase din familie Brassicaceae privind gradul de infestare cu mătură de plante de floarea soarelui (soiul VNIIMK 8883)

Efectul diferitelor concentrații de seva celulară (CS) a plantelor din soiul comun de muștar asupra germinării O. sumana semințe în prezența rădăcinilor soiului de floarea soarelui VNIIMK 8883 (orig.)

4. Concluzie

Astfel, experimentul efectuat în condiții de seră controlate a arătat o scădere semnificativă a infecției cu floarea soarelui a plantelor de floarea-soarelui cu rață de mătură, în condițiile prezentării masei verzi zdrobite de muștar alb, negru, muștar comun și rapiță de iarnă. Soiurile de muștar (alb, negru și comun) și de rapiță sunt aprobate pentru producție în regiunile Federației Ruse. Vă recomandăm să folosiți îngrășăminte verzi ale acestor culturi uleioase crucifere pentru a reduce infecția culturilor de floarea-soarelui cu raie de mătură și ca modalitate sigură de mediu de a curăța câmpurile de semințe de mătură în combinație cu metodele de control deja cunoscute.

Referințe

  • T.S. Antonova, NM Арасланова, Е.А. Strelnikov, S.A. Ramazanova, S.Z. Guchetl, T.A. Tchelyustnikova, Proceedings 18th International Sunflower Conference. MAR Del Plata & Balcarce - Argentina, 27 februarie - 1 martie 1025-1030, (2012) [Google Scholar]
  • M. Amri, Z Abbes, S. Ben Youssef, M. Bouhadida, H. Ben Salah, M. Kharrat, Afr. J. Biotechnol 11 (18), 4163-4167, (2012) [Google Scholar]
  • O. Shindrova și E. Penchev, Helia, 35 (57), 87-94 (2012) [CrossRef] [Google Scholar]
  • M.L. Molinero-Ruiz, A.B. García-Carneros, M. Collado-Romero, S. Raranciuc, J. Domínguez, J.M. Melero-Vara, Weed Res 54, 87-96 (2014) http://dx.doi.org/10.1111/wre.12056[Google Scholar]
  • M. Pacureanu, Proc. Al 3-lea Int. Simp. pe Broomrape (Orobanche spp.) în Sunflower, Córdoba, Spania, 39-43 (2014) [Google Scholar]
  • D.T. Ma, C.C. Ianuarie, Proc. Al 3-lea Int. Simp. pe Broomrape (Orobanche spp.) în Sunflower, Córdoba, Spania, 65-69 (2014) [Google Scholar]
  • B.X. Shi, G.H. Chen, Z.J. Zhang, J.J. Hao, L. Jing, H.Y. Zhou, J. Zhao, Plant Dis. 99: 291 (2015) http://dx.doi.org/10.1094/PDIS-07-14-0721-PDN[Google Scholar]
  • Da. Kaya, Proc. Al 3-lea Int. Simp. pe Broomrape (Orobanche spp.) în Floarea-soarelui, Cordoba, Spania, 9-18 (2014) [Google Scholar]
  • T.S. Antonova, NM Арасланова, Е.А. Strelnikov, S.A. Ramazanova, S.Z. Guchetl, T.A. Tchelyustnikova, Helia, 35 (56), 99-110 (2012) https://doi.org/10.2298/HEL1256099A[CrossRef][Google Scholar]
  • T.S. Antonova, S. Masirevic, R. Harveson În: R.M. Harveson, S.G. Markell, C.C. Block, T.J. Gulya (eds.) Compendiu al bolilor și dăunătorilor din floarea soarelui. Societatea americană fitopatologică. Sf. Paul., Minnesota, S.U.A. 23-25 ​​(2016) [Google Scholar]
  • D.M. Joel, În: Capitolul 8, Orobanchaceae parazitare, Mecanisme parazitare și strategii de control. D.M. Joel; J. Gressel și L.J. Musselman, editori. Springer Heidelberg, New York Dordrecht Londra. 143-146 (2013) [CrossRef] [Google Scholar]
  • Y. Goldwasser și J. Rodenburg, În: Capitolul 22, Orobanchaceae parazitare, Mecanisme parazitare și strategii de control. D.M. Joel; J. Gressel și L.J. Musselman, editori. Springer Heidelberg, New York Dordrecht Londra. 393-413 (2013) [CrossRef] [Google Scholar]
  • Leire Molinero-Ruiz, Philippe Delavault, Begoña Pérez-Vich, Maria Pacureanu-Joita, Mariano Bulos, Emiliano Altieri și Juan Domínguez, spaniol J. of Agricultural Research 13 (4), e10R01, 19 (2015) http: // dx. doi.org/10.5424/sjar/2015134-8080[Google Scholar]
  • T.S. Antonova, L.C. Alonso, E.A. Strelnikov, NM Araslanova, J. rus de științe agricole, 41, 5, 347-351 (2015) https://doi.org/10.3103/S1068367415050031[CrossRef][Google Scholar]
  • Ahmed SAA, Nadia K. Messiha; Kowthar, G. El-Rokiek, Sanaa, A. Mohamed și El-Masry RR., RJPBCS), 7 (5), 158-165 (2016) [Google Scholar]
  • Franziska S. Hanschen, Yim Bunlong, Traud Winkelmann, Kornelia Smalla, Monika Schreiner, 17-18 iulie (2015) Plos one | DOI: 10.1371/journal.pone.0132931 [Google Scholar]

Toate mesele

Influența masei verzi a culturilor oleaginoase din familie Brassicaceae privind gradul de infestare cu mătură de plante de floarea soarelui (soiul VNIIMK 8883)

Toate cifrele

Efectul diferitelor concentrații de seva celulară (CS) a plantelor din soiul comun de muștar asupra germinării O. sumana semințe în prezența rădăcinilor soiului de floarea soarelui VNIIMK 8883 (orig.)

Valorile de utilizare curente arată numărul cumulat de vizualizări de articole (vizualizări de articole cu text integral, inclusiv vizualizări HTML, descărcări PDF și ePub, în ​​funcție de datele disponibile) și vizualizări rezumate pe platforma Vision4Press.

Datele corespund utilizării pe placa după 2015. Valorile actuale de utilizare sunt disponibile 48-96 de ore după publicarea online și sunt actualizate zilnic în zilele săptămânii.

Descărcarea inițială a valorilor poate dura ceva timp.