Ріпак є важливою олійною та кормовою культурою зеленого конвеєра, а також цінним попередником, сидеральною культурою, що поліпшує фітосанітарний стан ґрунту.
За останнє десятиріччя ріпак зміцнив свої конкурентні позиції на світовому ринку: суттєво зріс валовий збір його насіння та розширились ринки збуту. Вже сьогодні за площами посіву ріпак займає 3 місце серед олійних культур, поступаючись лише соняшнику та сої. Але попри досить високу рентабельність і використання у багатьох галузях виробництва, аналіз посівів ріпаку свідчить про ризики його ураження збудниками різної етіології. Слід зазначити, що хвороби ріпаку можуть спричинити значний недобір урожаю та суттєве зниження якості його зеленої маси й насіння. В уражених рослинах зростає вміст каротину, сухої речовини, клітковини, золи, проте істотно знижується вміст вітаміну С, протеїну, жиру, цукру.
На сьогодні проведено небагато досліджень і представлено обмаль наукових даних про бактеріальні та вірусні хвороби, що зустрічаються на цій культурі. Недотримання основних вимог технології вирощування ріпаку (попередник, підготовка ґрунту, якісна сівба), а особливо високе насичення сівозмін цією культурою, що спостерігається в останні роки, призводить до збільшення відсотка рослин, уражених саме бактеріальними збудниками, які є не менш шкідливими, аніж грибні. Названі негативні чинники впливають і на природний феномен ріпаку як фітосанітара полів.
Головною метою наших досліджень було всебічне вивчення впливу ріпаку на формування мікробіому ґрунту з метою розробки наукових основ насичення ним сівозмін в умовах інтенсивного землеробства і заходів зі зниження бактеріальних хвороб.
Дослідження проводили в сівозміні для вирощування ріпаку озимого на зерно в умовах Північного Лісостепу (ВП НУБіП України «Агрономічна дослідна станція») впродовж 2010–2013 рр. Зразки ґрунту відбирали під озимим ріпаком в сівозміні: конюшинний напівпар (конюшина другого року з одним укосом), ріпак озимий, пшениця озима + післяжнивні культури, кукурудза на зерно, гречка або ячмінь з підсівом багаторічних трав.
Крім того, аналізували зразки ґрунту після повернення ріпаку озимого на те саме поле через 3, 5, 7 років і за беззмінного посіву. Добрива вносили відповідно з технологією вирощування ріпаку озимого для цієї зони. Ґрунт дослідного поля – лучночорноземний карбонатний. Забезпеченість рослин азотом і фосфором середня, калієм – низька. Об’єкт досліджень – ріпак озимий сорту Аріон. Предмет дослідження – склад і біологічна активність мікрофлори лучночорноземного карбонатного ґрунту при вирощуванні ріпаку озимого.
Мікробіологічні аналізи проводили за допомогою методики розведення ґрунтових суспензій з використанням живильних селективних середовищ. Враховувалась загальна чисельність амоніфікуючих та спороутворюючих бактерій, стрептоміцетів і бактерій, що засвоюють мінеральний азот, олігонітрофільних та целюлозоруйнівних мікроорганізмів, мікроскопічних грибів тощо.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Теоретичною основою технології вирощування ріпаку озимого у сівозміні є взаємовідношення рослин із ґрунтовим середовищем, у тому числі з мікроорганізмами, що містяться у ньому. Мікробіом у процесі своєї життєдіяльності створює умови для розвитку інших вищих форм життя. Проте комплекс питань, пов’язаних зі зміною життєдіяльності мікроорганізмів і біохімічних процесів, що проходять у ґрунті в результаті вирощування рослин, досить складний і в багатьох випадках іще не з’ясований.
Аналіз змін загальної біогенності ґрунту, що характеризуються розвитком основних еколого-трофічних груп мікроорганізмів, показав, що різні групи по-різному реагували на вирощування ріпаку озимого при різних насиченнях ним сівозміни (табл. 1).
Повернення культури у сівозміну раніше ніж через 7 років призводить до зниження в ґрунті кількості та біомаси бактерій. Так, біомаса бактерій у сівозміні порівняно з варіантами монокультури збільшилася в 1,8 разу, чисельність олігонітрофільних бактерій, що беруть участь у трансформації залишкових кількостей органічних речовин, – у 2,3, стрептоміцетів – у 1,4 і більше разів. Кількість бактерій, здатних утворювати колонії на ґрунтовому агарі, в сівозміні була в 2,1 разу вищою, ніж у монокультурі.
Вміст грибів, навпаки, збільшувався у 1,8 разу при вирощуванні ріпаку озимого в монокультурі порівняно з сівозміною. Причому дослідження видового складу грибів у монокультурі показало, що домінуючими є Alternaria brassicicola, Alternaria brassicae, Alternaria tenuis, Phoma lingam, Peronospora brassicae, Fusarium oxysporum, Botrytis cinerea, які є збудниками альтернаріозу, фомозу, фузаріозу, пероноспорозу, сірої гнилі тощо.
Підвищення чисельності бацил і стрептоміцетів у ґрунті сівозміни свідчить про більш глибоку деструкцію органічної речовини. Ці групи мікроорганізмів засвоюють сполуки, часто недоступні для неспорових бактерій, а розвиваються на субстраті, збідненому доступними сполуками. Показником мобілізаційних процесів у ґрунті є також целюльозоруйнівні мікроорганізми. За нашими даними (табл. 1), вміст цих мікроорганізмів у 2,6 разу вищий у сівозміні порівняно із беззмінним посівом. У сівозміні чисельність целюлозоруйнівних мікроорганізмів становила 35,4, в монокультурі – 13,3 тис/г сухого ґрунту. Таким чином, отримані дані підтверджують результати наших досліджень: мобілізаційні процеси у ґрунті при чергуванні рослин протікають більш інтенсивно, ніж при беззмінному їх вирощуванні.
Читати по темі: Вплив сульфату магнію та сульфату амонію на урожайність озимого ріпаку
Аналогічні зміни виявлено і в динаміці чисельності мікрофлори, що, очевидно, обумовлено певними процесами надходження і розкладу органічної речовини. Найбільш чисельна група сапрофітних мікроорганізмів – бацили, а також мікроскопічні гриби переважають у ґрунті сівозміни в фазу формування стручків ріпаку озимого, тоді як кількість олігонітрофільних бактерій у цей час значно зменшується. Для стрептоміцетів різниця у варіантах досліду незначна.
Отримані нами результати з вивчення біологічної активності при вирощуванні ріпаку озимого в сівозміні та беззмінно наведено у табл. 2.
З таблиці видно, що вирощування культури у сівозміні порівняно із беззмінним посівом приводить до збільшення виділення СО2 у 2,7 разу. Розкладання лляної тканини впродовж 45 діб становило в сівозміні 32%, при беззмінному вирощуванні – 21%. Ці дані свідчать про те, що при вирощуванні сільськогосподарських культур беззмінно у ґрунті створюються менш сприятливі умови для життєдіяльності мікроорганізмів, у результаті чого знижується їх біологічна активність.
Вивчення видового складу бактерій показало, що у більшості випадків одні й ті самі види зустрічались при вирощуванні ріпаку озимого в сівозміні та беззмінно. Проте частота їх трапляння і густина видів суттєво відрізнялись (табл. 3).
У ризосфері ріпаку озимого, який вирощували беззмінно, більшу частоту трапляння мали Arhtrobacter globiforvis, A. tumescens, Flavobacterium suaveolens, Pseudomonas fluorescens, P. syringae pv. maculicola, Xanthomonas campestris pv. Сampestris. Також частіше, ніж у сівозміні, зустрічались мікроорганізми роду Pectobacterium, Pseudomonas і Xanthomonas, а у сівозмінному варіанті переважали види Arhtrobacter, Brevibacterium, Nocardiа, які, як відомо, відрізняються високою біохімічною активністю.
Раніше ми переконалися, що популяція збудників бактеріальних хвороб ріпаку у природі гетерогенна – 78% високо- і середньоагресивних штамів і 11% низькоагресивних. Слід зазначити, що найбільш агресивним серед усіх виділених нами ізолятів виявився збудник слизового бактеріозу Pectobacterium carotovorum subsp. сarotovorum, а найменш агресивним – поліфаг Pseudomonas fluorescens. Всі досліджувані нами штами досить агресивні на ріпаку й за основними морфолого-культуральними та біохімічними властивостями є спорідненими з основними збудниками бактеріозу коренів Xanthomonas campestris pv. campestris, слизового бактеріозу Pectobacterium carotovorum subsp. сarotovorum та Pseudomonas fluorescens.
Вирощування ріпаку озимого беззмінно призводило до зниження його врожайності (табл. 4).
Із представлених даних видно, що зменшення врожаю у варіанті беззмінного посіву ріпаку порівняно з сівозміною становило 60%.
ВИСНОВКИ
Ріпак озимий при вирощуванні беззмінно спричиняє суттєвий вплив на формування ґрунтової мікробіоти, при цьому в ґрунті проходить зменшення її біомаси. Знижується кількість бацил, олігонітрофільних і целюлозоруйнівних мікроорганізмів, а також біологічна активність ґрунту. Певні зміни спостерігаються і в динаміці чисельності мікроорганізмів, що обумовлено своєрідністю перебігу процесів надходження і розкладу органічної речовини. Мобілізаційні процеси у ґрунті сівозмінного варіанту протікають більш інтенсивно, ніж при вирощуванні ріпаку беззмінно. Крім того, накопичення збудників бактеріозу озимого ріпаку Xanthomonas campestris pv. campestris, слизового бактеріозу Pectobacterium carotovorum subsp. сarotovorum та Pseudomonas fluorescens, а також збільшення у 1,8 разу мікроскопічних грибів (зокрема, Alternaria brassicicola, Alternaria brassicae, Alternaria tenuis, Phoma lingam, Peronospora brassicae, Fusarium oxysporum, Botrytis cinerea, які є збудниками альтернаріозу, фомозу, фузаріозу, пероноспорозу, сірої гнилі) у разі вирощування ріпаку в монокультурі порівняно з сівозміною дають нам підстави зробити висновок про втрату фітосанітарних властивостей ріпаку. Таким чином, недотримання основних вимог технології вирощування, а особливо високе насичення сівозмін цією культурою, що спостерігається в останні роки, може призводити до погіршення фітосанітарного стану ґрунту.
В. П. Патика, академік НААН, Інститут мікробіології і вірусології ім. Д. К. Заболотного НАНУ, О. М. Захарова, асистент, Національний університет біоресурсів і природокористування
Опубліковано в журналі “Агроном”, 2018
