Специфіка біологічного захисту кондитерського соняшнику

Размещено на http://www.allbest.ru/

Херсонський державний аграрно-економічний університет

Інженерно-технологічний інститут «Біотехніка» Національної академії аграрних наук України

Одеський національний аграрний університет

Специфіка біологічного захисту кондитерського соняшнику

Гармашов В.В. - д.с.-г.н., с.н.с., старший науковий співробітник науково-дослідного відділу автоматизації, приладобудування та експериментальної техніки,

Ходорчук В.Я. - виконуючий обов'язки директора, Чернова І.С. - к.т.н., провідний науковий співробітник науково-дослідного відділу автоматизації, приладобудування та експериментальної техніки, Щербаков В.Я. - д.с.-г.н., професор, професор кафедри польових і овочевих культур,

Аверчев О.В. - д.с.-г.н., професор, заслужений діяч науки і техніки, професор кафедри землеробства

Анотація

У статті науково обґрунтовано актуальність вирощування екологічно чистого кондитерського соняшнику та доцільність використання біологічних препаратів.

Мета досліджень - визначення особливостей вирощування екологічно чистого кон-дитерського соняшнику. Вивчено кліматичні умови Степової зони України як одну зі складових вирощування кондитерського соняшнику: є можливість забезпечення біоло-гічної потреби рослин у теплових ресурсах у період посів - повна стиглість для сортів і гібридів від скоростиглої до пізньостиглої груп стиглості. У технології вирощування соняшнику некерованість потоками ринку його насіння призводить до підвищення інфі-кованості насіння, перерозподілу пріоритетів у видовому складі насіннєвої мікрофлори та безперешкодному поширенню збудників хвороб на посівах кондитерського соняш-нику. Посів необхідно проводити тільки протруєним насіннєвим матеріалом, на основі результатів фітоекспертизи насіння. В останні роки створено високопродуктивні сорти і, особливо, гібриди кондитерського соняшнику, які в силу гомозиготності не мають комплексної стійкості до різних захворювань, гірше пристосовані до хімічного захисту. Тому для них, як показали наші п'ятирічні дослідження, особливо важливим та необхідним є використання препаратів на основі активних штамів грибів-антаго-ністів роду Trichoderma, Bacillus subtilis, Penicillium та ін. Вони здатні пригнічувати розвиток широкого спектру фітопатогенних грибів та синтезувати фізіологічно активні метаболіти. Дослідженнями встановлено, що під їх впливом інфекційний фон у посівах цієї культури зменшувався на 40-70 % та у чотирьох з п'яти років був на рівні, який склався при використанні таких загальновідомих хімічних фунгіцидів як Екстра, СК, Хорус ВДГ, Танос та Піктор. Акцентовано увагу на застосовування препарату біологічного походження Хелафіт органік від комплексу збудників хвороб - вірусних, бактеріальних та грибних. У складі цього препарату крім мікроелементів, коректорів імунітету, є йод і комплекс амінокислот. Термін дії обробки Хелафітом становить 25-30 днів. Присутність цього препарату у складі протруйника стимулює процеси проростання насіння, формування імунітету рослин та сприяє підвищенню врожай-ності до 1,5-2 ц/га. Запропоновано онтологію вирощування екологічно чистого соняш-нику як основу розроблення інтелектуальної системи підтримки прийняття рішень в управлінні його виробництвом.

Ключові слова: біологічні препарати, екологія, вирощування, управління, онтологія.

Abstract

Garmashov V.V., Khodorchuk V.Ya., Chernova I.S., Shcherbakov V.Ya., Averchev O.V. Specifics of biological protection of confectionery sunflower

The article scientifically substantiates the relevance of growing ecologically clean confectionary sunflower and the expediency of using biological preparations. The purpose of the research is to determine the features of growing ecologically clean confectionery sunflower. The climatic conditions of the Steppe zone of Ukraine were studied as one of the components of the cultivation of confectionery sunflower: there is a possibility of ensuring the biological needs of plants in thermal resources during the sowing period - full maturity for varieties and hybrids from early to late maturity groups. In sunflower cultivation technology, the uncontrollable market flow of its seeds leads to an increase in seed contamination, a redistribution of priorities of the species composition of seed micro flora, and the unhindered spread of pathogens on confectionery sunflower crops. Sowing should be carried out only with poisoned seed material, according to the results of phytoexpertise of the seeds. In recent years, high-yielding varieties and, especially, hybrids of confectionary sunflower have been created, which, due to homozygosity, do not have complex resistance to various diseases, and are less adapted to chemical protection. Therefore, as our five-year research has shown, it is especially important and necessary for them to use preparations based on active strains of antagonistic fungi of the genus Trichoderma, Bacillus subtilis, Penicillium, etc. They are able to suppress the development of a wide range of phytopathogenic fungi and synthesize physiologically active metabolites. Research established that under their influence, the infectious background in the crops of this culture decreased by 40-70 % and in four out of five years it was at the level that occurred when using such well -known chemical fungicides as Extra, SK, Horus VDG, Thanos and Pictor. Attention is focused on the use of the drug of biological origin Helafit organic, which protects plants from a complex of pathogens - viral, bacterial and fungal. In addition to trace elements, immune correctors, this drug contains iodine and a complex of amino acids. The validity period of Helafit processing is 25-30 days. The presence of this drug in the composition of the poison stimulates the processes of seed germination, the formation of plant immunity and helps to increase the yield to 1.5-2 c/ha. The ontology of the cultivation of ecologically clean sunflower is proposed as the basis for the development of an intelligent decision support system in the management of its production.

Key words: biological preparations, ecology, cultivation, management, ontology.

Постановка проблеми

Історія соняшнику сягає своїм корінням у третє тисячоліття до нашої ери. На той час ця культура вирощувалась північноаме-риканськими індіанцями. Насіння її використовували в їжу, виготовляли олію, використовували як ліки, виробляли барвники. До Європи соняшник потрапив у 1510 році. Спершу їм прикрашали клумби. Пізніше із диких видів селекціонери отримали великоплідний сорт. У 1716 році в Англії було зареєстровано патент на отримання соняшникової олії.

Соняшник (Helianthus annuus L.) входить до трійки найбільш значущих олій-них культур рослин у світі (поряд із соєю та ріпаком) і одна з двох найбільш олій-них культур в Європейському Союзі разом із ріпаком (United States Department of Agriculture - USDA, 2017) [1]. Україна є одним із основних світових виробників насіння та продуктів переробки соняшнику [2].

Нині соняшник в Україні є високоліквідною культурою, вирощування якої забезпечує господарствам отримання високого й сталого прибутку. На ринку України існує стабільний попит як на обрушені, так і на цілі сім'янки великоплід-ного соняшнику [3].

В останні роки в Україні актуалізація нарощування обсягів виробництва кон-дитерського насіння соняшнику переростає в необхідність, що обумовлено не лише його біологічною цінністю, а й мізерним раціоном харчування населення в Україні та й бідним і не збалансованим раціоном прилеглих держав, включаючи країни Євросоюзу. Якщо в даний час його частка в структурі посівних площ коли-вається близько 4 % [4], то найближчими роками вона може збільшитися до 5 % і навіть більше.

Кондитерський соняшник привертає увагу споживачів завдяки смаковим і хар-човим властивостям, які зумовлені цінним жирнокислотним складом олії, висо-ким умістом вітамінів, мінералів і рослинного білка [5]. Соняшник кондитерського ґатунку є представником крупнонасіннєвої форми цієї олійної культури. Основна частина кондитерського соняшнику експортується у країни Євросоюзу для вико-ристання в кондитерських виробах [6]. Технологія виробництва кондитерського соняшнику вимагає максимального обмеження застосування пестицидів та інших речовин, які, акумулюючись у насінні, несприятливо позначаться на його біологічній цінності та смакових якостях. Кондитерський соняшник є «нишовою» культурою та нерідко його посіви розміщують у відносно невеликих фермерських господарствах, де він часто вирощується в монокультурі або зі значними порушеннями у чергу-ванні попередніх культур. Це спричиняє ще більше пестицидне навантаження. Кон-дитерський соняшник безпосередньо вживається в їжу, тому виключно важливим є екологічна чистота сім'янки, що не допускає перевищення максимально допусти-мого рівня шкідливих речовин [7]. Підготування або перероблення кондитерського соняшнику, який вживається в їжу, характеризується відносно низьким техноло-гічним рівнем. Значна його частина безпосередньо використовується в харчуванні після неглибокого прожарювання у кондитерських виробах, а також у вигляді гри-зового насіння. Ця умова особливо актуалізує значення екологічно чистої сировини. Більше того, на ринку дуже рідко зустрічається офіційно зареєстрована продукція кондитерського соняшника з екологічно чистої сировини. Саме ці умови спричиню-ють актуальність та комерційний успіх вирощування цієї культури, а також збіль-шення його площ, використовуючи при цьому біологічні засоби захисту, зокрема, біологічні препарати, що є однією із задач реалізації органічного землеробства [8].

Аналіз останніх досліджень і публікацій. На відміну від хімічних засобів захисту, біофунгіциди не мають негативної післядії, оскільки їх біоагенти є складовою природної мікрофлори ґрунту [9]. Відомі дослідження щодо впливу біологічних препаратів на продуктивність соняшнику, зокрема:

- за обробки насіння соняшнику біопрепаратом МікоФренд в нормі витрати 6 л/т врожайність насіння соняшнику була вищою на 0,24-0,3 т/га ніж на конт-рольних ділянках [10];

- застосування біодобрива Байкал ЕМ-1 при вирощуванні соняшнику в зоні південного Степу України з нормою 20 л/га за два тижні до сівби призвело до збільшення його врожайності на 0,4-0,5 т/га [11];

- використання комплексу біофунгіцидів (Фітодоктор + Триходермін) має важливу роль в прирості врожайності соняшнику та сприяло захисту його рослин від листостеблових хвороб [12].

Постановка завдання

Мета статті - визначення особливостей вирощування екологічно чистого кондитерського соняшнику. Методи досліджень - аналітич-ний, структурного синтезу, польового досліду, експериментальний.

Виклад основного матеріалу дослідження

Зміни клімату та коливання погодних умов зворотно віддзеркалюються на виробництві сільськогосподарської про-дукції та ринковій кон'юнктурі [8]. Клімат Степової зони України цілком відпо-відає вирощуванню кондитерського соняшнику. Саме з цієї причини енергетичні витрати на адаптаційні та переадаптаційні процеси у кондитерського соняшнику є мінімальними, що забезпечує високі ймовірні показники мінімізації зменшення врожаю. Виходячи з цього, кліматичні умови Степової та навіть Лісостепової зони дають можливість забезпечити біологічну потребу рослин кондитерського соняш-нику у теплових ресурсах у період посів - повна стиглість для сортів і гібридів від скоростиглої до пізньостиглої груп стиглості. Разом з тим, погодні умови конкрет-ного року є важливим фактором, який модифікує продукційні процеси та у комп-лексі з іншими агротехнічними прийомами значно впливають на поширеність та розвиток хвороб, чисельність шкідників та їх шкідливість на посівах соняшнику.

Степова зона України відноситься до регіону з підвищеною активністю шкід-ливих об'єктів при великій різноманітності їх видів (більше 130). Це зумовлено не тільки багаточисельністю видів диких рослин, але й значною відмінністю ґрунто-вих умов на невеликій території поля або господарства [13]. М'яка та нетривала зима, широка мережа лісозахисних насаджень, природних лісів сприяють задо-вільному збереженню шкідників та збудників хвороб, у тому числі кондитерського соняшнику. Посіви цієї культури фітосанітарно є більш вразливими через необ-ґрунтовано вузьку спеціалізацію, відмову від сівозмін; широке вирощування гене-тично однорідних сортів та гібридів сільськогосподарських рослин. При цьому дуже висока частка олійних культур з перевагою соняшнику. Така концентрація посівів привертає до частих спалахів популяцій шкідливих комах та епіфітотій-ному розвитку хвороб. Часто мінлива погода посилює ці процеси. Ці причини потребують використання біологічного методу захисту рослин. екологічний кондитерський соняшник біологічний

Важливо і зростання інтересу громадськості не тільки до охорони навколиш-нього середовища та об'єктивна оцінка екологічних наслідків застосування пести-цидів, але головним чином гострий дефіцит продукції кондитерського соняшнику з екологічно чистої сировини.

У технології вирощування соняшнику некерованість потоками ринку його насіння призводить до підвищення інфікованості насіння, перерозподілу пріо-ритетів у видовому складі насіннєвої мікрофлори та безперешкодному поши-ренню збудників хвороб на посівах кондитерського соняшнику. У зв'язку з цим посів необхідно проводити тільки протруєним насіннєвим матеріалом, на основі результатів фітоекспертизи насіння - цей захід дозволяє запобігти первинному інфікуванню. Однак одним протруюванням насіння часто не обійтися. Насіннє-вий матеріал соняшнику надходить у господарства вже обробленим проти шкід-ників та хвороб, але не завжди ця обробка відповідає встановленим стандартам, що підтверджується розвитком хвороб та, особливо, ушкодженнями шкідниками на ранніх стадіях розвитку.

На підставі наших багаторічних досліджень хвороб сільськогосподарських культур, у тому числі кондитерського соняшнику, визначено, що формування патогенної флори рослин пов'язано з мінливістю мікроорганізмів. Внаслідок зміни їхньої вірулентності виникають нові форми прояву вже відомих хвороб. Встановлено, що найбільш широкого практичного використання серед анта-гоністів набули гриби із родів Trichoderma, Trichothecium, променисті гриби (Actinomyces sp.), бактерії (Pseudomonas aurefaciens, Bacillus subtilis та ін.) та про-дукти їх життєдіяльності.

В останні роки створено високопродуктивні сорти і, особливо, гібриди конди-терського соняшнику, які в силу гомозиготності не мають комплексної стійкості до різних захворювань, гірше пристосовані до хімічного захисту. Тому для них, як показали наші п'ятирічні дослідження, особливо важливим та необхідним є використання препаратів на основі активних штамів грибів-антагоністів роду Trichoderma, Bacillus subtilis, Penicillium та ін. Вони здатні пригнічувати розви-ток широкого спектру фітопатогенних грибів та синтезувати фізіологічно активні метаболіти. Дослідженнями встановлено, що під їх впливом інфекційний фон у посівах цієї культури зменшувався на 40-70 % та у чотирьох з п'яти років був на рівні, який склався при використанні таких загальновідомих хімічних фунгіцидів як Екстра, СК, Хорус ВДГ, Танос та Піктор.

Не менш обнадійливі та стабільніші результати отримано при застосуванні лінійки препаратів торгової марки Хелафіт і особливо Хелафіт органік, який з огляду на свою багатокомпонентність контролює значний спектр імуностимулю-ючих процесів, що забезпечує комплексну стійкість і до хвороб [14]. Препарат Хелафіт органік сертифіковано в органічному землеробстві (сертифікат «Орга-нік Стандарт» № 15-3012-01) як добриво, фунгіцид та стимулятор росту [15]. Він захищає рослини від комплексу збудників хвороб - вірусних, бактеріальних та грибних. У складі цього препарату крім мікроелементів, коректорів імунітету, є йод і комплекс амінокислот. Термін дії обробки Хелафітом становить 25-30 днів. При звичайному фунгіцидному обробленні - 14 днів. При цьому дозу фунгіцидів можна зменшити на 30-50 %. Ефективність цього препарату у порівняні з мікробі-ологічними три роки з п'яти до була вище, а два роки була на одному рівні. Більш того, у ці два роки інфекційний фон був достатньо низьким. Таким чином, вико-ристання препаратів лінійки Хелафит є економічно, та екологічно обґрунтованим. Більш того, при вегетаційних обробках крупність насіння зростала на 7-9 %, що є особливим для кондитерського соняшника. Спостерігається поліпшення якості вирощеної сільськогосподарської продукції та підвищення загального обсягу вро-жаю. Здійснюється зміцнення імунітету рослин, з метою підтримання стійкості несприятливим факторам, таким як посухи або хвороби [16].

Дослідженнями встановлено, що присутність препарату Хелафит органік у складі протруйника стимулює процеси проростання насіння, формування імунітету рослин та сприяє підвищенню врожайності до 1,5-2 ц/га. Проте у складі робочої рідини необхідно додатково посилити триходермою та баци-лярними препаратами (на основі штаму D-24) для придушення бактеріальної, грибної та вірусної інфекції на соняшнику. Разом з тим, використання препа-ратів Хелафіт насіння та Хелафіт комбі має деякі переваги у порівняні з пре-паратом Хелафит органік, але ці препарати рекомендовані для звичайного землеробства.

Важливим аспектом підвищення ефективності отримання екологічно чистого кондитерського соняшнику є управління його вирощуванням, використовуючи при цьому інтелектуальні інформаційні технології на основі онтологій, створю-ючи при цьому базу знань із застосуванням досвіду фахівців та сучасних про-грамних засобів для підтримки прийняття рішень в умовах невизначеності. Відомі дослідження щодо управління знаннями експертів, здатних надати вказівки для діагностики та профілактики комах-шкідників, зокрема, базована на онтоло-гії система підтримки прийняття рішень для боротьби з комахами-шкідниками цукрової тростини, рису, сої та какао [17].

Так, онтологію вирощування екологічно чистого соняшнику OVS представ-лено у вигляді [18]:

OVS = <--A, B, C-->, (1)

де A - скінченна непорожня множина концептів предметної галузі (агробіоценоз, ґрунтово-кліматичні умови, хвороби, шкідники, біологічні препарати та кількість обробок препаратами); B - скінченна множина співвідношень між концептами; C - скінченна множина функцій інтерпретації, визначених на множині концептів та/або співвідношень онтології предметної галузі.

Висновки і пропозиції

Визначено, що:

- кліматичні умови Степової зони України відповідають формуванню повно-цінних врожаїв кондитерського соняшнику;

- збільшення виробництва кондитерського соняшнику є доцільним як для внутрішнього ринку, так і для експорту;

- вирощування екологічно чистого кондитерського соняшнику необхідно проводити із використанням біологічних препаратів;

- використання препаратів торгової марки Хелафіт (Хелафіт органік та Хела-фіт насіння) забезпечує найбільш ефективне збільшення продукційних процесів та стабілізацію імунітету цієї культури.

Перспективами подальших досліджень є розроблення нових прийомів збіль-шення продуктивності та імунітету агробіоценозів кондитерського соняшнику та розроблення інтелектуальних систем підтримки прийняття рішень на основі онтологій, що інтегрують знання про особливості вирощування у конкретному агробіоценозі, враховуючи кліматичні умови, аналіз ґрунту, наявність хвороб та шкідників, кількість обробок біологічними препаратами.

Список використаної літератури

1. Melnyk, A., Akuaku, J., Makarchuk, A. State and prospects of sunflower pro-duction in Ukraine. Agro for International Journal. 2017 № 2. 3. Р. 116-123.

2. Hladni, N., Miladinoviж, D. Confectionery sunflower breeding and supply chain in Eastern Europe. Oilseeds and fats, Crops and Lipids. 2019 № 26. 29. 9.

3. Леонова Н., Андрієнко В. Соняшник для кондитерської галузі: нові пер-спективи. Агробізнес Сьогодні. 2020.

4. Pilorgй, E. Sunflower in the global vegetable oil system: situation, specificities, and perspectives. Oilseeds and fats, Crops and Lipids. 2020. № 27. 34. 1-11.

5. Макляк К., Коркодола М. Агротехнічні заходи вирощування кондитер-ського соняшнику. Агрономія сьогодні. 2023.

6. Перевалов Л. І., Фадєєв Л. В., Тимченко В. К., Д'яченко М. В. Технологічні аспекти одержання високоякісного ядра соняшнику для кондитерської промисло-вості. Вісник Національного Технічного Університету «ХПІ». 2020. № 5 (1359). С. 51-55.

7. ДСТУ 7011:2009. Соняшник. Технічні умови. [Чинний від 2010.01.01] Київ. Держспоживстандарт України. 2010. 11 с. (Інформація та документація).

8. Гончарук І. В., Ковальчук С. Я., Цицюра Я. Г., Лутковська С. М. Динамічні процеси розвитку органічного виробництва в Україні: монографія. Вінниця : ТОВ Твори, 2020. 478 с.

9. Комок М. Біологічні засоби для органічного виробництва. Агрономія Сьо-годні. 30.01.2017.

10. Шкатула Ю.М. Вплив біологічних препаратів на продуктивність соняш-нику. The scientific heritage (Budapest, Hungary), 2020. № 44. Р. 17-23.

11. Кохан А.В. Екологічно чиста технологія вирощування соняшнику. Науково-технічний бюллетень інституту олійних культур НААН. 2011. № 16. С. 108-111.

12. Комок М. Як збільшити врожайність соняшнику, додавши в обробку біопрепарати. Агродовідник. 2020.

13. Кохан А.В. Біодобрива в технології вирощування соняшнику. Бюлетень Інституту зернового господарства НААН України. 2010. № 39. С. 121-123.

14. Гармашов В., Ходорчук В., Баркар В. и др. Стресс, иммунитет и про-дуктивность растений. Аграрний тиждень. Україна. 2017. № 4 (318). С. 47-49.

15. Гавран І., Прокіпець С., Єзерковська Л. та ін. Перелік допоміжних продук-тів та методів дозволених для використання в органічному виробництві з врахуван-ням вимог органічних стандартів Європейського Союзу. Київ: ТОВ «Органік Стан-дарт», 2022. 172 c.

16. Аверчев О. В. , Нікітенко М. П. Біологічні методи боротьби з хворобами на посівах проса. International scientific journal GRAIL OF SCIENCE, № 1 (February, 2021) с. 176-179.

17. Lagos-Ortiz, K., Medina-Moreira, J., Morбn-Castro, C. et. al. An Ontology-Based Decision Support System for Insect Pest Control in Crops. 4th International Conference, Guayaquil, Ecuador, November 6-9, 2018,

18. Піднебесна Г. А. Онтології та їх значення для розвитку сучасних інформаційних технологій. Індуктивне моделювання складних систем. Збірник наукових праць. Київ : МННЦ ІТС НАН та МОН України, 2017. Вип. 9. С. 174-187

Размещено на Allbest.ru