Мікобіота та якість зерна пшениці озимої залежно від системи захисту в умовах Північно-Східного Лісостепу України

Abstract

Дослідження проведено в умовах Північно-Східного Лісостепу України на базі Сумського національного аграрного університету в типових агроекологічних умовах. У польовому досліді передбачено шість варіантів ділянок, з використанням контролю, хімічної та органічної систем захисту, що забезпечило об’єктивне порівняння їх впливу на ураженість рослин патогенами, структуру врожаю та фітосанітарний стан. Лабораторні дослідження включали стандартні мікологічні методики: висів насіння на картопляно-глюкозний агар, морфологічну ідентифікацію ізольованих культур. Застосування комплексу хімічних і біологічних препаратів дозволило всебічно оцінити їх вплив на мікобіоту насіння. Методологія досліджень поєднувала морфометричні, мікробіологічні та статистичні методи, що забезпечило достовірність висновків щодо впливу засобів захисту на видовий склад мікобіоти, проростання насіння та продуктивність рослин. У дослідженні охарактеризовано склад мікобіоти насіння озимої пшениці, вирощеної в умовах Північно-Східного Лісостепу України в продовж 2022–2024 років. Установлено видовий склад грибів, серед яких постійно виявляли A. tenuissima, Penicillium spp., F. oxysporum, Mucor spp., що свідчить про їх сталу присутність в агроекосистемі регіону. У різні роки додатково ідентифікували M. sitophila, A. oryzae, A. arundinis, Trichoderma spp., A. pullulans та A. infectoria, що свідчить про змінність мікобіоти від метеоумов вегетації пшениці. Найбільш численним і стабільним видом упродовж усього періоду спостережень залишався A. tenuissima, що підтверджує його високу адаптивність до змін погодних умов. Другим за чисельністю був F. oxysporum, кількість якого значно варіювала між роками, що свідчить про його чутливість до метеорологічних факторів. Статистичний аналіз підтвердив істотний вплив погодних умов на динаміку чисельності основних представників мікобіоти. Мікобіота насіння пшениці озимої, вирощеної в умовах Північно-Східного Лісостепу України, відзначається значним видовим різноманіттям і функціональною неоднорідністю. Домінуючі види, можуть виконувати різні функції, такі як сапрофітні A. tenuissima або патогенні F. oxysporum, що негативно позначається на якості насіннєвого матеріалу. Особливу небезпеку становить F. oxysporum, оскільки він здатен продукувати мікотоксини. Водночас виявлення антагоністичних мікроміцетів, таких як Trichoderma spp., свідчить про наявність у складі мікобіоти елементів, здатних пригнічувати розвиток фітопатогенів і сприяти збереженню мікробіологічної рівноваги в агроценозі. Загалом мікобіота насіння озимої пшениці у досліджуваному регіоні відзначається видовою різноманітністю, мінливістю залежно від року та функціональною неоднорідністю, що обумовлює її вагому роль у формуванні фітосанітарного стану агроценозу. Система захисту має істотний вплив на склад мікобіоти насіння озимої пшениці. За результатами трирічного дослідження (2022–2024 рр.), проведеного в умовах Північно-Східного Лісостепу України, встановлено, що видовий склад та структура мікобіоти насіння змінювалися залежно від сорту, погодних умов кожного року та застосованої системи захисту. Попри ці чинники, домінуючим залишався A. tenuissima, що свідчить про його високу екологічну пластичність та адаптивність до різних умов вирощування. Найбільша кількість колоній цього виду зафіксована у 2024 році, зокрема у контрольному варіанті без захисту: для сорту Аліот — 80,3%, для сорту Еміл — 76,9%. Порівняльний аналіз ефективності хімічної та органічної систем захисту показав перевагу хімічної: вона забезпечувала більш суттєве зниження чисельності грибів, зокрема A. tenuissima та F. oxysporum. Водночас обидві системи сприяли зростанню Penicillium spp. у мікобіоті насіння, особливо сорту Еміл при хімічному захисті (до 39,6% у 2022 році), що впливало на ріст проростків. Сорт Аліот загалом виявився більш стабільним до змін у складі мікобіоти порівняно з Еміл. Вивчення динаміки окремих видів показало варіабельність F. oxysporum залежно від захисту: його чисельність зменшувалась у хімічному варіанті, але зростала в органічному, зокрема у мікобіоті насіння сорту Еміл. Також у 2022 році виявлено F. sporotrichioides та Curvularia spp., які з’являлися лише в окремих варіантах хімічного захисту. Дослідження впливу біологічних та хімічних протруйників на мікобіоту насіння показали, що хімічні засоби ефективно елімінують A. tenuissima і пригнічують більшість грибів, але водночас сприяють появі бактеріальних колоній. Біологічні препарати менш агресивні щодо патогенів, натомість сприяють зростанню інших видів, як Mucor spp. і A. oryzae. Найбільші зміни мікобіоти насіння фіксувалися при застосуванні Тебузан Ультра, F.C.S. Установлено, що застосування хімічних протруйників сприяє зниженню чисельності мікроорганізмів у ґрунтовому середовищі, зокрема грибів і бактерій. Найбільш значне зниження чисельності продемонстрував препарат Селест Топ 312.5, FS, TH, за дії якого чисельність грибів зменшилася до 3,8×10⁵ колоній, а бактерій — до 0,9×10⁸, що суттєво нижче від контрольного варіанта (10,6×10⁵ грибів і 1,6×10⁸ бактерій відповідно). На відміну від хімічних засобів, біологічні препарати сприяли збереженню мікробіологічної рівноваги в ґрунті, зокрема шляхом підвищення кількості бактерій. Максимальне зростання чисельності мікроорганізмів спостерігалося при використанні препарату на основі Bacillus megaterium, що зумовило підвищення чисельності грибів до 13,5×10⁵ колоній і бактерій — до 5,9×10⁸. У результаті дослідження встановлено, що більшість хімічних препаратів чинять пригнічувальний вплив на ріст проростків озимої пшениці. Водночас винятком став препарат Рекорд, F.C.S., який, навпаки, стимулював розвиток проростків, забезпечивши їх подовження на 11,92 см, що перевищувало показник контрольного варіанта (10,72 см). Застосування біологічних препаратів без винятків сприяло активізації ростових процесів, що проявлялося у збільшенні цього показника у діапазоні від 11,16 см до 13,59 см. За дослідження впливу органічної та хімічної систем захисту на формування елементів структури врожайності, біологічну врожайність та якість зерна пшениці озимої, встановлено, що сорти Аліот та Еміл упродовж 2022–2024 років демонстрували варіативну реакцію на застосовані технології захисту залежно від року та погодних умов, проте найбільшу стабільність продуктивності та якості виявляв сорт Аліот. Для сорту Аліот у 2022 році найвища біологічна врожайність (10,1 т/га) була зафіксована при застосуванні хімічної системи захисту завдяки зростанню кількості продуктивних стебел. У 2023–2024 роках хімічний захист забезпечував вищу масу 1000 насінин (58,5 г у 2023 р. і 40,6 г у 2024 р.) і врожайність (до 8,0 т/га). Хоча структура колосу дещо погіршувалася (зменшення довжини, маси та кількості насінин), зростання кількості продуктивних стебел компенсувало ці втрати. Органічна система у досліджувані роки знижувала кількісні показники структури врожаю. Сорт Еміл у 2022 році також позитивно реагував на хімічний захист (урожайність 8,3 т/га), а у 2023 році обидві системи покращували урожайність порівняно з контролем. У 2024 році хімічний варіант залишався ефективнішим (4,6 т/га проти 3,6 т/га у контролі). За три роки хімічна система забезпечувала найвищі показники врожайності, довжини та маси колосу, кількості насінин і продуктивних стебел (до 6,5 т/га), тоді як органічна система позитивно впливала тільки на масу 1000 насінин. У результаті дослідження якісних показників зерна пшениці озимої, встановлено суттєвий вплив систем захисту. Так, у 2022 році сорт Аліот продемонстрував найвищий вміст білка (12,3%) і клейковини (21,9%) у контрольному варіанті. Проте впродовж 2023–2024 років найвищі показники якості спостерігалися за застосування органічної системи захисту, де вміст клейковини досягав 24,55%, а білка — 13,17%. Для сорту Еміл органічна система захисту стабільно забезпечувала вищу якість зерна з максимальним вмістом клейковини 23,4% і білка 12,74%. Натомість застосування хімічної системи у більшості випадків не сприяло покращенню якісних показників, а в окремих випадках зумовлювало їх зниження. У середньому за три роки органічна система вирощування забезпечувала найкращу якість зерна для обох сортів (до 12,57% білка і 22,97% клейковини), тоді як хімічна система знижувала якість, особливо у сорту Аліот. Вологість зерна залишалась стабільною у межах 11,9–12,2%. Таким чином, сорт Еміл показав більш чутливу реакцію на системи захисту, тоді як сорт Аліот відзначився більшою стабільністю, продуктивністю та якістю зерна, що свідчить про його високу адаптивність до агроекологічних умов Північно-Східного Лісостепу України.