автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Процессы получения нанодисперсных тугоплавких неметаллических соединений и металлов методом электрического взрыва проводников

На правах рукописи

ТЕПЛЯКОВ Борис Иванович

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЗАЩИТЫ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ОТ БОЛЕЗНЕЙ НА ЧЕРНОЗЁМАХ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

03.00.16 - экология 06.01.11—защита растений

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора сельскохозяйственных наук

Новосибирск - 2006

Работа выполнена в лаборатории фитопатологии (1971 — 1992 гг.) и в лаборатории защиты зерновых культур и картофеля (1992 - 2003 гг.) ГНУ Сибирский научно-исследовательский институт земледелия и химизации сельского хозяйства (ГНУ СибНИИЗХим) СО РАСХН в 1974 - 2003 гг.

Научный консультант доктор биологических наук, профессор

Власенко Наталия Григорьевна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, академик РАСХН Захаренко Владимир Андреевич

доктор биологических наук, профессор Осинцева Любовь Анатольевна

доктор биологических наук, профессор Полонская Джанна Елизаровна

Ведущая организация — Самарская государственная сельскохозяйственная академия

Зашита состоится « Н> .» ¿¿М/ГЛ 2006 г. в «(б » час. на заседании диссертационного совета Д 220.048.02 при Новосибирском государственном аграрном университете (630039, г. Новосибирск, 39, ул. Добролюбова, 160, тел. (383) 267-05-10, факс (383) 267-32-14).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан « » (//./ЗЛ^-_2006 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Широких П.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В связи с упрощением структуры агробиоце-нозов, а, следовательно, уменьшением их стабильности и способности к саморегуляции, борьба с болезнями растений приобретает качественно новый смысл. Высокая вирулентность патогенов и восприимчивость растений, наблюдаемые при эпифитотиях, являются следствием искусственного нарушения природного баланса. При этом разрушение сбалансированности и стабильности агробиоценозов оказывается, в конечном счёте «выгодным» прежде всего многим видам патогенов. Чем интенсивнее ведётся сельскохозяйственное производство, тем неизбежнее приходится ориентироваться на активно регулируемые экосистемы посевов (Поляков, 1976).

Тот факт, что многократное увеличение объёмов применения пестицидов за последнее время не привело к существенному сокращению потерь урожая от вредных видов, указывает на проблематичность попыток компенсировать нарушение адаптивности агроэкосистем за счёт использования всё возрастающего количества «искусственной» энергии (Жученко, 1980). Совершенствование дальнейшего направления в защите растений должно основываться на принципиально новой теоретической базе, которая рассматривает полевое растительное сообщество как сложную систему взаимодействующих биокомпонентов. Борьба с болезнями рассматривается как часть управления всей агроэкосисте-мой, специфичной для каждой почвенно-климатической зоны. При этом устойчивость посевов сельскохозяйственных культур обеспечивается с учётом особенностей конкретных экологических условий. В основе новой стратегии борьбы с болезнями лежит интегрированная защита растений, основными составляющими компонентами которой наряду с химическими, биологическими методами борьбы выступают широкое использование устойчивых сортов, комплекс агротехнических, технологических и ряд других мероприятий.

В связи с этим встаёт вопрос о разработке надёжной системы защиты растений от болезней. Система защиты должна быть экологически адаптированной, то есть учитывать особенности развития культуры и патогена в конкретных агроэкологических условиях, реакцию растений на лимитирующие урожайность факторы и использовать, по возможности, экологически безопасные приёмы снижения их вредоносности. Она должна строиться на основе обоснованной стратегии, на умении воздействовать на агроценоз методами, безопасными для людей и окружающей среды, при рациональном использовании энергетических и материальных затрат. Разработка систем такого рода для возделывания в лесостепи Западной Сибири яровой пшеницы является весьма актуальной задачей. Связано это, прежде всего, с тем, что данная культура занимает ведущее место среди зерновых культур в регионе. Причем, в современных экономических условиях, осуществление фитосанитарного благополучия средствами защиты растений целесообразно вести не через внедрение самостоятельных систем интегрированной защиты растений, а путем включения фитосани-

тарных мер защиты в технологию выращивания культуры с учетом местных условий при обязательной количественной оценке роли вредного вида.

Цель работы. Обосновать принципы формирования интегрированной защиты яровой пшеницы от болезней, адаптированной к агроэкологическим фитосанитарным и хазяйственно-экономическим условиям выращивания в лесостепной зоне Западной Сибири, обеспечивающей получение высокого урожая при снижении уровня пестицидпой нагрузки. Задачи исследований: •

• выявить роль степени заселённости почвы основным возбудителем обыкновенной корневой гнили й/ро/ага хогокШапа БИоет. в развитии и вредоносности болезни;

• обосновать допустимый уровень заселённости почвы конидиями В. гокШапа\

• дать оценку влияния разных звеньев агрокомплекса на развитие болезней у различных сортов яровой пшеницы;

• определить наиболее рациональные параметры применения фунгицидов для оптимизации фитосанитарного состояния относительно болезней в агроценозе яровой пшеницы, оказывающих минимальное отрицательное воздействие на окружающую среду;

• обосновать основные направления экологизации защиты яровой пшеницы от болезней в условиях лесостепи Западной Сибири.

В основу диссертации положены материалы научных исследований, выполненных лично автором и совместно с другими исследователями в ГНУ СибНИИЗХим, согласно государственным программам Россельхозакадемии: по проблеме 051.05 «Разработать и внедрить интегрированные системы защиты сельскохозяйственных культур от болезней в условиях интенсивных технологий возделывания растений в целях снижения потерь урожая, повышения его качества и охраны окружающей среды»; по заданиям: 01.Н1 «Усовершенствовать методики прогнозирования динамики популяций и сигнализации сроков проведения защитных мер», 04.01.Н1 «Провести государственные испытания новых химических средств защиты растений и определить условия их применения в интегрированной защите зерновых и других сельскохозяйственных культур, в том числе в условиях хранения», 10.03 «Разработать экологически безопасные системы защиты зерновых культур от болезней и вредителей для биологического и интенсивного земледелия в северной лесостепи Приобья», 01.09.Н5 «Усовершенствовать отдельные агротехнические и химические приёмы защиты зерновых культур от болезней и вредителей на основе контроля фитосанитарного состояния посевов в агроцепозах», 01.09.Н8 «Разработать на основе фитосанитарного мониторинга различные уровни защиты зерновых культур против комплекса вредных организмов» и 04.01.Н (05.01) «Обосновать принципы формирования защиты сельскохозяйственных культур от вредителей, болезней и сорняков, адаптированной к агроэкологическим, фитосанитарным и хозяйственно-экономическим условиям Западной Сибири»; по теме 0.51.228.63 «Разработать систему мероприятий по борьбе с корневыми гнилями зерновых куль-

тур в Сибири»; по проекту ГКНТ-2-256 «Разработать модели экологически безопасной интегрированной защиты основных сельскохозяйственных культур от вредителей, болезней и сорняков и дать эколого-экономическую оценку в различных почвенно-климатических зонах Сибири» и Министерства науки и технологии РФ «Генотипы растений, сочетающие продуктивность, средообра-зующую функцию и устойчивость к жестким почвенно-климатическим режимам Сибири, Урала и Крайнего Севера»

Защищаемые положения:

1. Уровень заселённости почвы В. БоткШапа - экологический фактор, определяющий интенсивность инфекционного и эпифитотического процессов обыкновенной корневой гнили яровой пшеницы и её вредоносность в лесостепи Западной Сибири.

2. Подходы прогнозирования развития и вредоносности корневой гнили, организации рациональных мер борьбы с ней на основе фитопатологического картирования.

3. Система приёмов рационального использования фунгицидов для оптимизации фитосанитарной обстановки в агроценозе яровой пшеницы относительно болезней.

4. Концепция построения стратегии и тактики защитных мероприятий, обеспечивающих экономически рациональную защиту яровой пшеницы от болезней и снижение фунгицидной нагрузки на агроценоз

Научная новизна. Разная степень заселённости почвы В. ьогокМапа определяет динамику развития и вредоносность обыкновенной корневой гнили яровой пшеницы. Впервые установлена пороговая численность патогена, при которой целесообразно проведение мер борьбы с болезнью в лесостепи Западной Сибири. Разработаны основные принципы оптимизации и экологизации защиты яровой пшеницы от корневой гнили.

На основании изучения закономерностей развития и вредоносности аэрогенных инфекций в лесостепи Западной Сибири дано обоснование сроков и кратности применения фунгицидов в агроценозе яровой пшеницы с целью возможности снижения фунгицидной нагрузки на агроэкосистему.

Выявлен адаптивный потенциал сортов яровой пшеницы по отношению к болезням, позволяющий экономически эффективно применять фунгициды.

Разработаны основы системы оптимизации фитосанитарного состояния посевов относительно болезней в агроценозе яровой пшеницы при разных уровнях интенсификации возделывания культуры, позволяющие снизить потери урожая от инфекций и минимизировать негативное влияние фунгицидов на агроэкосистему.

Практическая ценность и реализация результатов исследований.

Разработан метод определения уровня заселённости почвы возбудителем обыкновенной корневой гнили при массовом фитопатологическом обследовании полей, утверждённый на НТС производственного управления сельского хозяйства Новосибирского облисполкома (протокол № 37 от 1 сентября 1981 г.). Разработана и рекомендована к применению методика составления фитопатологиче-

ских почвенных картограмм по заселённости В. зогокШапа с целью прогнозирования вредоносности обыкновенной корневой гнили и рациональной организации мер борьбы с ней, которая была апробирована в хозяйствах Новосибирской, Кемеровской, Омской областей и Алтайского края. Оценка эффективности сроков и кратности применения фунгицидов и их баковых смесей позволила дать рекомендации по рациональной защите яровой пшеницы от аэрогенных инфекций, снижающей пестицндную нагрузку на агроценоз. Разработана и апробирована система оптимизации фитосанитарного состояния посевов яровой пшеницы для разных уровней интенсификации земледелия.

Результаты работы явились основой для рекомендаций «Составление фи-топатологических почвенных картограмм в Кемеровской области» (1985), «Составление и применение фитопатологичсских почвенных картограмм [ФПК] по заселённости почв возбудителем гельминтоспориозной корневой гнили зерновых культур» (1987), «Баковые смеси фунгицидов против листостеблевых инфекций яровой пшеницы» (1990), «Сроки применения фунгицидов против листостеблевых инфекций при интенсивной технологии возделывания яровой пшеницы» (1990), «Система оптимизации фитосанитарного состояния посевов яровой пшеницы» (1994).

Апробация работы и публикация результатов исследовании. Результаты исследований докладывались на научной конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов Новосибирского сельскохозяйственного института, г. Новосибирск (1975 г.); на совещании фитопатологов Сибири и Дальнего Востока, г. Новосибирск (1977 г.); на симпозиуме «Исследование агротехнического метода в защите полевых культур от вредителей, болезней и сорняков», г. Воронеж (1979 г.); на научной конференции молодых учёных СО ВАСХНИЛ, г. Новосибирск (1980г.); на Всесоюзном совещании «Экологические (эпифитотиологические) основы защиты растений от болезней», г. Новосибирск (1990 г.); на Всероссийском съезде по защите растений «Защита растений в условиях реформирования агропромышленного комплекса: экономика, эффективность, экологичность», г. Санкт-Петербург (1995 г.); на юбил'ейной региональной научно-практической конференции «Проблемы АПК в условиях рыночной экономики», г. Новосибирск (1996 г.); на научно-практической конференции «Проблемы сельскохозяйственной экологии», г. Новосибирск (1999 г.), учёных советах СибНИИЗХим, а также на ежегодных областных и районных совещаниях с демонстрацией полевых опытов.

По теме диссертации опубликовано 51 работа, в том числе 1 монография. В реферируемых журналах опубликовано 12 научных работ.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа изложена на 275 страницах машинописного текста и состоит из введения, 5 глав, выводов, предложений производству, списка использованной литературы, включающего 541 наименование, в том числе 122 — на иностранных языках, приложения. Работа иллюстрирована 51 таблицей и 36 рисунками.

Выражаю глубокую благодарность научному консультанту доктору биологических наук, профессору Н.Г. Власенко, директору ГНУ СибНИИЗХим

академику РАСХН А.Н. Власенко, всем сотрудникам лаборатории интегрированной защиты зерновых культур и картофеля за помощь и поддержку при выполнении данной работы. Особую признательность выражаю доктору сельскохозяйственных наук, профессору, Заслуженному деятелю науки РФ В.А. Чул-киной, под руководством которой в период с 1974 г. по 1991 г. проводились научные исследования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Защита яровой пшеницы от болезней: состояние и перспективы

В современных условиях сельскохозяйственного производства в России, защита яровой пшеницы от болезней должна строиться на принципах интегрированной защиты растений (Фадеев, Новожилов, 1984; Поляков, 1987; Гулий, Меняйло, 1989; Самерсов, 1989; Буга, 1990; Захаренко, 1990; Левитин и др., 1999). Исходя из этого, оптимизация защитных мероприятий против болезней на яровой пшенице должна обеспечить такие сочетания различных методов, при которых достигается их высокая эффективность и рентабельность с максимальным использованием природных факторов ограничения развития и распространения фитопатогенов. Реальной моделью интегрированной защиты яровой пшеницы от болезней может стать такая, в которой предусматриваются: использование агротехнических приемов профилактики или подавления развития болезней (Голышин, 1984; Чулкина, Чулкин, 1995); приемов, сохраняющих и активизирующих деятельность полезных микроорганизмов (Титаев, 1984; Кондыбин, 1991; Надыкта, 1999; Захаренко, 1999; Новикова, 2005); выращивание иммунных сортов (Шпаар, 1994; Вилкова, 2000; Захаренко, 2000; Шпаар и др., 2003); применение новых, более экологически безопасных химических средств защиты на основе объективной оценки ожидаемого развития болезни и уровня экономического ущерба (Фадеев, Новожилов, 1985; Буров и др., 1999; Тютерев, 2000; Захаренко, 2000, 2003; Сухорученко, 2001). Конечной целью интегрированной защиты растений является управление агроэкосистемами, но для её успешного достижения требуется тщательный анализ связей между системами организмов, составляющими агроценоз. Поэтому необходимы разносторонние исследования, направленные на вскрытие механизмов изменения развития и распространения фитопатогенов, их вредоносности.

2. Объекты, условия и методы проведения исследований

Объектами исследований служили районированные и перспективные сорта яровой пшеницы и её болезни; обыкновенная корневая гниль, мучнистая роса, бурая ржавчина, септориоз.

Основные полевые исследования (1974 — 2003 гг.) проводили на полях стационаров СибНИИЗХим (ОПХ «Элитное», Новосибирская область). Почвенный покров стационаров представлен среднесуглинистым выщелоченным

черноземом средней мощности. Содержание гумуса в слое 0 — 30 см около 5 %, общего азота - 0,34 %, валового фосфора 0,30 %, подвижного фосфора по Чи-рикову - 29, калия - 13 мг/100 г почвы, рН = 6,7- 6,8.

Период проведения исследований охватил всё многообразие гидротермических условий. По типу увлажнения восемь лет из двадцати (1974, 1977, 1978, 1986, 1990, 1992, 1995 и 2002 гг.) были близки к среднемноголетним значениям, четыре вегетационных периода (1976, 1985, 1993 и 2001 гг.) - с избыточным увлажнением. Засушливыми были 8 лет (1975, 1979, 1987, 1988, 1989,.1991, 1994, 2003 гг.), 3 из них (1989, 1991 и 2003 гг.) - острозасушливыми.

Задачи исследований были реализованы в вегетационно-полевых и серии одиофакторных и многофакторных полевых экспериментов. Схемы опытов составляли согласно требованиям методики полевого опыта (Доспехов, 1979; Опытное дело в полеводстве, 1982).

В полевых опытах все технологические операции при возделывании яровой пшеницы, если они не являлись предметом исследования, выполнялись согласно рекомендациям (Агрономическая тетрадь..., 1986; Интенсивные технологии..., 1986, 1987; Яровая пшеница..., 1988).

Развитие и распространенность обыкновенной корневой гнили определяли по методике СибНИИЗХим дифференцированно по органам (Чулкина, 1972,

1973), аэрогенных инфекций - по универсальным шкалам (Практические рекомендации..., 1988). Учёт численности конидий гриба Шро1апв зогоктапа ЗИоеш. осуществляли методом флотации (ЬесНг^Иат, СЫпп, 1955), модифицированным в лаборатории фитопатологии СибНИИЗХим (Тырышкин, 1984). Микологический анализ семян проводили на агаризированной среде Чапека (Наумов, 1937), а также использовали метод рулонов (Фирсова, 1955; Хохряков,

1974).

Анализ растительного материала проводили в течение вегетационного периода, используя классификацию этапов органогенеза по Ф.М. Куперман (1973).

Фертильность пыльцы яровой пшеницы определяли с использованием временных ацетокарминовых препаратов по методике З.П. Паушевой (1970). Гистологические исследования растительных тканей на грибную инфекцию проводили с использованием ряда методов, основанных на окраске препарата 0,1%-ным раствором анилинового синего (Михалевская, 1966; Зражевская, 1969; Наумова, 1970; Вго\уппк, 1969).

Учёт полевой всхожести семян, определение воздушно-сухой биомассы и выживаемости растений, структурный анализ урожая проводили общепринятыми методами (Юдин, 1980; Опытное дело в полеводстве, 1982; Практикум по методике..., 1990).

Учёт урожая - сплошной с применением комбайна Сампо - 500. Урожай зерна приводили к 100%-ной чистоте и 14%-ной влажности (ГОСТ 1386.5 - 93).

Технологическая оценка качества зерна яровой пшеницы проводилась в лаборатории биохимии и технологии СибНИИРС и лаборатории массовых анализов СибНИИЗХим по стандартным методикам. Содержание нуклеиновых ки-

слот в зёрнах яровой пшеницы определяли в лаборатории биометода СибНИ-ИЗХим по методу A.C. Спирина (1958) и по цветной реакции (Euler, Hahn, 1964).

Вегетационно-полевые опыты по изучению развития и вредоносности обыкновенной корневой гнили при разной заселённости почвы Bipolaris so-rokiniana Shoem. проводили в 1974 - 1979 гг. на сортах Мильтурум 553, Саратовская 29. Для создания разной степени заселённости почвы В. sorokiniana в целинную или залежную почву вносили разное количество инокулюма, которое обеспечивало нужное содержание конидий гриба в 1 г почвы.

Оценка эффективности протравителей и биопрепаратов против корневой гнили яровой пшеницы изучалась в 1987 - 1995 гг. и 2001 - 2003 гг. В опытах использовали протравители: пентатиурам 50% с.п. (квиптоцен, 30% + тирам, 20%) - 2 кг/т семян; байтан универсал 19,5% с.п. (триадименол, 15% + фубери-дазол, 2,5% + имазалил, 2%) - 2 кг/т семян; витавакс 200ФФ 34% к.в.с. (карбок-син, 17% + тирам, 17%) - 3 л/т семян; раксил 2%с.п. (тебуконазол) - 1,5 кг/т семян; ТМТД 80% с.п. (тирам) - 2 кг/т семян; текто 450, 45% к.с. (тиабендазол) -2 л/т семян. Последние два препарата использовались в баковых смесях протравителей: байтан универсал (1 кг/т) + ТМТД (1 кг/т), байтан универсал + ТМТД + текто (2 кг/т). Эффективность обработки семян биопрепаратами против болезни изучали в опытах 1988 - 1995гг. Применяли биопрепараты: симбионт (1 мл/т), фитолавин (3 кг/т), триходермин (4 кг/т), ризоплан (0,5 л/т). В течение проведения исследований использовали районированные сорта яровой пшеницы: Новосибирская 67, Новосибирская 81, Новосибирская 22, Новосибирская 29, Лютесценс 25. Производственные испытания по сравнительному изучению эффективности протравителей раксил (1,5 кг/т), витавакс 200ФФ (3 л/т), байтан универсал (2 кг/т) на яровой пшенице Новосибирская 67 проводили в 1993 г. в ОПХ «Кочковское» Новосибирской области.

Эффективность фунгицидов против аэрогенных инфекций на яровой пшенице изучали, начиная с 1986 г. В опытах использовали следующие фунгициды: цинеб 80% с.п. с нормой расхода препарата 4 кг/га, поликарбацин 80% с.п. (метирам) - 4 и 5 кг/га, байлетон 25% с.п. (триадимефон) - 0,5 и 1 кг/га, тилт 25% к.э. (пропиконазол) - 0,5 и 1 л/га, фоликур 25% к.э. (тебуконазол) - 1 л/га. В опытах 1986 - 1989 гг. изучали сроки применения фунгицидов против аэрогенных инфекций. Растения яровой пшеницы обрабатывали фунгицидами в различные фазы их развития - флаг-лист, колошение, молочная спелость. Кроме этого изучали эффективность применения фунгицидов при однократной и двукратной обработке растений в разные фазы их развития. В эти же годы определяли эффективность применения против аэрогенных инфекций баковых смесей фунгицидов. Производственные испытания по изучению эффективности фунгицидов байлетон (0,5 кг/га) и фоликур (1 л/га) против аэрогенных инфекций на яровой пшенице Новосибирская 67 проводили в 1993 г. в ОПХ «Кочковское» Новосибирской области.

Изучение влияния основной обработки почвы на развитие корневой гнили проводили в 1991 - 1992 гг. на стационарном многофакторном опыте лабо-

ратории борьбы с сорняками СибНИИЗХим в южной лесостепи (ОПХ «Коч-ковское») и северной лесостепи (ОПХ «Элитное») в пятипольном севообороте (пар - пшеница — пшеница — овёс — пшеница). В обоих стационарах использовали районированный сорт яровой пшеницы Новосибирская 81.

Изучение сроков посева как фактора оптимизации фитосанитарного состояния посевов яровой пшеницы проводили в 1992 - 1995 гг. в двухфакторном полевом опыте (3 х 4) при трёх сроках посева сорта яровой пшеницы Лютес-ценс 25: ранний (с И по 15 мая), средний (с 20 по 25 мая), поздний (с 29 по 31 мая) и 4 вариантах защиты. Повторность опыта четырёхкратная, рендомизация вариантов по блокам. Для создания разных уровней защиты яровой пшеницы использовали биопрепарат ризоплан - 0,5 л/т семян, протравитель витавакс 200 ФФ 34% к.в.с. (карбоксин, 17% + тирам,17%) - 3 л/т семян, фунгициды тилт 25% к.э. (пропиконазол) - 0,5 л/га и фоликур 25% к.э. (тебуконазол) - 1 л/га.

Полевой эксперимент по изучению влияния основных технологических приемов возделывания на болезни яровой пшеницы проводили в полевом многофакторном опыте, построенном по полной схеме (2*2x3*2) в 2001 — 2003 гг. Первый изучаемый фактор - сорт. В опыте использовали среднеранние скороспелые сорта яровой пшеницы Новосибирская 22 и Новосибирская 29, которые возделывали в системе четырёхпольного севооборота: пар — пшеница — пшеница — пшеница. Второй фактор — предшественник. Исследования проводили на второй и третьей культуре после пара. Третий фактор — уровень азотного питания - изучали в трех градациях: 1 - без внесения удобрений; 2- N6o под вторую пшеницу после пара, N90- под третью пшеницу после пара; 3 - N90 под вторую пшеницу после пара, N120 - под третью пшеницу после пара. Аммиачную селитру вносили под предпосевную культивацию. Четвертый фактор - защита растений от болезней — изучался в двух градациях: 1 - контроль (без использования фунгицидов), 2 - протравливание семян + обработка растений фунгицидом в фазе колошения. Для протравливания семян пшеницы применяли системный фунгицид раксил 2% с.п. (тебуконазол) — 1,5 кг/т семян, для обработки растений в период вегетации - фунгицид фоликур 25% к.э. (тебуконазол) - 1 л/га. Опыт закладывали в трёхкратном повторении. Площадь делянки по фактору предшественник - 1036,8 м2, азотное питание - 345,6 м\ сорт - 172,8 м2, защита от болезней - 57,6 м2.

Во всех полевых опытах вредоносность сорной растительности ограничивали, обрабатывая посевы гербицидами с помощью штангового опрыскивателя «Керкитокс».

Биологическую и экономическую эффективность защитных мероприятий рассчитывали по общепринятым методикам (Справочник агронома..., 1990).

Полученные экспериментальные данные обрабатывали методами вариационной статистики, дисперсионного анализа с использованием разработанного в лаборатории математического моделирования СибНИИЗХим пакета прикладных программ СНЕДЕКОР (Сорокин, 1992).

3. Защита яровой пшеницы от корневой гнили

В условиях Сибири обыкновенная корневая гниль относится к числу наиболее вредоносных болезней зерновых культур (Гешеле, 1952; Шевченко, 1970), которая вызывает недобор урожая зерна яровой пшеницы в среднем около 14-15% (Добрецов, 1973; Чулкина, 1973, 1975). Одной из главных причин высокой вредоносности обыкновенной корневой гнили является возросший инфекционный потенциал В. зогокШапа в пахотных почвах. В Западной Сибири пахотные почвы в 14-17 раз сильнее заселены В. вогокМапа, чем их аналоги на целинных и залежных участках (Чулкина, 1976). В результате хлебные злаки постоянно возделываются на инфекционном фоне различной интенсивности. Возбудитель имеет свойство образовывать и выделять в почву большое количество токсических веществ, которые ослабляют растения и делают их более уязвимыми для поражения.

В результате проведенных нами исследований было выяснено, что инфекционный процесс обыкновенной корневой гнили существенно зависит от уровня заселённости почвы В. вогоЫтапа и протекает в течение всего периода вегетации растений (рис. 1).

х"

е: о ю и

Ь-3

80 70 60 50 40 30 20 -10 -0

всходы

кущение

цветение

восковая спелость

Количество конидий гриба в 1 г воздушно-сухой почвы: —•—0-15 —■— 50-60 —а— 200-300

Рис. 1. Динамика развития обыкновенной корневой гнили яровой пшеницы Мильтурум 553 в зависимости от степени заселенности почвы В. ьогокииапа (1974-1976 гг.)

При увеличении заселённости почвы в 5,5 и 25 раз, развитие болезни на растениях яровой пшеницы в конце вегетации возрастало всего лишь в 2,4 и 3,7 раз, то есть не адекватно увеличению заселённости почвы патогеном. При этом максимально возрастало поражение колеоптиле (в 4,4 и 6,3 раза) и минимально - влагалища прикорневых листьев (в 1,6 и 2,5 раза).

Вычленение действия степени заселённости почвы В. яогокшапа и погодных условий на развитие обыкновенной корневой гнили показало, что развитие болезни в целом по растению зависит преимущественно от уровня заселённости почвы патогеном (доля влияния 61,8 %). Влияние погодных условий хотя и было существенным (12,3 %), но заметно слабее. Количественная оценка действия этих факторов на величину развития болезни по органам растения показала (рис. 2), что роль заселённости почвы патогеном по мере продвижения от подземных органов к надземным ослабевает, а роль погодных условий возрастает.

О------------------------------

Первичные Вторичные Эпикотиль Основание

корни корни стебля

□ Инфекционный фон В Погодные условия

Рис. 2. Влияние степени заселенности почвы патогеном (инфекционный фон) и погодных условий на развитие обыкновенной корневой гнили яровой пшеницы Мильтурум 553 (1974-1978 гг.)

В разные годы, при одной и той же заселённости почвы В. зогокШапа развитие болезни в посеве пшеницы имеет различную величину. Интерес представляет тот факт, что при увеличении количества конидий гриба в почве скорость нарастания развития болезни снижается. Подобно развитию болезни её распространённость возрастает с увеличением степени заселённости почвы патогеном. На инфекционном фоне наибольшая скорость распространённости болезни отмечалась в начале вегетации растений. Отсюда следует, что увеличение

численности конидий гриба в почве способствует поражению большего количества растений в единицу времени в начальный период их вегетации.

Увеличение степени заселённости почвы В. ьогокШапа от 10 до 55 и 250 конидий гриба в 1 г почвы отрицательно сказывалось на росте и развитии растений яровой пшеницы. Чем выше степень заселённости почвы, тем меньше сухого вещества накапливали растения к концу вегетации (72 и 69 % от контроля). С увеличением количества конидий гриба в почве сниж&тась все показатели элементов структуры урожая яровой пшеницы, а это предопределяло снижение общей зерновой продуктивности растений (на 12,6 и 33,3 % соответственно).

Степень вредоносности обыкновенной корневой гнили изменяется по годам, но сохраняется основная закономерность: чем выше заселённость почвы патогеном, тем сильнее снижается зерновая продуктивность яровой пшеницы. Наличие этой закономерности позволило нам разработать новый метод по прогнозированию и определению вредоносности обыкновенной корневой гнили, а также установить порог вредоносности болезни (Тепляков, Чулкина, 1977; Чул-кина, Тепляков, Синегуб, Собакарь, 1983). За допустимый уровень заселённости (порог вредоносности) выщелоченного чернозёма В. яогокШапа в Западной Сибири была принята величина, не превышающая 20 конидий гриба в 1 г воздушно-сухой почвы.

На основании полученных данных нами была предложена классификация почвы по заселённости её конидиями В. зогокШапа с учётом порога вредоносности обыкновенной корневой гнили (Тепляков, 1983; Чулкина, Тепляков, Синегуб, Собакарь, 1983). Выделено три группы почв: первая группа — заселённость почвы конидиями В. вогокМапа ниже порога вредоносности, то есть не более 20 конидий гриба; вторая группа - умеренная заселённость почвы, от 20 до 100 конидий гриба; третья - сильная (высокая) заселённость почвы, то есть более 100 конидий гриба в 1 г воздушно-сухой почвы.

Существование отрицательной (г = -0,98) зависимости между уровнем заселённости почвы возбудителем и урожайностью зерна яровой пшеницы свидетельствует о необходимости массового фитопатологического картирования полей с целью прогнозирования вредоносности обыкновенной корневой гнили и организации рациональных мер борьбы с ней. Предложенная нами классификация почв по заселённости В. зогоЫтапа была апробирована в 1976 — 1984 гг. в Новосибирской, Кемеровской, Омской областях и в Алтайском крае (на площади более 300 тыс. га).

Сравнительное изучение пяти сортов (Новосибирская 22, Новосибирская 89, Лютесценс 25, Кантегирская 89, Магистральная) яровой пшеницы на пора-жённость их обыкновенной корневой гнилью показало существенные различия по развитию болезни на таковых в конце вегетации растений (коэффициент вариации этого показателя равнялся 28,7%). Степень влияния сортовых особенностей на величину индекса развития болезни была высокой (46,9%), тогда как условия периода вегетации практически не оказывали влияние на него (3,1%).

Изучение двух сортов яровой пшеницы (Новосибирская 22 и Новосибирская 29) в течение 2001-2003 гг. показало, что относительная устойчивость к обыкновенной корневой гнили в большей степени проявляется у сорта к концу вегетации (рис. 3).

три листа кущение молочная

спелость

О Сорт ЕЗ Год

Рис. 3. Влияние факторов устойчивости сорта и условий вегетационного периода на развитие обыкновенной корневой гнили яровой пшеницы

В фазе трёх листьев и выхода в трубку доля влияния условий вегетационного периода на индекс развития болезни была выше, чем сорта.

Таким образом, путём подбора относительно устойчивых к корневой гнили сортов можно существенно снизить развитие болезни.

Севооборот и предшественники играют значительную роль в изменении количества возбудителя обыкновенной корневой гнили в почве. Под разными культурами гриб накапливается в почве с различной интенсивностью. В почве из-под ячменя содержание конидий гриба увеличивалось более чем в 10 раз, и было наибольшим по сравнению с яровой пшеницей и овсом. В почве из-под овса содержание конидий оставалось без изменения. Под разными сортами яровой пшеницы накопление конидий гриба в почве было различным. Увеличение инфекционного потенциала в зависимости от сорта составило от 3 до 6 раз. В результате, чем слабее сорт яровой пшеницы или культура поражается обыкновенной корневой гнилью, тем меньше конидий патогена накапливается в почве. Таким образом, для контроля фитосанитарной ситуации в посевах яровой пшеницы большое значение имеет предшественник. Доля влияния этого фактора составляет от 31 до 75 % (Система оптимизации..., 1994). Для снижения запаса инфекции в почве и развития обыкновенной корневой гнили необходимо вве-

дение в севообороты благоприятных в фитосанитарном отношении культур. Однако необходимо учитывать, что формирование и накопление почвенной гельминтоспориозной инфекции в поле зависит не только от предшественника, но и от культур, возделываемых в предыдущие 2-3 года.

Система основной обработки почвы является важным звеном системы земледелия. При переходе от вспашки к безотвальной обработке почвы возникли опасения о возможном ухудшении фитосанитарной обстановки в посевах яровой пшеницы. Как показали наши исследования, при переходе от вспашки к почвозащитным обработкам почвы не происходило резкого увеличения поражённое™ обыкновенной корневой гнилью яровой пшеницы. Влияние способов основной обработки почвы на изменение численности конидий В. яогок'т'шпа в почве (0 %) и развитие болезни (4 %) было незначительным. Отсюда следует, что фитосанитарная роль основной обработки почвы в отношении обыкновенной корневой гнили довольно мала.

По нашим данным, чем позднее срок посева яровой пшеницы, тем сильнее в период посева семян почва заселена конидиями В. зогок'т'тпа. Это связано с интенсивной споруляцией гриба на инфицированных растительных остатках в почве (Бенкен, Хацкевич, 1976). В результате, при позднем сроке посева количество конидий гриба в 1 г почвы было в 2,3 раза больше, чем при раннем (табл. 1).

Таблица 1. Влияние срока посева яровой пшеницы на развитие и распространенность обыкновенной корневой гнили (1992-1995 гг.)

Срок посева Количество конидий В. БогокШапа во время посева, шт. Молочно-восковая спелость

развитие болезни, % распространенность болезни, %

Ранний 100 ± 11,6 35,1 53,7

Средний 179 ±9,4 65,9 80,3

Поздний 229 ± 22,7 54,9 64,0

Таким образом, семена пшеницы при позднем сроке сева попадают в почву с более высоким инфекционным потенциалом патогена. Доля влияния срока посева на инфекционный потенциал В. ъогоЫтапа в почве составила 17,4%. Более сильное воздействие на степень заселенности почвы грибом перед посевом пшеницы оказывали условия года — 26,0%. За годы исследований содержание конидий гриба в 1 г почвы колебалось от 52, 75 и 97 до 152, 289 и 434 шт. соответственно раннему, среднему и позднему сроку посева.

Пшеница раннего срока посева меньше поражалась обыкновенной корневой гнилью, чем позднего срока. В фазе кущения индекс развития болезни на пшенице позднего срока был в 1,7 и 1,8 раза выше, чем при раннем и среднем сроках посева. К концу вегетации это соотношение несколько изменилось. Влияние сроков посева пшеницы на развитие обыкновенной корневой гнили было сильным (39,1 %). Это дает возможность использовать срок посева в оп-

химизации фитосанитарного состояния в посевах яровой пшеницы в отношении обыкновенной корневой гнили.

Условия питания растений имеют большое значение в повышении их устойчивости к инфекционным заболеваниям. Наибольшее влияние на развитие обыкновенной корневой гнили оказывают фосфорные и азотные удобрения. Внесение в почву перед посевом фосфорного удобрения повышает выносливость растений яровой пшеницы к обыкновенной корневой гнили. В результате, продуктивность яровой пшеницы не снижается при увеличении заселённости почвы конидиями В. зогокШапа. Однако максимальный эффект от внесения фосфорного удобрения проявляется в почве, заселённой возбудителем болезни ниже порога вредоносности. В почве, заселённой патогеном в сильной степени, под влиянием фосфорного удобрения возрастает роль растений яровой пшеницы как источника инфекции.

Влияние азотных удобрений на состояние посевов яровой пшеницы неоднозначно: с одной стороны они усиливают предрасположенность растений к поражению их обыкновенной корневой гнилью, с другой — увеличивают выносливость растений и урожайность зерна. Внесение оптимальных и повышенных доз азотного удобрения не приводило к существенному увеличению заселённости почвы конидиями В. зогокШапа. На удобренных фонах возрастание развития обыкновенной корневой гнили происходило за счёт большего поражения патогеном всех органов растения, но более всего азотное удобрение усиливало поражение болезнью вторичных корней и основания стебля (рис. 4).

30-, 25201510 50

Первичные Вторичные корни корни

Ш Без удобрения

Эпикотиль Основание стебля

□ Удобренный фон

Рис. 4. Влияние внесения азотного удобрения на поражаемость органов яровой пшеницы обыкновенной корневой гнилью (фаза молочной спелости, 2001-2003 гг.)

Внесением минеральных удобрений можно ограничивать интенсивность размножения патогена, снизить длительность его выживания в почве путём активации биологической и антагонистической активности почвы, повысить выносливость растений к болезни. С помощью минеральных удобрений не достигается кардинального оздоровления почвы от возбудителя, но и не усугубляется в значительной мере фитосанитарное состояние почвы и посевов яровой пшеницы относительно обыкновенной корневой гнили.

Можно отметить, что в наших исследованиях предпосевная обработка семян яровой пшеницы биопрепарами не оказывала существенного влияния на фитосанитарное состояние почвы в отношении заселенности ее конидиями В. зогокШапа. Применение биопрепаратов, в основном, способствовало снижению развития обыкновенной корневой гнили на растениях яровой пшеницы в течение всего вегетационного периода, но зерновая продуктивность культуры увеличивалась недостоверно. Биопрепараты, как одно из экологически безопасных средств защиты растений, могут с успехом применяться для снижения развития обыкновенной корневой гнили в том случае, когда болезнь в своем развитии превышает порог вредоносности, но не приобретает характера эпифито-тии с высоким индексом поражения растений.

В своих исследованиях в разные годы мы оценивали эффективность различных протравителей семян яровой пшеницы против обыкновенной корневой гнили (табл. 2).

Таблица 2. Эффективность применения протравителей семян против обыкновенной корневой гнили яровой пшеницы (1987 - 1989 гг.)

Вариант Индекс развития болезни, % Урожай-

восковая ность,

кущение спелость т/га

Контроль 6,2 44,4 3,49

Пентатиурам 4,6 41,7 3,41

Байтан универсал 1,5 19,7 3,37

Байтан универсал + ТМТД 1,3 23,0 3,48

Байтан универсал + ТМТД + текто 1,6 17,8 3,49

НСР05 од

Эффективность протравителей против болезни в большей степени проявлялась в первой половине вегетации. В это время влияние условий периода вегетации (год) на развитие болезни было средним — 12,1%, протравливания семян — сильным (42,6%). К концу вегетации эффективность протравливания семян против болезни существенно снизилась (в 2,0-2,5 раза при использовании байтан универсала). В среднем за три года урожайность яровой пшеницы в вариантах с протравливанием семян оставалась на уровне контроля и даже снижалась при применении байтан универсала.

По нашим данным, протравливание семян способствует снижению, как развития обыкновенной корневой гнили, так и накопления инфекционного потенциала В. яогокШапа в почве, в основном, в начальный период вегетации растений яровой пшеницы, до фазы кущения. То есть существенно влияет на улучшение фитосанитарной ситуации в начальный период вегетации растений. При благоприятных агрометеорологических условиях вегетации растений протравливание семян приводит к повышению урожайности пшеницы. В засушливые годы протравливание семян нередко не приводит к росту продуктивности растений, а иногда и снижает ее, особенно при использовании таких препаратов как байтан универсал.

Характерной особенностью почвенных инфекций, в том числе и обыкновенной корневой гнили яровой пшеницы, является их зависимость от исходной численности популяции патогенов в почве. Ведущая роль в тактике защиты яровой пшеницы от обыкновенной корневой гнили принадлежит мероприятиям, снижающим исходный запас возбудителя в почве. Таким образом, оптимизацию и экологизацию защиты растений яровой пшеницы от обыкновенной корневой гнили необходимо строить на основе использования агротехнических приёмов, где севообороту отводится главенствующая роль, применения новых эффективных биопрепаратов и относительно устойчивых к болезни сортов.

4. Защита яровой пшеницы от аэрогенных инфекций

К группе аэрогенных, или листостеблевых, инфекций относятся наиболее распространённые и вредоносные инфекционные болезни разнообразных сельскохозяйственных культур. В лесостепи Западной Сибири на яровой пшенице распространена мучнистая роса, бурая листовая ржавчина, септориоз. Эта группа болезней отличается повышенной вредоносностью при интенсивной технологии возделывания пшеницы. При эпифитотийном развитии наибольшую опасность в регионе представляют бурая ржавчина и септориоз. Годы эпифитотий этих болезней, как правило, не совпадают, поэтому на фоне умеренного развития смешанных инфекций в одни годы преобладает бурая ржавчина, в другие - септориоз или мучнистая роса. В комплексе эти болезни вредоносны практически ежегодно.

Для аэрогенных инфекций характерна ведущая роль передачи возбудителей в течение сезона от растения к растению воздушными течениями и каплями дождя. Передача возбудителей от одного поколения растений к другому из года в год имеет существенно меньшее значение. В этом случае главную роль играет не количественный запас исходного инокулюма, а выживание возбудителя в природе как биологического вида. Для данной группы инфекций характерна высокая скорость нарастания болезни. Па интенсивность развития и распространённость аэрогенных инфекций в агроценозе яровой пшеницы, прежде всего, оказывают влияние складывающиеся погодные условия.

Исследования по изучению динамики развития аэрогенных инфекций в агроценозе яровой пшеницы проводились нами в течение 1985 - 1995 гг. За 11 лет исследований вспышки развития бурой ржавчины различной интенсивности наблюдались четыре раза, септориоза - три раза. Развитие мучнистой росы во все годы было невысоким. Индекс развития болезни составлял от 1 до 8 %, за исключением 1995 г., когда развитие болезни на восприимчивом сорте яровой пшеницы Новосибирская 22 достигло 15%. Мы попытались выяснить, как зависит степень развития бурой ржавчины и септориоза на яровой пшенице от суммы осадков за период июнь - август вегетационного сезона (рис. 5).

1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995

| ■ • | Бурая ржавчина ■11'.1 Септориоз -А- Сумма осадков за июнь-август, мм

Рис. 5. Динамика развития аэрогенных инфекций в зависимости от суммы осадков

Коэффициент корреляции, рассчитанный за 11 лет исследований, между количеством выпавших за этот период осадков и индексом развития болезни составил 0,33 ± 0,31 для бурой ржавчины и 0,64 ± 0,25 для септориоза. Коэффициент корреляции между ГТК за июнь - август и индексом развития болезни для бурой ржавчины составил 0,27 ± 0,32, а для септориоза — 0,69 ± 0,24. Таким образом, исследования показали, что интенсивность развития септориоза на яровой пшенице тесно коррелирует с количеством выпавших осадков за июнь — август, а так же с гидротермическим коэффициентом. Напротив, интенсивность развития бурой ржавчины в посевах яровой пшеницы слабо связана с этими показателями. В такой ситуации первостепенное значение имеет постоянный контроль появления, распространения и развития аэрогенных инфекций с целью прогнозирования состояния фитосанитарной ситуации в агроценозе яровой пшеницы и принятия мер к её оптимизации.

Как правило, районированные сорта яровой пшеницы обладают не одинаковой восприимчивостью к различным аэрогенным инфекциям. В период 1993 — 1995 гг. нами была проведена оценка 4-х районированных в лесостепной зоне Западной Сибири сортов яровой пшеницы на поражаемость их аэрогенными инфекциями. Степень устойчивости сортов к бурой ржавчине и мучнистой росе варьировала в большей степени (коэффициент вариации 83,5 и 70,5 % соответственно), чем к септориозу (коэффициент вариации 47,9 %). Индекс развития бурой ржавчины изменялся от 4,1 до 36,4 %, мучнистой росы - от 4,4 до 23,5 %, а септориоза - от 4,6 до 13,8 %. Это свидетельствует о том, что путём подбора сорта можно существенно снизить развитие аэрогенных инфекций в агроценозе яровой пшеницы. Возделывание устойчивых сортов и их смесей в конечном итоге позволяет затормозить или исключить развитие массовых эпи-фитотий аэрогенных инфекций.

Предшественники яровой пшеницы оказывают значительное влияние и на развитие аэрогенных инфекций. Доля влияния этого фактора может достигать 50 %. В случае септориоза предшественник либо увеличивает, либо снижает инфекционный потенциал возбудителя. При размещении яровой пшеницы по пару развитие септориоза в 2,0-2,5 раза меньше, чем при посеве по пшенице. Многолетнее выращивание яровой пшеницы способствует накоплению инфекционных структур патогена на растительных остатках в посеве.

Влияние предшественника на развитие бурой ржавчины и мучнистой росы обусловлено изменением минерального питания растений хозяев. Все предшественники, способствующие накоплению нитратного азота в почве, будут усиливать развитие этих болезней, а предшественники, обедняющие почву азотом — снижать ее. С помощью подбора предшественника можно в какой-то мере оптимизировать фитосанитарную ситуацию в посеве яровой пшеницы относительно аэрогенных инфекций, в особенности септориоза.

По данным лаборатории фитопатологии СибНИИЗХим (Чулкина, Кузнецова, Хапимон, 1990; Кузнецова, Якушева, 1990; Кузнецова, 1992), в условиях северной лесостепи Приобья как в увлажнённые, так и в засушливые годы по-ражённость растений яровой пшеницы септориозом значительно выше при почвозащитных обработках почвы, чем на вспашке. Поражённость посевов бурой ржавчиной, наоборот, выше на вспашке. Среди агроприемов доля влияния обработки почвы на развитие септориоза составляет 55 — 73 %, а на развитие бурой ржавчины - 1,7 - 11 %. Таким образом, при переходе к почвозащитным обработкам почвы фитосанитарная ситуация в посевах яровой пшеницы относительно аэрогенных инфекций ухудшается. Для оптимизации фитосанитарно-го состояния посевов существенное значение имеет снижение инфекционного запаса возбудителя септориоза на инфицированных растительных остатках. С этой целью необходимо чередование в лесостепи безотвальных обработок с отвальной вспашкой.

Фактор срока посева яровой пшеницы оказывает существенное влияние на развитие аэрогенных инфекций (рис. 6, 7). В годы исследований доля влияния этого фактора на развитие бурой ржавчины в фазе молочной спелости была

сильной и составила 42,0 %, в то время как фактора год средней - 15, 8 %. В отношении развития септориоза степень влияния срока посева была слабой — 9,4 %, а фактора год сильной - 24,3 %.

8070 60 50 40 30 20 10 0

1992

1993

1994

1995 Среднее

Ш Ранний □ Средний И Поздний

Рис. 6. Влияние срока сева яровой пшеницы на развитие бурой ржавчины (молочная спелость)

0х-йГ 50-1

гч <и

Ю те Н 30- р

ей Й о. 20- 1

ьг о е* Я Г 100- «ГШ =|

Гй

гНИ!«-<ГГР

№ СЙВ

1992

1993

1994

1995 Среднее

Ш Ранний □ Средний 0 Поздний

Рис. 7. Влияние срока сева яровой пшеницы на развитие септориоза (молочная спелость)

Как правило, ранние сроки посева яровой пшеницы слабее поражаются аэрогенными инфекциями («избегают» болезни) в наиболее уязвимые фазы своего развития (колошение — молочная спелость), что обеспечивает слабую

вредоносность болезни. Напротив, поздние сроки посева яровой пшеницы проходят период колошение — молочная спелость при значительном развитии аэрогенных инфекций, что обуславливает их высокую вредоносность. В засушливые годы, со слабым проявлением аэрогенных инфекций, роль срока сева в оптимизации фитосанитарного состояния в посевах яровой пшеницы невелика. В годы, когда погодные условия благоприятны для развития аэрогенных инфекций, срок сева яровой пшеницы может служить одним из факторов оптимизации фитосанитарного состояния в посевах.

В многофакторном полевом опыте 2001 — 2003 гг. нами было показано, что уровень азотного питания яровой пшеницы в значительной степени влияет на развитие аэрогенных инфекций, особенно мучнистой росы и бурой ржавчины (рис. 8).

50

S

X п <и 40

>8

те s 30

X

Я 20

о

о ч 10

К

0

Септориоз Мучнистая роса Бурая ржавчина

□ N0 £0 N60 а N90

Рис. 8. Влияние доз азотного удобрения на развитие аэрогенных инфекций (молочная спелость, 2001-2003 гг.)

В отличие от септориоза индекс развития мучнистой росы и бурой ржавчины существенно зависел от дозы внесённого азота. Доля влияния фактора минерального питания на величину индекса развития мучнистой росы составила 56,5 %, а для бурой ржавчины — 63,2 %. В результате, внесение азотных удобрений ухудшает фитосанитарную ситуацию в посевах восприимчивых к болезням сортов яровой пшеницы относительно аэрогенных инфекций, особенно бурой ржавчины и мучнистой росы. В то же время, усиление роста растений под влиянием удобрений до некоторой степени компенсирует ущерб, причинённый патогенами. Минеральные удобрения не являются средством защиты растений от аэрогенных инфекций, но за счёт более сильного развития, обусловленного влиянием удобрений, они просто повышают способность растений противостоять болезни.

Определённый интерес представлял для нас вопрос об эффективности биопрепаратов в подавлении аэрогенных инфекций. Исследования показали, что при слабом развитии бурой ржавчины эффективность биопрепаратов симбионт (1 мл/га) и цембран (200 мл/га) в снижении развития болезни, при их трёхкратном применении, была довольно высокой (64,0 и 68,2 % соответственно), но значительно ниже, чем у тилта (96,0 %). При более сильном развитии бурой ржавчины в посевах яровой пшеницы позднего срока сева эффективность биопрепаратов в подавлении болезни была невысокой (32,2 %), что примерно в 3 раза меньше, чем у фунгицида.

Кроме того, растения пшеницы обрабатывали фунгицидом однократно в фазе колошения, в то время как биопрепараты применяли двукратно. Таким образом, использование биопрепаратов возможно, когда болезнь в своём развитии превышает уровень вредоносности, но не приобретает характер эпифитотийно-го процесса с высоким индексом развития.

На современном этапе именно фунгицидам наряду с возделыванием устойчивых сортов принадлежит ведущая роль в защите яровой пшеницы от аэрогенных инфекций в связи с широким применением препаратов системного действия. По нашим данным, лучшие результаты получены в тех случаях, когда обработка посевов фунгицидами приходилась на фазу колошения. Более ранняя обработка посевов в фазе развёртывания флагового листа, хотя и уступает применению фунгицидов в фазе колошения, всё же эффективнее, чем опрыскивание в молочной спелости, особенно в отношении подавления развития септо-риоза (табл. 3).

Таблица 3. Эффективность разных сроков обработки яровой пшеницы фунгицидами против аэрогенных инфекций (1984-1987гг.)

Фаза Снижение развития

Фунгицид применения болезни, % Прибавка

фунгицида бурая септориоз урожая, %

ржавчина

флаговый лист 70,2 78,9 14,2

Тилт колошение 96,6 84,0 21,6

молочная спелость 70,5 49,4 8,9

флаговый лист 52,7 49,1 П,2

Байлетон колошение 81,0 71,5 17,8

молочная спелость 51,8 40,7 6,6

флаговый лист 61,4 64,0 12,7

Среднее колошение 88,8 77,7 19,7

молочная спелость 61,1 45,0 7,8

Применение фунгицидов в ранние фазы развития растений, при появлении первых признаков аэрогенных инфекций, нередко вызывает необходимость повторной обработки посевов с целью обеспечения нормального функционирования флагового листа и колоса в период налива зерна. Двукратная обработка посевов фунгицидами обеспечивает более сильное подавление развития болезней, хотя эффективность повторной обработки ниже, чем первой (табл. 4).

Таблица 4. Эффективность кратности обработки посевов яровой пшеницы фунгицидами (1985 — 1987 гг.)

Фунгицид Кратность Снижение развития болезни, % Прибавка

обработки бурая септориоз урожая, %

ржавчина

Тилт 1 2 91.7 95.8 80,6 92,5 14,5 21,0

Байлетон 1 92,8 65,9 12,1

2 95,3 74,9 19,1

Среднее 1 2 92,2 95,5 73,2 83,7 13,3 20,0

Применение фунгицидов экономически выгодно, если стоимость прибавок урожая в результате обработок выше, чем затраты на препарат и его применение (табл. 5).

Таблица 5. Экономическая эффективность кратности обработки посевов яровой пшеницы фунгицидами (1985— 1987 гг.)

Показатель Единица измерения Кратность обработки

1 2

Затраты на защиту руб./га 462 924

Прибавка урожая т/га 0,45 0,69

Стоимость прибавки урожая руб./га 1350 2070

Прибыль руб./га 888 1146

Рентабельность % 192 124

Примечание: расчёт произведён в ценах 2005 г.

Снизить затраты на обработку растений можно путём применения баковых смесей системных фунгицидов с относительно недорогими контактными. По нашим данным, применение фунгицидов системного действия на яровой пшенице обеспечивает прибавки урожая от 10 до 50 %, в зависимости от фито-саиитарной ситуации в посевах, обеспеченности растений элементами минерального питания, агрометеорологических условий вегетации (табл. 6). На се-

годняшний день роль фунгицидов в защите яровой пшеницы от аэрогенных инфекций велика и сравнима с возделыванием устойчивых сортов.

Таблица 6. Эффективность системных фунгицидов в подавлении аэрогенных инфекций и повышении урожая яровой пшеницы

Снижение развития болезни, % Прибавка урожая, %

Фунгицид Год мучнистая роса бурая ржавчина септориоз

1986 - 92,5 72,2 16,2

Тилт 1987 - 98,5 84,8 10,1

1992 - 89,2 95,6 10,3

1993 - 82,1 85,2 51,4

2001 99,8 - 99,7 35,5

Фоликур 2002 2003 91,3 98,8 100 95,0 100 22,6 33,5

Применение фунгицидов должно быть экономически оправданным. Профилактические обработки растений фунгицидами при отсутствии или слабом развитии аэрогенных инфекций не только экономически невыгодно, но и вредно как с позиций охраны окружающей среды, так и с точки зрения повышения вероятности появления резистентных форм патогенов к препаратам.

Относительно аэрогенных инфекций оптимизация фитосанитарного состояния в посевах яровой пшеницы достигается в основном с помощью использования устойчивых к болезням сортов и применения системных фунгицидов.

5. Агроэкологические аспекты оптимизации фитосанитарного состояния посевов яровой пшеницы относительно болезнен

В системе адаптивно - ландшафтного земледелия одним из основных принципов является адаптация технологий к различным уровням интенсификации агропромышленного производства. Методика формирования агротехноло-гий заключается в преодолении факторов, лимитирующих урожайность культуры и качество продукции. Значимость этих факторов проявляется по мере интенсификации земледелия. При усилении интенсификации земледелия особую значимость приобретают минеральные удобрения и особенно азотные. Приёмы интенсификации растениеводства оказывают существенное воздействие на развитие болезней яровой пшеницы. Специализированные севообороты и несбалансированное внесение высоких доз азотных удобрений усиливает развитие всех болезней на яровой пшенице. При построении рациональной системы защитных мероприятий против болезней важное значение имеет оценка эффективности различных уровней защиты яровой пшеницы (Ашмарина, Тепляков, Поскольный, 1998). Система должна быть направлена на максимальное предот-

вращение потерь урожая при минимуме отрицательного воздействия на окружающую среду.

Проведенные нами исследования показали, что величина сохранённого урожая в основном зависит от уровня защиты яровой пшеницы от болезней (табл. 7).

Таблица 7. Эффективность вариантов защиты яровой пшеницы Лютесценс 25 от болезней (1992 - 1995 гг.)

Вариант Урожайность, т/га Отклонение от контроля

Контроль Обработка семян биопрепаратом (ризоплан) Протравливание семян (витавакс 200ФФ) Обработка посева фунгицидом (тилт) Протравливание семян (витавакс 200ФФ) + обработка посева фунгицидом (тилт) НСР05 3,05 3,08 3,26 3,57 3,82 + 0,03 + 0,21 + 0,52 + 0,77 0,07

Влияние фактора уровня защиты растений от болезней на повышение урожайности яровой пшеницы составило 98,1 %. В среднем за четыре года наибольшая прибавка урожая (25,2 %) была получена при полной защите растений от болезней, включающей протравливание семян перед посевом и обработку растений фунгицидом в фазе колошения. Прибавка урожая от обработки семян биопрепаратом недостоверно отличалась от контроля. В период проведения исследований на эффективность защитных мероприятий существенное влияние оказывали агрометеорологические условия вегетации яровой пшеницы. Доля их влияния на величину прибавки урожая от применения средств защиты-состави-ла 22,0 %. Так, при протравливании семян прибавка урожая варьировала по годам от 0,06 до 0,44 т/га, а при полной защите растений от болезней - от 0,49 до 0,97 т/га.

В многофакторном опыте мы изучали влияние применения фунгицидов для защиты от болезней и разных уровней азотного питания на формирование фитосанитарной ситуации в посеве и урожайность двух сортов яровой пшеницы, размещённых по зерновому предшественнику. Наблюдения за развитием обыкновенной корневой гнили в агроценозе яровой пшеницы показали, что степень влияния исследуемых в опыте факторов на поражённость растений данной болезнью различна в разные фазы их развития (рис. 9).

В фазе трёх листьев на первом месте по влиянию на развитие болезни являлся фактор защиты растений (доля влияния 92,8 %). Поражённость растений яровой пшеницы обоих сортов, выросших из протравленных семян была в 2,3 раза ниже, чем из непротравленных. При этом в среднем по фактору в контрольном варианте индекс развития болезни у сорта Новосибирская 22 составил

34,6 %, у Новосибирской 29 - 32,7 %. Вторым по значимости воздействия на развитие обыкновенной корневой гнили был фактор азотного питания, доля влияния которого составила 6,9 %. Уровень азотного питания оказывал неодинаковое влияние на поражаемость изучаемых сортов яровой пшеницы болезнью. Доля влияния данного фактора в посеве сорта Новосибирская 22 составила 3,9, Новосибирская 29 - 11,2 %, развитие болезни изменялось в 1,2 и 1,4 раза соответственно. За годы проведения исследований в опыте была выявлена слабая роль зернового предшественника и сорта по влиянию на развитие обыкновенной корневой гнили в фазе трёх листьев (доля влияния 0,2 и 0,1 % соответственно). Яровая пшеница, выращиваемая второй и третьей культурой после пара, в одинаковой степени поражалась болезнью. Индексы развития корневой гнили у обоих сортов различались не существенно и составили: у сорта Новосибирская 22 — 24,3 %, у сорта Новосибирская 29 — 23,9 %.

Три листа Молочная спелость

□ Фунгициды Я Азотное питание Ш Предшественник 3 Сорт

Рис. 9. Доля влияния факторов па развитие обыкновенной корневой гнили в агроценозе яровой пшеницы, % (2001-2003 гг.)

Оценка поражённости сортов яровой пшеницы обыкновенной корневой гнилью, проведенная в фазе молочной спелости показала, что на первом месте по влиянию на развитие болезни оставался фактор защиты растений (доля влияния 45,0 %), однако степень влияния данного фактора снизилась в 2 раза. Растения пшеницы, выросшие из протравленных семян, были поражены инфекцией всего лишь в 1,2 раза меньше, чем из непротравленных. Вторым по значимости был фактор сорта, доля влияния которого составила 39,2 %. Растения яровой пшеницы сорта Новосибирская 29 в конце вегетации были более устойчивы к поражению корневой гнилью в сравнении с таковыми сорта Новосибирская 22. В среднем по фактору показатель развития болезни у первого сорта составил 52,4, у второго — 62,6 %. (НСР05= 1,2). В фазе молочной спелости яровой пшеницы третьим фактором, оказывающим существенное влияние на развитие корневой гнили, был фактор азотного питания (доля влияния 15,4 %). Причём уровень азотного питания оказывал одинаково равное влияние на по-

ражённость изучаемых сортов яровой пшеницы обыкновенной корневой гнилью. С увеличением дозы азотного удобрения индекс развития болезни возрастал в 1,1 и 1,3 раза. Фактор зернового предшественника в опыте не оказывал заметного влияния на развитие корневой гнили в посеве яровой пшеницы (доля влияния 0,4 %).

Таким образом, нами было выяснено, что основным из изучаемых факторов, влияющих на развитие обыкновенной корневой гнили яровой пшеницы в начале вегетации, был фактор защиты растений от болезни, то есть предпосевное протравливание семян. Сортовые особенности яровой пшеницы по устойчивости к болезни в начальный период вегетации растений не проявлялись. Слабо влиял в этот период и фактор азотного питания. К концу вегетации роль фактора защиты растений от болезни существенно снизилась, но значительно возросла роль относительной устойчивости сорта к поражению обыкновенной корневой гнилью. Существенно увеличилась также влияние фактора азотного питания. В данном опыте из-за заселённости почвы конидиями В. зогокШапа в сильной степени (120 - 200 конидий гриба в 1 г почвы) фактор зернового предшественника не оказывал существенного влияния на поражение растений яровой пшеницы обыкновенной корневой гнилью.

На формирование фитосанитарной ситуации в отношении аэрогенных инфекций в агроценозе яровой пшеницы основное влияние оказывали два из четырёх изучаемых нами факторов — это защита растений от болезней с помощью фунгицидов и сортовые особенности культуры (рис. 10).

юо%-80%" 60% 1 40%" 20% -о%-

V_/

Мучнистая роса

Бурая ржавчина

Септориоз

□ Фунгициды ® Азотное питание ГП Предшественник К Сорт

Рис. 10. Доля влияния факторов на развитие аэрогенных инфекций в агроценозе яровой пшеницы, % (2001-2003 гг.)

Слабое влияние азотного питания отмечалось в отношении развития мучнистой росы и бурой ржавчины (доля влияния 4,0 и 4,4 % соответственно), а

зернового предшественника - лишь на степень развития бурой ржавчины (доля влияния 6,1 %).

Сорт яровой пшеницы Новосибирская 29 показал высокую устойчивость к поражению мучнистой росой. Развитие болезни достигало в среднем за годы исследований 0,14 - 0,3 %. В то же время сорт Новосибирская 22 был восприимчив к этому заболеванию, развитие мучнистой росы достигало 30,0 %. В результате доля влияния фактора сорт на развитие инфекции была самой высокой. Фактор защиты играл более значимую роль для сорта Новосибирская 22, чем Новосибирская 29 (доля влияния 73,0 и 18,1 % соответственно).

Растения яровой пшеницы обоих сортов в значительной степени поражались бурой ржавчиной. Однако сорт Новосибирская 29, выращиваемый на фоне естественного плодородия, поражался бурой ржавчиной в 4,4 раза слабее в сравнении с сортом Новосибирская 22. С увеличением уровня азотного питания показатель развития болезни увеличивался у сорта Новосибирская 29 в 2,6 и 3,1, а у Новосибирская 22 - в 1,3 и 1,5 раза. В результате доля влияния фактора минерального питания на развитие бурой ржавчины у сорта Новосибирская 29 была существенно выше (11,1 %), чем у сорта Новосибирская 22 (2,2 %).

Во все годы наблюдения за развитием аэрогенных инфекций отмечалось высокое развитие септориоза на растениях сорта Новосибирская 22. Растения яровой пшеницы сорта Новосибирская 29 в среднем поражались септориозом в 4,5 раза слабее. Поэтому, доля влияния фактора сорт на показатель индекса развития болезни была существенной и составила в среднем за годы исследований 34,5 %. Факторы азотного питания и предшественника не оказывали заметного влияния на показатель развития септориоза (доля влияния 1,0 и 1,3 % соответственно). Обработка посевов яровой пшеницы обоих сортов фунгицидом обеспечивала эффективную защиту от всех аэрогенных инфекций, снижая их развитие на 80 - 99 %. Это обусловило высокую долю влияния фактора защиты растений на формирование фитосанитарной ситуации в посеве. Внесение азотного удобрения хотя и способствовало увеличению поражаемое™ растений яровой пшеницы аэрогенными инфекциями, однако основными факторами, влияющими на фитосанитарную ситуацию в агроценозе яровой пшеницы, были устойчивость сорта и защита растений при помощи фунгицидов. Сорт яровой пшеницы Новосибирская 29, в сравнении с Новосибирской 22, показал комплексную устойчивость к аэрогенным инфекциям.

Фитосанитарная ситуация, сложившаяся под влиянием изучаемых факторов, нашла своё отражение в процессе формирования продуктивности пшеницы. Внесение азотных удобрений и применение фунгицидов для борьбы с болезнями оказали различное влияние на выход зерновой продукции у изучаемых сортов яровой пшеницы, возделываемых по зерновому предшественнику (табл. 8). В схеме четырехфакторного опыта на урожайность яровой пшеницы основное воздействие оказывали два фактора - уровень азотного питания и защита растений, доля влияния которых составила 66,7 и 14,5% соответственно. Влияние предшественника и сорта было незначительным (0,1 и 0,2%).

Таблица 8. Урожайность зерна яровой пшеницы в зависимости от уровня азотного питания и применения фунгицидов (2001-2003 гг.)

Уровень азотного питания Вариант защиты Новосибирская 22 Новосибирская 29

т/га прибавка к контролю т/га прибавка к контролю

Вторая пшеница после пара

N0 контроль фунгициды 1,98 2,40 +0,42 2,01 2,25 +0,24

N60 контроль фунгициды 2,68 3,40 +0,72 2,75 3,19 +0,44

N90 контроль фунгициды 3,01 3,87 +0,86 3,01 3,48 +0,47

НСР05 0,36 0,26

Третья пшеница после пара

N0 контроль фунгициды 1,68 2,00 +0,32 1,85 2,05 +0,20

N90 контроль фунгициды 2,48 3,46 +0,98 3,16 3,45 +0,29

N120 контроль фунгициды 2,75 3,66 +0,91 3,18 3,58 0,40

HCPoj 0,24 0,17

В среднем по фактору защита растений урожайность увеличивалась с 2,54 т/га в контроле до 3,06 т/га в варианте обработки фунгицидами (НСР05 = 0,08). Уровень азотного питания оказывал более сильное влияние на этот показатель. Урожайность пшеницы увеличивалась с 2,03 т/га в варианте без внесения азотного удобрения до 3,07 и 3,32 т/га (HCPos=0,l) соответственно возрастанию доз азота. Рассматривая урожайность яровой пшеницы отдельно по предшественникам, можно отметить, что эти показатели довольно близки. Степень влияния факторов защиты растений и уровня азотного питания на второй пшенице после пара составила 16,7 и 59,3%, на третьей — 12,9 и 75,5% соответственно. На второй пшенице после пара в среднем по фактору защита растений урожайность увеличивалась с 2,57 т/га в контроле до 3,1 т/га в варианте обработки фунгицидами (НСР05 = 0,13), а на третьей пшенице - с 2,52 до 3,03 т/га соответственно (НСР05 = 0,08). По фактору азотное питание урожайность возрастала на второй пшенице после пара с 2,16 т/га в варианте N0 до 3,0 и 3,34 т/га при внесении N6o и N90 (HCPos = 0,16), на третьей пшенице — с 1,89 до 3,14 и 3,29 т/га (HCPos = 0,1) соответственно внесению No, N90 и Nua- В итоге можно отметить, что в наших исследованиях предшественник не оказывал существенного влияния на изменение урожайности яровой пшеницы под действием азотного удобрения и применения фунгицидов.

Рассматривая действие изучаемых факторов на урожайность сортов яровой пшеницы, мы выявили различную их значимость для каждого из них. Изменение урожайности пшеницы Новосибирская 22 определялась действием уровня ^потного питания на 57,0, Новосибирской 29 - на 81%. Степень влияния защиты растений от болезней на этот показатель у пшеницы Новосибирская 22 составила 22,6%, Новосибирской 29 - всего 7,4%. Эффективность фунгицидов в повышении урожайности пшеницы возрастала с увеличением уровня азотного питания на обоих сортах. Однако у Новосибирской 22 прибавка урожая от применения фунгицидов увеличивалась на 21,2 - 28,6% и 19,0-39,5% соответственно второй и третьей пшенице после пара, в то время как у сорта Новосибирская 29 - на 11,9 -16,0 и 10,8-12,6% соответственно предшественнику. Отсюда следует, что внесение азотного удобрения являлось основным фактором повышения зерновой продуктивности сорта Новосибирская 29, обладающего относительной комплексной устойчивостью к аэрогенным инфекциям, в то время как урожайность поражаемого сорта Новосибирская 22 сильно зависела ещё и от защиты растений против болезней. Совместное применение азотных удобрений и фунгицидов позволило повысить урожайность яровой пшеницы Новосибирская 22 на 1,89-1,98 т/га, Новосибирской 29 - на 1,47-1,73 т/га.

При использовании фунгицидов следует учитывать особенности климатических условий зоны и прогноз погодных условий в вегетационный период. По нашим наблюдениям, эффективность фунгицидов колеблется в широких пределах в зависимости от погодных условий периода вегетации яровой пшеницы (табл. 9).

Таблица 9. Эффективность фунгицидов в зависимости от типа увлажнения периода вегетации яровой пшеницы

Тип увлажнения Год Урожайность, т/га Отклонение от контроля, т/га НСР05

контроль фунгицид

Острозасушливый 1989 1994 3,05 1,24 2,84 1,20 -0,21 -0,04 0,26 0,19

Дефицитный 1987 1988 1992 3,09 3,77 3,69 3,20 4,02 4,15 +0,11 +0,25 +0,46 0,48 0,37 0,24

Увлажнённый 1990 1995 2,50 3,90 3,41 4,68 +0,91 +0,78 0,39 0,24

Переувлажнённый 1993 2001 3,40 2,30 4,24 3,35 +0,84 +1,05 0,07 0,52

В острозасушливые годы химические обработки не давали положительные результаты и даже приводили к некоторому снижению урожая. В годы с недостаточным увлажнением в период вегетации растений применение фунгицидов требует большой осторожности. В годы с достаточным или избыточным

увлажнением применение фунгицидов, как правило, оправдано. В большинстве случаев они значительно повышают урожай даже при слабом развитии болезней, но при условии высокого агрофона.

Результаты исследований показывают, что чем выше уровень интенсификации земледелия, тем эффективнее применение химических средств защиты растений от болезней особенно в отношении восприимчивых к инфекциям сортов яровой пшеницы.

В четырехфакторном полевом опыте расчёт экономической эффективности внесения азотного удобрения и применения фунгицидов показал, что рентабельность возделывания яровой пшеницы без применения средств защиты от болезней на фоне, как естественного плодородия почвы, так и с внесением азотного удобрения выше у сорта Новосибирская 29, чем у сорта Новосибирская 22 (табл. 10). Соответственно, себестоимость производства 1 т зерна сорта Новосибирская 29 ниже. Разница по этим показателям в большей степени проявилась при возделывании сортов яровой пшеницы третьей культурой после пара.

Таблица 10. Экономическая эффективность внесения азотного удобрения и применения фунгицидов при выращивании яровой пшеницы (2001 - 2003 гг.)

Уровень азотного питания Вариант защиты Новосибирская 22 Новосибирская 29

рентабельность, % себестоимость 1 т зерна, руб. рентабельность, % себестоимость 1 т зерна, руб.

Вторая пшеница после пара

N0 контроль фунгициды 48,5 56,7 2020 1914 50,7 46,9 1990 2042

N60 контроль фунгициды 63,1 84,6 1839 1625 67,3 73,2 1793 1732

N90 контроль фунгициды 67,4 93,8 1792 1547 67,4 74,3 1792 1721

Третья пшеница после па ра

N0 контроль фунгициды 26,0 30,6 2381 2297 38,7 33,9 2162 2241

N90 контроль фунгициды 37,9 73,3 2175 1731 75.7 72.8 1707 1736

N120 контроль фунгициды 40,8 70,1 2131 1763 62,8 66,4 1843 1803

Примечание: расчёт произведён в ценах 2005 г.

Внесение в почву азотного удобрения увеличивало рентабельность производства зерна сорта Новосибирская 22 в 1,3 и 1,4 раза на второй пшенице после пара и в 1,5 и 1,6 раза на третьей культуре после пара соответственно дозам внесённого азота. Рентабельность производства зерна сорта Новосибирская 29 возрастала на второй пшенице после пара в 1,3 раза независимо от дозы внесённого удобрения и в 2,0 и 1,6 раза на третьей пшенице после пара соответственно дозам N90 и N120.

Применение фунгицидов для защиты яровой пшеницы от болезней увеличивало рентабельность производства зерна восприимчивого к болезням сорта Новосибирская 22. Причём, на второй пшенице после пара этот показатель возрастал в 1,2; 1,3 и 1,4 раза, на третьей пшенице после пара — в 1,2; 1,9 и 1,7 раза соответственно уровням азотного питания. Тем не менее, наиболее низкая себестоимость производства 1 т зерна и самая высокая рентабельность в опыте получена при возделывании яровой пшеницы сорта Новосибирская 22 второй культурой после пара с внесением N90 и защитой растений от болезней. При возделывании этого сорта третьей культурой после пара на фоне применения фунгицидов наиболее экономически выгодным был вариант с внесением N90. Дальнейшее увеличение дозы внесённого азота в опыте повышало себестоимость зерновой продукции.

Возделывание яровой пшеницы сорта Новосибирская 29 второй культурой после пара на фоне без внесения азотного удобрения с применением фунгицидов снижало рентабельность производства зерна на 3,8 %. Этот показатель возрастал в 1,1 раза при использовании фунгицидов на фоне внесения азотного удобрения независимо от дозы. Наиболее высокая рентабельность отмечена в варианте с внесением N90 и защитой растений от болезнен. При выращивании этого сорта третьей пшеницей после пара в вариантах с внесением Ы() и N90 защита растений от болезней снижала рентабельность производства зерна па 4,8 и 2,9 % соответственно, а при внесении N120 - повышала этот показатель на 3,6 %. Наиболее экономически выгодным для сорта Новосибирская 29 оказалось выращивание пшеницы третьей культурой после пара с внесением N90 без применения средств защиты растений от болезней.

Таким образом, восприимчивый к инфекциям сорт яровой пшеницы Новосибирская 22 целесообразно защищать от болезней при возделывании его как на фоне естественного плодородия почвы, так и при внесении азотного удобрения. Защита от болезней сорта Новосибирская 29, обладающего комплексной относительной устойчивостью к инфекциям, оказалась экономически не выгодной при его возделывании на фоне естественного плодородия почвы и третьей культурой после пара с внесением N90, Фунгицидные обработки на данном сорте были экономически оправданы при возделывании его второй культурой после пара с внесением азотного удобрения.

Экономические расчеты позволяют корректировать не только тактику, но и стратегию защиты яровой пшеницы. При относительно низкой частоте вспышек болезней и потерях урожая ниже или в пределах окупаемости химзащит-ных мероприятий, защита растений от болезней должна быть ориентирована, в

первую очередь, на использование иммунологических методов. В случае высокой частоты массовых вспышек болезней и высокой окупаемости химических средств защиты, использование фунгицидов может быть основным элементом интегрированной защиты яровой пшеницы.

Использование критерия окупаемости затрат на химическую обработку за счет прибавки урожая позволяет ограничить необоснованное применение фунгицидов, поэтому важное значение в оптимизации фитосанитарного состояния посевов яровой пшеницы принадлежит фитосанитарному мониторингу, который является обязательным звеном современного интенсивного растениеводства. На его основе обосновывается стратегия и тактика защитных мероприятий.

В связи с требованиями ресурсо-энерго-сбережения при низком уровне материально-технического обеспечения сельскохозяйственного производства в рамках систем защиты растений целесообразно использовать природный потенциал в целях подавления вредных организмов и стимуляции деятельности полезных в агроландшафтах и агроэкосистемах. Для защиты яровой пшеницы от болезней перспективны предупредительные защитные мероприятия: ландшафтный принцип использования территорий в системе земледелия и севооборотов; пространственная изоляция полей; повышение роли агроприёмов обработки почвы и ухода за посевами, системы удобрений, селекции сортов иммунных и комплексно устойчивых к болезням.

В настоящее время преобладающим направлением в защите растений от болезней является возделывание устойчивых сортов и особенно оперативное сдерживание инфекций с помощью арсенала высокоэффективных, но недостаточно экологичных приёмов. Главная стратегия экологичной защиты растений — такое биорациональное обустройство агроландшафта, которое обеспечивает долгосрочную биоценотическую регуляцию структуры полезных и вредных, с точки зрения человека, видов биоты в пользу первых. Экологическая система защиты ориентирована не на отдельную культуру или вредный объект, а на весь агроландшафт. Только при такой системе возможно стабильное получение полноценной экологичной биопродукции, а также воспроизводство ресурсов агросферы.

ВЫВОДЫ

1. Повышение и стабилизация урожайности яровой пшеницы возможны на основе применения комплекса приёмов регулирования фитосанитарного состояния посевов относительно болезней. Выбор и применение средств защиты растений на основе контроля фитосанитарного состояния посевов яровой пшеницы обеспечивает более экологически безопасную и экономически рациональную защиту растений, что дает значительное (в 2 раза) снижение пести-цидной нагрузки на агроэкосистему и экономию материальных средств.

2. Установлено, что уровень заселённости почвы В. ьогоЫтапа служит определяющим фактором, влияющим на интенсивность инфекционного и эпи-фитотического процессов обыкновенной корневой гнили в течение вегетации

яровой пшеницы. С увеличением заселенности почвы патогеном в 5,5 и 25 раз наблюдается рост развития болезни в 2,2 и 4,1 раза, распространенности — в 1,8 и 2,0 раза соответственно. Погодные условия оказывают существенное влияние (12 %) на интенсивность поражения яровой пшеницы обыкновенной корневой гнилью, но их действие значительно слабее, чем инфекционного фона (62 %). В большей мере (33 %) действие фактора погоды сказывается на поражении надземных и в меньшей мере (11 %) - подземных органов растения.

3. Вредоносность обыкновенной корневой гнили яровой пшеницы зависит в первую очередь от степени заселённости почвы В. зогокийапа. Увеличение заселённости почвы от 10 до 55 и 250 конидий патогена в 1 г почвы отрицательно сказывается на накоплении биомассы растениями, росте и развитии конуса нарастания. В результате нарушалось формирование элементов структуры урожая, что приводит к снижению соответственно на 12,3 и 33,3 % зерновой продуктивности растений и ухудшает качество зерна яровой пшеницы.

4. Допустимый уровень заселённости В. вогокШапа выщелоченного чернозёма в Западной Сибири (порог вредоносности) для зерновых составляет не более 20 конидий гриба в 1 г воздушно-сухой почвы. Это соответствует заселённости данным грибом выщелоченного чернозёма на целинных и залежных участках, где в процессе эволюции сформировались относительно постоянные ассоциации почвенных микроорганизмов.

5. Предложена классификация почвы по заселённости её конидиями В. яогокШапа с учётом порога вредоносности обыкновенной корневой гнили при массовом фитопатологическом обследовании полей. Выделено три группы почв: первая группа — заселённость почвы конидиями В. яогокШста ниже порога вредоносности (не более 20 конидий гриба в 1 г почвы); вторая группа — умеренная (от 20 до 100 конидий гриба в 1 г почвы); третья группа - сильная заселённость (более 100 конидий гриба в 1 г почвы).

6. Существование зависимости между уровнем заселённости почвы В. 50-гокШапа и урожайностью зерна (г = - 0,98 ±0,11) яровой пшеницы свидетельствует о необходимости массового картирования полей с целью прогнозирования вредоносности обыкновенной корневой гнили и организации рациональных мер борьбы с ней. Фитопатологическое картирование почв является фундаментом, на котором строится система защитных мероприятий против болезни.

7. Ведущая роль в тактике защиты яровой пшеницы от обыкновенной корневой гнили принадлежит мероприятиям, снижающим инфекционный запас возбудителя в почве. Основу таких мероприятий составляют агротехнические приёмы: совершенствование структуры посевных площадей и подбор фитоса-нитарных культур - предшественников пшеницы; применение эффективных биопрепаратов и относительно устойчивых к болезни сортов.

8. Существенное влияние на развитие аэрогенных инфекций оказывают гидротермические условия периода вегетации. Сумма осадков и ГТК за июнь — август играют более существенную роль в развитии септориоза (г = 0,64 ± 0,25 и г = 0,69 ± 0,24 соответственно) в посевах яровой пшеницы и менее существенны для развития бурой ржавчины (г = 0,33 ± 0,31 и г = 0,27 ± 0,32).

9. Внесение дополнительной энергии в виде азотных удобрений способствует ухудшению фитосанитарной обстановки в агроценозе яровой пшеницы относительно аэрогенных инфекций. Отмечена высокая степень влияния азотного питания на индекс развития бурой ржавчины (63 %) и мучнистой росы (57 %). Фактором, определяющим влияние уровня азотного питания на развитие септориоза, являются агрометеорологические условия периода вегетации. Во влажные годы степень развития септориоза в посеве яровой пшеницы не зависит от дозы внесённого азотного удобрения, в сухие годы развитие болезни возрастает с её увеличением.

10. Показано, что в лесостепи Западной Сибири однократное применение фунгицидов или их баковых смесей против аэрогенных инфекций в посеве яровой пшеницы наиболее эффективно в фазе колошения. Обработка яровой пшеницы фунгицидами или их баковыми смесями в большей мере воздействует на инфекционный процесс аэрогенных инфекций (60 - 90 %) и в меньшей мере на эпифитотический (22 - 42 %). Фунгициды системного действия повышают урожайность яровой пшеницы от 10 до 50 % в зависимости от фитосанитарной ситуации в посеве, обеспеченности растений элементами минерального питания, агрометеорологических условий вегетации. Чем выше уровень интенсификации земледелия, тем эффективнее применение химических средств защиты растений от болезней.

11. Установлено, что экономически эффективно применять фунгициды против аэрогенных инфекций на восприимчивых к болезням сортах яровой пшеницы (рентабельность возделывания сорта Новосибирская 22 увеличивалась в 1,44 раза, а себестоимость 1 т зерна снижачась в 1,13 раза). Фупгицидные обработки сортов, обладающих высокой горизонтальной устойчивостью к болезням (Новосибирская 29), часто не дают должного экономического эффекта, тем самым неоправданно увеличивается пестицидный пресс на агроэкосистему.

12. Эффективность применения фунгицидов против аэрогенных инфекций колеблется в широких пределах в зависимости от погодных условий периода вегетации яровой пшеницы. В годы с достаточным или избыточным увлажнением применение фунгицидов оправдано (прибавка урожая достигает 0,8 — 1,0 т/га). В острозасушливые годы химические обработки не дают положительных результатов. В годы с недостаточным увлажнением применение фунгицидов требует большой осторожности. Принимать решение о химической защите яровой пшеницы от болезней следует на основе анализа фитосанитарной ситуации в агроценозе и оценки планируемой урожайности культуры. Профилактические обработки посевов фунгицидами не только экономически не оправданы, но и вредны как с позиций охраны природы, так и с точки зрения повышения вероятности появления резистентных к препаратам форм патогенов.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

С целью повышения урожайности, снижения пестицидной нагрузки на агроэкосистему и энергетических затрат при возделывании яровой пшеницы целесообразно применять систему защиты от болезней, основанную на постоянном мониторинге фитосанитарного состояния агроценоза.

Необходимо проводить массовое фитопатологическое картирование полей на заселённость их В. БогокШапа с целью прогнозирования вредоносности обыкновенной корневой гнили и рациональной организации борьбы с болезнью. При использовании для посева здоровых семян яровой пшеницы на полях, заселённых В. эогоШтапа ниже порога вредоносности, проводить мероприятия по борьбе с болезнью нецелесообразно. При посеве яровой пшеницы на поля, заселённые возбудителем в умеренной степени, необходимо, кроме протравливания семян, вносить в соответствии с агрохимической картограммой почвы сбалансированные азотно-фосфорные удобрения. Поля, заселённые патогеном в сильной степени, отводить под невосприимчивые к корневой гнили культуры. Желательно конструировать севообороты так, чтобы минимум два года предшественниками яровой пшеницы были фитосанитарные в отношении обыкновенной корневой гнили культуры. В зерновых севооборотах более широко использовать овёс, избегая посевов ячменя как источника инфекции для яровой пшеницы.

Для сокращения потерь урожая яровой пшеницы от аэрогенных инфекций самым экологически чистым, экономичным и эффективным является подбор и культивирование сортов, обладающих комплексной устойчивостью к болезням. При возделывании восприимчивых к аэрогенным инфекциям сортов яровой пшеницы применять системные фунгициды или их баковые смеси с контактными препаратами. В районах, где распространены аэрогенные инфекции (мучнистая роса, бурая ржавчина, септориоз) из скороспелых сортов целесообразно возделывать пшеницу сорта Новосибирская 29.

Фунгициды системного действия или их баковые смеси применяются однократно в фазе флаг лист - колошение. При рациональном использовании фунгицидов срок обработки не должен быть позже конца цветения - начала налива зерна. При наличии опасности сильного развития аэрогенных инфекций системные фунгициды применяются на наиболее продуктивных посевах, где планируемая урожайность яровой пшеницы превышает 3,0 т/га. При планируемой урожайности 2,0 — 2,5 т/га целесообразно проводить обработку посевов баковыми смесями системных и контактных фунгицидов. Использование фунгицидов нецелесообразно, если урожайность пшеницы ниже 2,0 т/га, а развитие болезней слабое. Профилактические обработки яровой пшеницы фунгицидами без анализа фитосанитарной ситуации в агроценозе и оценки потенциальной продуктивности посева недопустимы.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1. Чулкина В. А. Влияние уровня заражённости почвы Bipolaris sorokiniana Shoem. на формирование элементов структуры урожая яровой пшеницы / В.А. Чулкина, Б.И. Тепляков, Т.Г. Кривощёкова // Науч. - техн. бюл. / СибНИИ химизации сел. хоз-ва. - Новосибирск, 1976. - Вып. 14. - С. 22-28.

2. Штерншис М.В. Определение содержания нуклеиновых кислот в зёрнах яровой пшеницы, выращенной на почве, заражённой конидиями Bipolaris sorokiniana Shocm. / М.В. Штерншис, В.А. Чулкина, Б.И. Тепляков // Науч. -техн. бюл. / СибНИИ химизации сел. хоз-ва. - Новосибирск, 1976. - Вып. 14. -С. 49-52.

3. Тепляков Б.И. Изменение вредоносности обыкновенной гнили под воздействием фосфорного удобрения при различной заражённости почвы Helminthosporium sativum Р. К. et В. // Науч. - техн. бюл. / СибНИИ химизации сел. хоз-ва. - Новосибирск, 1977. - Вып. 19. - С. 22-31.

4. Тепляков Б.И. Метод определения порога вредоносности обыкновенной гнили зерновых культур / Б.И. Тепляков, В.А. Чулкина // Науч. - техн. бюл. / СибНИИ химизации сел. хоз-ва. - Новосибирск, 1977. - Вып. 27. - С. 14-16.

5. Тепляков Б.И. Патогенез обыкновенной гнили яровой пшеницы в зависимости от уровня заселённости почвы Bipolaris sorokiniana Shoem. / Б.И. Тепляков, В.А. Чулкина // Химизация и защита растений: Науч. тр. / СибНИИ химизации сел. хоз-ва. - Новосибирск, 1979. - Вып. 5. - С. 81-87.

6. Тепляков Б.И. Изменение численности конидий Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoemaker в почве при возделывании яровой пшеницы // Науч. - техн. бюл. / СибНИИ химизации сел. хоз-ва. - Новосибирск, 1980. - Вып. 3 (37). - С. 10-14.

7. Чулкина В.А. Защита зерновых культур от инфекционных болезней / В.А. Чулкина, Л,Ф. Ашмарина, Б.И. Тепляков и др. - Новосибирск: Зап. - Сиб. кн. изд-во, 1981. - 119 с.

8. Тепляков Б.И. Эффективность фосфорного удобрения в снижении вредоносности корневой гнили пшеницы // Агротехнический метод защиты полевых культур: Науч. тр. /ВАСХНИЛ. - М., Колос, 1981. - С. 74-77.

9. Тепляков Б.И. Патогенез обыкновенной гнили зерновых культур в зависимости от уровня заселённости почвы Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoemaker // Зональные системы защиты растений от вредителей и болезней в Сибири: Науч. тр./ ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние. - Новосибирск, 1981. - С. 11-20.

10. Чулкина В.А. Анализ действия заселённости почвы Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoemaker и погодных условий на развитие обыкновенной гнили яровой пшеницы в северной лесостепи Приобъя / В.А. Чулкина, Б.И. Тепляков, А.И. Южаков // Сиб. вестн. с. - х. науки. - 1981. - № 5. - С. 30-33.

11. Чулкина В.А. Борьба с гнилью пшеницы и ячменя в Сибири / В.А. Чулкина, Т.Т. Кузнецова, Б.И. Тепляков и др.// Защита растений. - 1981. - № 11.-С. 20-21.

12. Тепляков Б.И. Динамика инфекционного процесса обыкновенной (корневой) гнили при разной заселённости почвы Bipolaris sorokiniana (Sacc.) Shoemaker // Борьба с болезнями сельскохозяйственных культур в Сибири и на Дальнем Востоке: Сб. науч. тр. / ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние. - Новосибирск, 1982. - С. 48-63.

13. Чулкина В.А. Пороговая численность возбудителя обыкновенной корневой гнили / В.А. Чулкина, Б.И. Тепляков, Л.П. Синегуб и др. // Защита растений. - 1983. - № 9. - С. 39-40.

14. Составление фитопатологических почвенных картограмм в Кемеровской области: Методические рекомендации // ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние. - Новосибирск, 1985. - 16 с (в соавт.).

, 15. Алимов К.Г. Результаты внедрения фитопатологических почвенных картограмм в Масляиинском районе Новосибирской области / К.Г. Алимов, В.А. Чулкина, Б.И. Тепляков и др. // Интегрированная защита с.-х. культур от болезней и вредителей в Сибири: Сб. науч. тр. / ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние. - Новосибирск, 1986. - С. 36-44.

16. Тепляков Б.И. Влияние обработки посевов яровой пшеницы фунгицидами на качество зерна / Б.И. Тепляков, Т.Н. Крупская // Науч. - техн. бюл. / ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние. СибНИИ земледелия и химизации сел. хоз-ва. - Новосибирск, 1987. - Вып. 2. - С. 24-26.

17. Составление и применение фитопатологических почвенных картограмм [ФПК] по заселённости почв возбудителем гельминтоспориозпой корневой гнили зерновых культур: Методические рекомендации - ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние. - Новосибирск, 1987. - 20 с. (в соавт.).

18. Синегуб Л.П. Оценка фитосанитарного состояния семян яровой пшеницы и эффективность их протравливания / Л.П. Синегуб, Т.Т. Кузнецова, Б.И. Тепляков // Науч. - техн. бюл. / ВАСХНИЛ. Сиб. Отд-ние. СибНИИЗХим. -Новосибирск, 1988. - Вып. 3. - С. 29-35.

19. Чулкина В.А. Эффективность баковых смесей фунгицидов против листостеблевых инфекций яровой пшеницы / В.А. Чулкина, Л.Г. Фадеева, Б.И. Тепляков и др. // Науч. - техн. бюл. / ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние. СибНИИ земледелия и химизации сел. хоз-ва. - Новосибирск, 1989. - Вып. 2, - С. 3-10.

20. Тепляков Б.И. Влияние системных фунгицидов на продуктивность яровой пшеницы // Науч. - техн. бюл. / ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние. СибНИИ земледелия и химизации сел. хоз-ва. - Новосибирск, 1989. - Вып. 2. - С. 10-14.

21. Чулкина В.А. Эффективность инкрустации семян яровой пшеницы / В.А. Чулкина, Л.Ф. Ашмарина, Б.И. Тепляков // Болезни сельскохозяйственных культур и борьба с ними в Сибири: Сб. науч. тр. / ВАСХНИЛ. Сиб, отд-ние. СибНИИ земледелия и химизации сел. хоз-ва. - Новосибирск, 1989. - 'С. 39.

22. Чулкина В.А. Влияние системных фунгицидов на продуктивность яровой пшеницы при разных сроках их применения / В.А. Чулкина, Б.И. Тепляков, Т.Н. Крупская // Болезни сельскохозяйственных культур и борьба с ни-

ми в Сибири: Сб. науч. тр. / ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние. СибНИИ земледелия и химизации сел. хоз-ва. - Новосибирск, 1989. - С. 9-20.

23. Баковые смеси фунгицидов против листостеблевых инфекций яровой пшеницы: Рекомендации / ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние. СибНИИ земледелия и химизации сел. хоз-ва. - Новосибирск, 1990. - 12 с. (в соавт.).

24. Сроки применения фунгицидов против листостеблевых инфекций при интенсивной технологии возделывания яровой пшеницы: Рекомендации / ВАСХНИЛ. Сиб. отд-ние. СибНИИ земледелия и химизации сел. хоз-ва. - Новосибирск, 1990. - 20 с. (в соавт.).

25. Кузнецова Т.Т. Влияние фунгицидов, биопрепаратов и биологически активных соединений на микрофлору филлосферы яровой пшеницы / Т.Т. Кузнецова, Б.И. Тепляков // Науч. - техн. бюл. / РАСХН. Сиб. отд-ние. СибНИИ земледелия и химизации сел. хоз-ва. - Новосибирск, 1992. - Вып. 2. - С. 3-8.

26. Тепляков Б.И. Перспективы использования фунгицида растительного происхождения цембрана в борьбе с болезнями яровой пшеницы // Науч. - техн. бюл. / РАСХН. Сиб. отд-ние. СибНИИ земледелия и химизации сел. хоз-ва. -Новосибирск, 1992. - Вып. 2. - С. 8-12.

27. Система оптимизации фитосанитарного состояния посевов яровой пшеницы: Рекомендации / РАСХН. Сиб. отд-ние. СибНИИ земледелия и химизации сел. хоз-ва. - Новосибирск, 1994. - 24 с. (в соавт.).

28. Тепляков Б.И. Особенности фитосанитарной ситуации по болезням в посевах яровой пшеницы разного срока сева // Проблемы АПК в условиях рыночной экономики: Тез. докл. - Новосибирск, 1996. - С. 61-62.

29. Тепляков Б.И. Оценка фитосанитарной ситуации по болезням в посевах различных сортов яровой пшеницы при разных сроках сева // Сб. (научно-методический). - Томск, 1998. - Вып. 1. - С. 103-108.

30. Ашмарина Л.Ф. Оценка эффективности разных уровней защиты яровой пшеницы от комплекса вредных организмов / Л.Ф. Ашмарина, Б.И. Тепляков, H.H. Поскольный // Сиб. вестн. с. - х. науки. - 1998. - № 3-4. - С. 53-58.

31. Тепляков Б.И. Эффективность различных уровней защиты яровой пшеницы от болезней при разных сроках сева // Тр. Томского филиала Новое, гос. аграр. ун-та. - Томск, 1999. - Вып. 2. - С. 98-101.

32. Тепляков Б.И. Болезни яровой пшеницы в Западной Сибири / Б.И. Тепляков, О.И. Теплякова // Защита и карантин растений. - 2003. - № 1. - С. 1718.

33. Ашмарина Л.Ф. Особенности фитосанитарной ситуации в агроценозе яровой пшеницы разного срока сева в лесостепи Западной Сибири / Л.Ф. Ашмарина, Б.И. Тепляков, H.H. Поскольный и др. // Сиб. вестн. с. - х. науки. -2003.-№ 1.-С. 54-60.

34. Власенко Н.Г. Влияние азотного удобрения и фунгицидов на продуктивность сортов яровой пшеницы / Н.Г. Власенко, Б.И. Тепляков, О.И. Теплякова // Агрохимия. - 2004. - № 1. - С. 60-64.

35. Тепляков Б.И. Факторы повышения продуктивности яровой пшеницы / Б.И. Тепляков, О.И. Теплякова // Защита и карантин растений. - 2004. - № 4. - С. 24-25.

36. Власенко Н.Г. Роль азотных удобрений и фунгицидов в повышении урожайности сортов яровой пшеницы / Н.Г. Власенко, Б.И. Тепляков, О.И. Теплякова // Доклады РАСХН. - 2004. - № 4. - С. 25-28.

37. Власенко Н.Г. Эффективность агрохимикатов при возделывании яровой пшеницы / Н.Г. Власенко, Б.И. Тепляков, О.И. Теплякова // Защита и карантин растений. - № 9. - С. 47-48.

38. Власенко Н.Г. Влияние азотного удобрения и пестицидов на урожайность яровой пшеницы и качество зерна / Н.Г. Власенко, Б.И. Тепляков, О.И. Теплякова // Сиб. вестн. с. - х. науки. - 2004. - № 2. - С. 91-93.

39. Тепляков Б.И. Особенности развития болезней на яровой пшенице в северной лесостепи Западной Сибири / Б.И. Тепляков, О.И. Теплякова // Вестник Новосиб. гос. аграр. ун-та. - Новосибирск, 2005. - № 3. - С. 46-52.

40. Власенко Н.Г. Особенности фитосанитарной ситуации в агроценозах различных сортов яровой пшеницы / Н.Г. Власенко, Б.И. Тепляков, Р.Н. Фи-сечко и др. П Сиб. вестн. с. - х. науки. - 2006. - № 2. - С. 54-62.

Подписано в печать 24.04.2006 г. Формат 60x84 Печ. л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ № 168.

ИПЦ «Юпитер» 630501, Новосибирская область, пос. Краснообск

Список используемых сокращений

ВВЕДЕНИЕ

I Методы получения и свойства веществ в нанодисперсном состоянии

1.1. Параметры структуры и свойства нанопорошков

1.2. Традиционные методы получения нанопорошков

1.3. Электрический взрыв проводников как способ получения нанопорошков

1.3.1. Развитие исследований явления электрического взрыва проводников

1.3.2. Общее описание явления электрического взрыва проводников

1.3.3. Особенности физико-химических свойств нанопорошков, полученных с помощью электрического взрыва проводников

1.4. Реализованные возможности управления свойствами нанопорошков при электрическом взрыве проводников

1.5. Постановка задач исследований

2. Основные закономерности формирования дисперсного и фазового состава продуктов электрического взрыва проводников

2.1. Влияние энергетических характеристик взрыва на дисперсность нанопорошков

2.1.1. Методики экспериментов по получению нанопорошков при электрическом взрыве проводников и исследованию их свойств

2.1.2. Зависимость дисперсности нанопорошков от введенной в проводник энергии

2.1.3. Влияние скорости ввода энергии на дисперсность электровзрывных нанопорошков

2.1.4. Влияние дуговой стадии

2.2. Зависимость дисперсности нанопорошков от природы газасреды и добавок химически реагирующих газов

2.3. Исследование влияния дефектности структуры материала проводника на однородность нагрева и дисперсность продуктов электрического взрыва

2.4. Особенности фазового состава нанопорошков металлов

2.5. Дисперсность и фазовый состав продуктов электрического взрыва проводников из сплавов, синтез интерметаллидов

2.6. Выводы по главе

3. Состав и характеристики нанопорошков оксидов и гидроксидов, синтезируемых при электрическом взрыве проводников в кислородсодержащих средах

3.1. Получение нанопорошков оксидов металлов при электрическом взрыве проводников в инертном газе с добавками воздуха

3.1.1. Состав оксидно-гидроксидного слоя на частицах электровзрывных нанопорошков алюминия

3.1.2. Получение нанопорошков оксидов меди при электрическом взрыве проводников в инертном газе с добавками воздуха

3.2. Состав нанопорошков, полученных при электрическом взрыве различных металлов в воде

3.2.1. Состав продуктов электрического взрыва алюминиевых проводников в жидкой воде

3.2.2. Особенности химического состава продуктов электрического взрыва металлов, имеющих несколько степеней окисления

3.2.3. Особенности фазового состава продуктов электрического взрыва алюминиевых проводников во льду

3.3. Применение продуктов электрического взрыва проводников для очистки воды

3.4. Выводы по главе

4. Синтез нанопорошков карбидов при электрическом взрыве проводников в углеродсодержащих средах

4.1. Фазовый и химический состав продуктов электрического взрыва проводников в газообразных углеводородах

4.2. Особенности синтеза карбидов при электрическом взрыве проводников в конденсированных углеводородах

4.2.1. Свойства нанопорошков карбидов вольфрама, полученных при электрическом взрыве проводников в декане

4.2.2. Образование карбида титана при электрическом взрыве проводников в декане

4.2.3. Продукты электрического взрыва алюминиевых проводников в декане

4.3. Влияние химического состава углеводородов на характеристики нанопорошков карбидов металлов

4.4. Улучшение триботехнических характеристик смазочных материалов продуктами электрического взрыва медных проводников

4.5. Выводы по главе

5. Физико-химические основы формирования свойств нанопорошков при электрическом взрыве проводников

5.1. Анализ физических моделей электрического взрыва проводников

5.2. Физические процессы, протекающие при взаимодействии энергии высокой плотности мощности с металлами

5.2.1. Структурно-энергетические процессы на стадиях ввода энергии и релаксации первичных продуктов диспергирования металла

5.2.2. Динамика формирования частиц нанопорошков металлов при электрическом взрыве проводников в инертных газовых средах

5.3. Термодинамический анализ химических реакций при электрическом взрыве проводников

5.4. Выводы по главе

6. Разработка электровзрывного модуля для снижения агломерации нанопорошков и разделения их на фракции

6.1. Проблема агломерации нанопорошков при их получении и характеристика установки УДП-4Г

6.2. Анализ процесса расширения продуктов взрыва и движения частиц

6.3. Конструктивные особенности установки УДП

6.4. Выводы по главе

В настоящее время существенное улучшение характеристик материалов и изделий, значительный рост качества продукции и повышение производительности технологических процессов могут быть достигнуты при использовании нанопорошков (НП). Малый размер частиц НП обуславливает их особые электрические, теплофизические, магнитные и другие свойства, благодаря которым НП имеют перспективу все большего применения в различных производственных процессах, и можно без преувеличения сказать, что нанодисперсные материалы в ближайшее будущее будут определять судьбу технического прогресса [1].

НП получают различными методами. Одним из перспективных методов получения НП является электрический взрыв проводников (ЭВП), позволяющий управлять дисперсным составом, физическими, химическими и другими свойствами получаемых порошков. ЭВП позволяет получать НП металлов и сплавов, химических соединений (оксидов, нитридов, карбидов и др.), а также НП, содержащие аморфные и кристаллические метастабильные фазы.

Электрический взрыв проводников - это неравновесный процесс, при котором под действием импульсного электрического тока проводник диспергируется и продукты взрыва перемешиваются с окружающей средой [2]. Таким образом, по своей природе ЭВП как метод получения нанопорошков сочетает в себе признаки диспергационных методов -проводник разрушается под действием электрического тока, и методов испарения-конденсации - значительная часть материала проводника в процессе электровзрыва переходит сначала в газообразное состояние.

Важным достоинством электровзрывной (ЭВ) технологии является простота регулирования свойств конечных продуктов электровзрыва -дисперсного, фазового и химического состава нанопорошков и других характеристик с помощью электрических параметров. При этом ЭВ-технология характеризуется низкими энергозатратами - менее 10 кВт-час/кг. Очень низкие затраты энергии обусловлены прямым нагревом проводника электрическим током без участия теплоносителей и высокой скоростью п нагрева (более 10 К/с), обеспечивающей практически адиабатические условия передачи энергии проводнику. ЭВ-технология характеризуется достаточно высокой производительностью - до 50 г/час по алюминию и до 300 г/час по вольфраму. Тугоплавкость металлов не является препятствием при получении нанопорошков. Достоинством ЭВ-технологии является ее универсальность при получении различных по природе нанопорошков. Если при ЭВП в среде инертных газов или водорода получаются НП металлов, сплавов, интерметаллидов, то в среде химически активных газов образуются НП химических соединений металлов с неметаллами (оксиды, нитриды, карбиды и др.).

Электровзрывные НП обладают рядом преимуществ в сравнении с НП, полученными другими способами: частицы устойчивы к окислению и спеканию при комнатной температуре, при нагревании характеризуются высокой химической и диффузионной активностью, что связано с особым метастабильным состоянием частиц, с возможностью их саморазогрева в узкой локализованной зоне взаимодействия [3,4].

Исследования ЭВП как метода получения НП в течение многих лет проводятся как в нашей стране, так и за рубежом. В начале 70-х годов XX века сотрудник кафедры проф. Мельникова М.А. Томского политехнического института Иванов Г.В. предложил использовать электрический взрыв проволок для распыления металлов и получения нанодисперсных порошков. Позже под руководством Яворовского H.A. в НИИ высоких напряжений (НИИ ВН) была создана технология получения электровзрывных НП, проведены начальные исследования их свойств. С начала 80-х годов в НИИ ВН накоплен значительный экспериментальный материал, результаты исследований были обобщены в ряде диссертационных работ: Вишневецкого И.И. [5], Яворовского H.A. [6], Давыдовича В. [7], Лернера М.И. [8], Ляшко А.П. [9], Проскуровской Л.Т. [10], Ана В.В. [11], Тихонова Д.В. [12], Громова A.A. [13]. В этих работах удалось установить корреляционные зависимости, связывающие исходные условия получения с некоторыми характеристиками порошков. При пиролизе углеводородных жидкостей с помощью ЭВП Вишневецкий И.И. получал карбиды металлов [5], но в его работе была показана лишь принципиальная возможность их синтеза, количественные оценки и данные о составе и свойствах твердых продуктов электровзрыва отсутствуют. Яворовским H.A. [6] установлено бимодальное распределение частиц по размерам, показано, что при ЭВП частицы формируются как за счет конденсации испарившейся части проводника, так и за счет диспергирования жидкого металла, а соотношение этих компонент определяется величиной введенной в проводник энергии. Давыдовичем В.И. исследована зависимость физико-химических свойств НП металлов с низкой электропроводностью (железа и вольфрама) от условий взрыва проводников [7]. Было установлено, что НП железа и вольфрама могут содержать различные полиморфные модификации. Лернером М.И. проводилось изучение дисперсности и строения порошков меди и алюминия в зависимости от параметров ЭВП и вида газовой среды [8]. Установлено, что при введении небольшого количества химически активного газа в инертный газ размер образующихся частиц уменьшается. Показано, что длительность процесса коагуляции пропорциональна начальному диаметру проводника dBn, а, следовательно, параметром регулирования дисперсности порошков может служить и диаметр взрываемого проводника. Исследованы условия получения порошков химических соединений - оксида и нитрида алюминия. Тихонов Д.В. [12] исследовал закономерности получения порошков сложного фазового состава при ЭВП чистых металлов (вольфрама, титана, меди), сплавов (латуни, свинцово-оловянного), совместном взрыве проводников из разных металлов в инертных газах, а также при ЭВП в углерод- и кислородсодержащих газовых средах. В работах Ляшко А.П. [9],

Проскуровской JI.T. [10], Ана В.В. [11], Громова А.А. [13] изучены физико-химические свойства НП, микроструктурные и субструктурные характеристики частиц НП, а также особенности их взаимодействия с азотом, кислородом, водой.

Работы по получению и исследованию свойств электровзрывных НП проводятся и в других научных организациях. Седой B.C. (ИСЭ СО РАН, г. Томск) показал, что при пониженном давлении газовой среды во взрывной камере можно получать высокодисперсные порошки металлов [14, 15]. Группа исследователей под руководством Котова Ю.А. (Институт электрофизики УрО РАН, г. Екатеринбург) получает порошки оксидов металлов в газах при низких введенных энергиях [16].

К настоящему времени уровень разработки метода ЭВП достиг опытно-промышленного производства, в то же время исследования были направлены на получение преимущественно НП металлов при ЭВП в химически инертных газовых средах. В большинстве работ была показана лишь принципиальная возможность синтеза химических соединений, отсутствовали количественные оценки и данные о составе и свойствах многих продуктов электровзрыва. Несмотря на многочисленные экспериментальные и теоретические исследования ЭВП, отсутствует полная ясность как в механизме диспергирования металлических проводников, так и в механизме формирования конечных продуктов при ЭВП в химически активных средах. Данные о неравновесности процессов являются основанием для разработки принципиально нового механизма электрического взрыва. Не решена в настоящее время и является актуальной проблема агломерации наночастиц. Экспериментальные данные указывают на то, что для получения неагломерированного НП узкого фракционного состава необходимо внести изменения в конструкцию установки.

Таким образом, для дальнейшего развития технологии необходимо провести исследования, направленные на изучение процессов формирования НП тугоплавких неметаллических соединений при ЭВП в химически активных средах и на повышение качества порошков - получение неагломерированных нанопорошков узкого фракционного состава.

Цель работы - разработка научных основ электровзрывной технологии тугоплавких неметаллических и металлических нанопорошков и совершенствование ее аппаратурного обеспечения.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Анализ факторов, оказывающих влияние на дисперсный и фазовый состав продуктов электрического взрыва проводников.

2. Установление зависимостей изменения фазового и химического состава, дисперсности нанопорошков оксидов металлов при электрическом взрыве проводников в кислородсодержащих средах от энергетических характеристик взрыва, от состава и плотности окружающей среды.

3. Установление зависимостей свойств нанопорошков тугоплавких карбидов металлов от энергетических характеристик взрыва, от состава и плотности окружающей среды, выявление условий получения карбидов металлов с возможно максимальным содержанием в них углерода.

4. Изучение термодинамических закономерностей формирования химических соединений (оксидов, карбидов, нитридов) при электрическом взрыве проводников в химически активных средах.

5. Разработка феноменологической модели формирования наночастиц в результате воздействия импульса тока высокой плотности на металлы, учитывающей последовательные стадии ввода электрической энергии в проводник, нагрева, диспергирования металла, взаимодействия продуктов взрыва и их охлаждения.

6. Разработка технического решения и конструкции электровзрывного модуля для снижения степени агломерации нанопорошков и разделения их на фракции.

7. Исследование технологических процессов с применением электровзрывных нанопорошков.

Диссертационная работа выполнена по тематике госбюджетных исследований, проводившихся по плану научно-исследовательских работ НИИ высоких напряжений (1993-2005 г.г.), гранта МО РФ № 01.99.0011724 (1999-2004 г.г.), гранта РФФИ № 01-02-17948 (2001-2002 г.г.), в рамках межвузовской подпрограммы «Исследование, производство и применение ультрадисперсных сред в программе ГКВШ РФ «Перспектива» (1993-1996 г.г.), программы совместных работ Томского политехнического университета и Ульсанского университета (Корея) (2002-2005 г.г.), программы «Развитие нанотехнологий», выполняемой НИИ высоких напряжений и Далянским техническим университетом (Китай) (2001-2005 г.г.), хоздоговорных работ, программы Правительства РФ «Полимеры России», раздел «Наполненные нанопорошками полимеры» (2006 г.).

Научная новизна

1. Установлено, что состав и выход конечных продуктов электрического взрыва проводников в химически активных средах -карбидов, оксидов, нитридов металлов - определяется характером изменения энергии Гиббса, разностью между значениями верхней температурной границы устойчивости получаемого химического соединения и нижней температурной границы, при которой реакция прекращается, и временем взаимодействия продуктов диспергирования с компонентами окружающей среды.

2. Установлены корреляционные зависимости дисперсного, фазового и химического состава нанопорошков \УС, Мо, А1, А^Оз, А14Сз, Си, Си20, СиО, Т1С от энергетических характеристик (введенной в проводник энергии, скорости ее ввода, энергии дуговой стадии) и от состава окружающей среды (специально подобранных смесей ацетилена или пропана с аргоном и конденсированных углеводородов при получении нанопорошков карбидов металлов, смесей аргона с кислородом и конденсированной воды -при получении нанопорошков оксидов металлов, смесей аргона с малыми добавками химически активных газов - при получении нанопорошков металлов).

3. Установлено, что плотность и динамическая вязкость окружающей проводник при взрыве среды являются параметрами, влияющими на дисперсный, фазовый и химический состав продуктов электрического взрыва проводников: с повышением плотности (динамической вязкости) среды выход тугоплавких соединений и стабилизация их высокотемпературных фаз возрастает, а дисперсность порошков уменьшается.

4. Обнаружена особенность воды как окислительно-восстановительной системы в условиях электрического взрыва проводников: образование низших оксидов (РеО, Т1203, у-Т1305, ТцОу, Си20) при электрическом взрыве проводников из металлов, имеющих несколько степеней окисления, что объясняется участием водорода в стабилизации промежуточных состояний оксидов.

5. Предложена феноменологическая модель формирования частиц п нанопорошков под действием импульса тока большой плотности (/ > 10 А/см ), учитывающая неравновесность процессов как на стадии ввода энергии, так и на стадии релаксации энергонасыщенных состояний. Показано, что при увеличении скорости ввода энергии (плотности мощности) усиливается роль энергетически менее выгодных (более энергоемких) каналов диссипации энергии (ионизация, образование новых поверхностей с разрывом химических связей).

6. Установлено и объяснено с использованием модели формирования наночастиц наличие трех максимумов на кривой распределения частиц порошков по диаметру: наиболее мелкая фракция (с максимумом -0,1 мкм) образуется за счет конденсации газоподобной фазы продуктов электрического взрыва на зародышах (ионах), средняя фракция (~1-10 мкм) -за счет конденсации газоподобной фазы на поверхность жидких частиц и крупная фракция (-20-100 мкм) - за счет концевых эффектов: взрыва концов проводников при более низкой напряженности электрического поля.

Практическая ценность работы

1. Разработана и внедрена технология получения нанодисперсных порошков оксидов, карбидов, нитридов. Опытные партии нанопорошков у-АЬОз поставлены в Институт нанотехнологий (Германия), нитрида алюминия, карбида вольфрама - в МИФИ, нанопорошков меди, железа, алюминия - в Далянский университет (КНР), Ульсанский университет (Республика Корея), фирму "БИРЕ - энергетические материалы" (Франция) и другие организации.

2. Разработана конструкция электровзрывного модуля для повышения качества нанопорошков с учетом динамики процессов формирования наночастиц: для снижения агломерации нанопорошков и разделения частиц в потоке на фракции.

3. Определены технологические параметры процессов электровзрывного синтеза нанодисперсных порошков тугоплавких соединений и металлов, при которых получаются продукты с высокой дисперсностью.

4. Предложено для повышения выхода химических соединений (карбидов вольфрама, титана, алюминия) осуществлять электрический взрыв проводников в конденсированных средах. Повышение плотности или динамической вязкости среды позволяет получать, например, стехиометрический карбид вольфрама \УС и а-АЬОз.

5. Разработан препарат «СТАРТ-2М», являющийся антифрикционным модификатором поверхностей трения, на основе результатов исследований электрического взрыва проводников в жидких углеводородах, на который составлены ТУ 25714-003-02070235-96.

Автор защищает

1. Совокупность научных положений, закономерностей и механизмов формирования нанодисперсных тугоплавких химических соединений и металлов в условиях электрического взрыва проводников: термодинамические закономерности процесса формирования химических соединений, закономерности влияния свойств окружающей среды (плотности - динамической вязкости, малых добавок химически активного газа, особенности воды как окислительно-восстановительной среды) и энергетических характеристик на свойства электровзрывных нанопорошков.

2. Установленные зависимости между технологическими параметрами (электрическими, геометрическими и параметрами окружающей среды) получения нанопорошков тугоплавких химических соединений и металлов и их свойствами (дисперсностью, распределением частиц по размерам, фазовым и химическим составом).

3. Феноменологическую модель формирования наночастиц порошков под действием импульса тока высокой плотности, учитывающую неравновесность процессов как на стадии ввода энергии, так и на стадии релаксации энергонасыщенных состояний.

4. Технологические решения, направленные на повышение качества нанопорошков и на их применение.

Реализация результатов работы

1. Рекомендации, разработанные на основе результатов работы, реализованы на практике при наработке опытных образцов нанопорошков оксидов и карбидов металлов (у-А120з, WC, TiC) в опытном производстве НИИ высоких напряжений.

2. Результаты работы использованы для получения нанопорошков металлов (W, Al, Ti) и химических соединений (WC, W2C, AI4C3, AIN, TiC) при выполнении контракта №14-7/03 «Фундаментальные исследования и изучение характеристик нанопорошков, полученных с помощью электрического взрыва проводников», проводимого в рамках Программы совместных работ НИИ высоких напряжений при ТПУ и Ульсанского университета (Корея).

3. Материалы работы используются при изучении теоретической части и при проведении лабораторных работ по курсу «Электроразрядные технологии обработки и разрушения материалов», а также в дипломном проектировании студентами специальности - техника и электрофизика высоких напряжений Томского политехнического университета.

Личный вклад автора. Диссертация является обобщением исследований автора, выполненных в НИИ высоких напряжений при ТПУ в период с 1993 г. по настоящее время. Автор внес определяющий вклад в постановку задач, выбор направлений и методов исследований, анализ и интерпретацию полученных результатов. По существу содержания работы на различных этапах ее выполнения автору была оказана помощь н.с., к.т.н. Тихоновым Д.В. при проведении экспериментов по ЭВП в газовых средах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, а также списка цитируемой литературы из 223 наименования. Работа изложена на 273 страницах, содержит 78 рисунков, 32 таблицы и приложение с документами, подтверждающими практическую значимость полученных результатов.

Выводы по главе 6

1. На основе данных о динамике разлета продуктов диспергирования проводника внесены изменения в конструкцию электровзрывного модуля, позволяющие повысить качество получаемых порошков. Размер агломератов снижается до 2,3 мкм, а их содержание в порошке -до 6%.

2. В разработанной установке УДП-5 происходит разделение продуктов электровзрыва на две и более фракций, что дает дополнительную возможность в получении нанопорошков с узким распределением частиц по размерам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Электрический взрыв проводников - это импульсный неравновесный процесс, при котором под действием концентрированного потока электрической энергии проводник диспергируется и перемешивается с окружающей средой: газом, жидкостью, твердым веществом. Таким образом, в процессе электрического взрыва проводников создаются условия для химического взаимодействия металлов с кислородом, азотом, углеводородами, с другими металлами и т.д. В этом случае ЭВП следует рассматривать как химический генератор оксидов, карбидов, нитридов и других соединений в нанодисперсном состоянии.

При обосновании цели и задач исследований в рамках настоящей диссертационной работы использовались результаты, полученные ранее при выполнении кандидатской диссертации и результаты анализа литературных источников, из которых следует, что свойства порошков, получаемых методом ЭВП - дисперсность и распределение частиц по размерам, фазовый и химический состав, зависят в разной степени от всех условий взрыва. В то же время анализ литературных данных показал, что возможности метода ЭВП по регулированию характеристик и расширению номенклатуры НП изучены еще не полностью. Недостаточность данных по механизму диспергирования металлических проводников и образования первичных продуктов ЭВП, закономерностям формирования вторичных продуктов при ЭВП в химически активных средах вызвали необходимость проведения дополнительных исследований, направленных на поиск исходных условий ЭВП для получения НП с высокой дисперсностью и узким распределением частиц по размерам, заданного фазового и химического состава.

Для выбора исходных условий ЭВП, позволяющих получить нанопорошки с высокой дисперсностью и узким распределением частиц по размерам, был проведен анализ значимости параметров по их влиянию на дисперсный и фазовый состав нанопорошков как при ЭВП в химически активных средах с последующими химическими реакциями, оказывающими существенное влияние на дисперсность образующихся частиц, так и при ЭВП в инертных газовых средах. Рассмотрено влияние энергетических характеристик взрыва (введенной в проводник энергии, скорости ввода энергии, дуговой стадии), добавок химически реагирующих газов на дисперсность нанопорошков. Уточнены представления о значимости энергетических параметров. Анализ литературных данных и результатов экспериментов по ЭВ вольфрамовых и молибденовых проводников показал, что влияние дуговой стадии на дисперсность определяется величиной энергии, воздействующей на первичные продукты диспергирования проводника: при eJez < 0,8 дуговой разряд затягивает процесс коагуляции первичных продуктов взрыва проводников в процессе их разлета и охлаждения и приводит к снижению дисперсности нанопорошков. При больших значениях энергии дугового разряда, более 0,8ес, наблюдается повышение дисперсности нанопорошков. Скорость ввода энергии может служить параметром регулирования дисперсности порошков при значении введенной в проводник энергии < 1,5ес. При больших значениях е/ес регулирование дисперсности за счет этого параметра становится неэффективным. Уточнены представления о влиянии давления окружающего газа на дисперсность: при е/ес < 0,8-1,0 изменение давления в пределах 1-15 кПа не оказывает существенного влияния на дисперсность. Дефектность структуры материала проводника влияет на однородность его нагрева при протекании мощного импульсного тока. Рассмотрены особенности фазового состава НП химических соединений и металлов, возможность получения НП интерметаллидов при ЭВП.

При электрическом взрыве проводников в кислородсодержащих средах получаются НП оксидов металлов. Исследовано влияние малых добавок воздуха в аргон на фазовый и химический состав нанопорошков, получаемых при электровзрыве медных проводников. Если содержание воздуха не превышает 0,5-1 об.%, то малые его добавки в инертный газ могут использоваться для создания пассивирующих оксидных покрытий и получения нанопорошков, имеющих высокую площадь удельной поверхности и содержащих в своем составе > 80 % металла. При большем содержании воздуха получаются нанопорошки оксидов металлов. Исследован фазовый, химический и дисперсный состав порошков, получаемых при электровзрыве алюминиевых проводников в воде в зависимости от введенной энергии, наличия дуговой стадии, от агрегатного состояния окружающей среды (вода, лед). Показано, что плотность и динамическая вязкость окружающей проводник при взрыве среды являются параметрами, влияющими на свойства продуктов ЭВП: с повышением плотности (динамической вязкости) среды степень превращения металла и стабилизация высокотемпературных модификаций оксида алюминия возрастает, а дисперсность порошков уменьшается. Рассмотрены особенности окислительно-восстановительных свойств системы металл-вода на примере электровзрыва проводников из металлов, имеющих несколько степеней окисления (железо, титан, медь). Установлена особенность воды как окислительно-восстановительной системы в условиях ЭВП: образование низших оксидов (РеО, Т1203, у-Т^СЬ, ТцСЬ, Си20) при электрическом взрыве проводников из металлов, имеющих несколько степеней окисления, что объясняется участием водорода в стабилизации промежуточных состояний оксидов. Показаны возможности использования ЭВП и электровзрывных НП для очистки воды от тяжелых металлов, органических веществ и растворенных газов.

Продуктами ЭВП в углеродсодержащих средах являются нанодисперсные порошки карбидов металлов. Исследован фазовый, химический и дисперсный состав нанопорошков, получаемых при электровзрыве вольфрамовых, титановых, танталовых, алюминиевых проводников в газообразных и конденсированных углеводородах в зависимости от энергетических характеристик взрыва и свойств окружающей среды. Установлено, что повышение плотности - динамической вязкости окружающей среды приводит к получению более насыщенных углеродом фаз карбидов. Рассмотрено влияние химического состава углеводородов на свойства НП карбидов. Даны рекомендации по улучшению триботехнических характеристик смазочных материалов. На основании результатов исследований ЭВП в жидких углеводородах разработан препарат «СТАРТ-2М», являющийся антифрикционным модификатором поверхностей трения, на который составлены ТУ 25714-003-02070235-96.

На основании проведенных исследований разработаны технологические регламенты на получение нанопорошков карбидов вольфрама, карбида титана, оксида алюминия при электрическом взрыве вольфрамовых и титановых проводников в декане и алюминиевых проводников в воде, соответственно.

Предложена феноменологическая модель взаимодействия импульса тока высокой плотности с металлами и формирования наночастиц, рассматривающая последовательные стадии ввода электрической энергии в проводник до плавления и после плавления, диспергирования металла, образования первичных продуктов ЭВП, взаимодействия продуктов взрыва и их охлаждения. Модель учитывает неравновесность процессов как на стадии ввода энергии, так и на стадии релаксации энергонасыщенных состояний первичных продуктов диспергирования металла. При увеличении скорости ввода энергии усиливается роль более энергоемких каналов диссипации энергии. Предложен критерий неравновесности процессов, протекающих при введении в металл энергии с высокой плотностью мощности при электрическом взрыве: отклонение от закона Джоуля-Ленца при действии импульса тока (вынужденный процесс). В течение более длительного временного интервала при охлаждении продуктов диспергирования (самопроизвольный процесс), когда электрический ток уже не протекает, неравновесность проявляется в том, что полной релаксации в состоянии порошков не происходит, и часть энергии «замораживается» в виде запасенной энергии поверхности, внутренних дефектов, зарядовых состояний. Предлагается механизм формирования наночастиц при ЭВП в инертных газовых средах, начиная с максимально достигаемой продуктами ЭВП температуры и до полного охлаждения. При анализе динамики разлета первичных продуктов взрыва предполагается, что капли и газоподобная фаза приобретают электрический заряд, что способствует стабилизации зарядовых структур в условиях высоких скоростей охлаждения продуктов и действия электромагнитных полей.

Проведен термодинамический анализ химических реакций при ЭВП в химически реакционных средах. Экспериментально показано на примере синтеза порошков карбидов алюминия, титана, вольфрама, нитрида алюминия, что состав и выход конечных продуктов электрического взрыва проводников в химически активных средах - карбидов, оксидов, нитридов металлов - определяется характером изменения энергии Гиббса, разностью между значениями верхней температурной границы устойчивости рассматриваемого химического соединения и нижней температурной границы, при которой реакция прекращается, и временем взаимодействия продуктов диспергирования с компонентами окружающей среды

Анализ ранее проведенных работ показал, что для получения неагломерированного НП узкого фракционного состава необходимо провести конструктивные изменения установки. Предложена конструкция установки, позволяющая снизить размеры агломератов более чем на порядок (с 60-100 до 2 мкм) и разделять продукты электровзрыва на две и более фракций, что дает дополнительную возможность в получении нанопорошков с узким распределением частиц по размерам.

В таблице 1 представлены возможности электровзрывной технологии по получению нанопорошков тугоплавких неметаллических соединений и металлов при ЭВП в газовых и конденсированных средах. Таким образом, анализируя полученные результаты, можно утверждать, что электровзрывная технология является универсальной технологией нанопорошков и может обеспечить нанопорошками многие отрасли промышленности. Электровзрывная технология позволяет предлагать на рынке нанопорошки (100 - 1000 долларов за килограмм) и установки (45 - 100 тыс. долларов).

1. Nanotechnology Research Directions: 1.GN Workshop Report / Edited by MJ.C. Roko, R.S. Williams and P. Alivisatos. Netherlands: Kluwer Academic Publishers.-2000.

2. Бурцев B.A., Калинин H.B., Лучинский A.B. Электрический взрыв проводников и его применение в электрофизических установках. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 289 с.

3. Ильин А.П. Особенности энергонасыщенной структуры малых металлических частиц, сформированных в сильнонеравновесных условиях // Физика и химия обработки материалов. 1997. - № 4. - С. 93-97.

4. Ильин А.П., Назаренко О.Б., Тихонов Д.В. и др. Структурно-энергетические процессы при электрическом взрыве проводников // Известия вузов. Физика. 2002. - № 12. - С. 31-34.

5. Вишневецкий И.И. Исследование разложения углеводородов в импульсных электрических разрядах: Дис. .к.т.н. Томск, 1974. - 237 с.

6. Яворовский H.A. Электрический взрыв проводников метод получения ультрадисперсных порошков: Дис. .к.т.н. - Томск, 1982. - 127 с.

7. Давыдович В.И. Разработка технологического процесса и оборудования для электровзрывного получения порошков металлов с низкой электропроводностью: Дис. .к.т.н. Томск, 1986. - 254 с.

8. Лернер М.И. Управление процессом образования высокодисперсных частиц в условиях электрического взрыва проводников: Дис. .к.т.н. -Томск, 1988.- 155 с.

9. Ляшко А.П. Особенности взаимодействия с водой и структура субмикронных порошков алюминия: Дис. .к.х.н. Томск, 1988. - 178 с.

10. Проскуровская Л.Т. Физико-химические свойства электровзрывных ультрадисперсных порошков алюминия: Диск.х.н. Томск, 1988. -155 с.

11. Ah B.B. Применение нанопорошков алюминия при получении нитридсодержащих материалов: Дис. .к.т.н. Томск, 1999. - 160 с.

12. Тихонов Д.В. Электровзрывное получение ультрадисперсных порошков сложного состава: Дис. .к.т.н. Томск, 2000. - 237 с.

13. Громов A.A. Получение нитридсодержащих материалов при горении сверхтонких порошков алюминия и бора: Дис. .к.т.н. Томск, 2000. -189 с.

14. Седой B.C., Валевич В.В. Получение высокодисперсных металлических порошков методом электрического взрыва в азоте пониженного давления // Письма в ЖТФ. 1999. - Т. 25, № 4. - С. 81-84.

15. Седой B.C., Валевич В.В., Герасимова H.H. Синтез высокодисперсных порошков методом электрического взрыва в газе пониженного давления // Физика и химия обработки материалов. 1999. - № 4. - С. 92-95.

16. Котов Ю.А. Нанопорошки, получаемые с использованием импульсных методов нагрева мишени // Перспективные материалы. 2003. - № 4. - С. 79-82.

17. Морохов И.Д., Трусов Л.И., Лаповок В.И. Физические явления в ультрадисперсных средах. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 224 с.

18. Морохов И.Д., Трусов Л.И., Чижик С.П. Ультрадисперсные металлические среды. М.: Атомиздат, 1977. - 264 с.

19. Морохов И.Д., Петинов В.И., Трусов Л.И., Петрунин В.Ф. Структура и свойства малых металлических частиц // Успехи физики. 1981. - Т. 133, №4.-С. 653-692.

20. Губин С.П. Химия кластеров. Основы классификации и строение. М.: Наука. 1987. - 263 с.

21. Гусев А.И., Ремпель A.A. Нанокристаллические материалы. М.: Физматлит, 2001. - 224 с.

22. Петрунин В.Ф. Ультрадисперсные (нано-) материалы и нанотехнологии // Инженерная физика. 2001. - № 4. - С. 20-27.

23. Трусов Л.И., Холмянский В.А. Островковые металлические пленки. М.: Металлургия, 1973. - 182 с.

24. Алымов М.И., Аверин С.И., Евстратов Е.В. Термическая нестабильность нанокристаллического железа // Физика и химия обработки материалов. -2004.-№4.-С. 90-91.

25. Борман В.Д., Лай СЛ., Пушкин М.А. и др. Об использовании процесса Костера-Кронига для исследования перехода нанокластеров металла в неметаллическое состояние // Письма в ЖЭТФ. 2002. - Т. 76, № 7. - С. 520-525.

26. Сухович Е.П., Унгурс И.А. Методы изготовления ультрадисперсных порошков металлов // Известия АН Латв. ССР. 1983. - №4 (429). - С. 6377.

27. Андриевский P.A. Получение и свойства нанокристаллических тугоплавких соединений // Успехи химии. 1994. - Т. 63, № 5. - С. 431— 448.

28. Андриевский P.A. Порошковое материаловедение. М.: Металлургия, 1991.-207 с.

29. Ген М.Я., Зискин М.С., Петров Ю.И. Исследование дисперсности аэрозолей алюминия в зависимости от условий их образования // Доклады АН СССР. 1959. - Т. 127, № 2. - С. 366-368.

30. Механохимический синтез в неорганической химии: Сб. научн. тр. -Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1991.-259 с.

31. Ададуров Г.А. Физико-химические превращения веществ в ударных волнах с участием газов // Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева. 1990. - Т. 35, № 5. - С. 595-599.

32. Белошапко А.Г., Букаемский A.A., Ставер A.M. Образование ультрадисперсных соединений при ударноволновом нагружении пористого алюминия. Исследование полученных частиц // Физика горения и взрыва. 1990. - Т. 26, № 4. - С. 93-98.

33. Цветков Ю.В., Панфилов С.А. Низкотемпературная плазма в процессах восстановления. М.: Наука, 1980. - 284 с

34. Фоминский Л.П. Некоторые аспекты электроэрозионного способа получения окиси алюминия // Электронная обработка материалов. 1980. -№ 1. - С. 46-49.

35. Писаренко С.И., Лунина М.А. Исследование состава высокодисперсных частиц железа и олова, полученных электроконденсационным методом // Журнал физической химии. 1977. - Т. 51, № 8. - С. 2050-2052.

36. Анисимов С.И., Имис Я.А., Романов Г.С., Ходыко Ю.В. Действие излучения большой мощности на металлы. М.: Наука, 1970. - 272 с.

37. Анциферов В.Н., Шмаков A.M., Халтурин В.Г., Айнагос А.Ф. Лазерный синтез ультрадисперсных порошков оксида алюминия // Порошковая металлургия. 1995. - № 1/2. - С. 1-4.

38. Котов Ю.А., Осипов В.В., Иванов М.Г. и др. Исследование характеристик оксидных нанопорошков, получаемых при испарении мишени импульсно-периодическим СОг-лазером // Журнал технической физики. 2002. - Т. 72, № 11.-С. 76-82.

39. Соковнин С.Ю., Котов Ю.А., Алябьев Д.И. и др. Проект установки для получения нанопорошков // Радиационная физика и химия неорганических материалов: Труды 12-ой междунар. конф. Томск, 2003. -С. 453^56.

40. Столович H.H. Электровзрывные преобразователи энергии. Минск: Наука и техника, 1983. - 151 с.

41. Мартынюк М.М. Роль испарения и кипения жидкого металла в процессе электрического взрыва // Журнал технической физики. 1974. - Т. 44, № 6.-С. 1262-1270.

42. Ильин А.П., Громов A.A. Горение алюминия и бора в сверхтонком состоянии. Томск: Издательство Томского университета, 2002. - 154 с.

43. Nairne Е. Electrical experiments by Mr. Edward Nairne // Phil. Trans. Roy. Soc. London. 1774. - Vol. 6. - P. 79-89.

44. Faraday M. Division by the Leyden deflagration // Proc. Roy. Inst. 1857. -Vol. 8. P. 356.

45. Anderson J.A. Proc. Nati. Acad. Sei. U.S. 1920. - Vol. 6. - P. 42-43; Astrophys. J. - 1920. - Vol. 51. - P. 37^3.

46. Exploding wires. N.Y.: Plenum Press, 1959. Vol. 1. Перевод: Взрывающиеся проволочки / Под ред. A.A. Рухадзе. М.: Иностранная литература, 1963. - 342с.

47. Exploding wires. N.Y.: Plenum Press, 1964. Vol. 2. Перевод: Электрический взрыв проводников / Под ред. A.A. Рухадзе. М.: Мир. 1965.-360 с.

48. Exploding wires. N.Y.: Plenum Press, 1965. Vol. 3.

49. Exploding wires. N.Y.: Plenum Press, 1968. Vol. 4.

50. Кварцхава И.Ф., Плютто A.A., Чернов A.A., Бондаренко B.B. Электрический взрыв металлических проволок // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1956. - Т. 30, № 1. - С. 4253.

51. Лебедев C.B. Взрыв металла под действием электрического тока // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1957. - Т. 32, № 2. -С. 199-207.

52. Кривицкий Е.В. Динамика электровзрыва в жидкости. Киев: Наукова думка, 1986.-208 с.

53. Гулый Г.А., Малюшевский П.П. Высоковольтный электрический разряд в силовых импульсных системах. Киев: Наукова думка, 1977. - 127 с.

54. Новое в разрядно-импульсной технологии: Сб. научн. трудов. Киев: Наукова думка, 1979. - 152 с.

55. Гулый Г.А. Научные основы разрядно-импульсных технологий. Киев: Наукова думка. 1990. - 208 с.

56. А.с. № 399505/25 СССР. Давыдов А.С., Ларионов Н.И., Чередников М.М. Способ получения порошка и дроби из металлов и сплавов и устройство для осуществления этого способа. Заявл. 24.06.1949.

57. Мартынюк М.М., Цапков В.И., Пантелейчук О.Г. и др. Исследование физических свойств металлов методом импульсного нагрева // Препринт № 1102 Ун-та дружбы народов им. П. Лумумбы. 1972. 130 с.

58. Семкин Б.В. Электрический взрыв в конденсированных средах. Томск: ТПИ, 1979.-90 с.

59. Назаренко О.Б., Танбаев Ж.Г., Шардин Р.В. Анализ эффективности разрушения бетона при электрическом взрыве проводников // Физика импульсных воздействий на конденсированные среды: Тез. докл. VI научн. школы. Николаев, 1993. С. 68.

60. Назаренко О.Б. Особенности формирования продуктов электрического взрыва проводников в конденсированных средах: Дис. .к.т.н. Томск, 1996.- 129 с.

61. Chace W.G., Levine N.A. Classification of wire explosions // J.Appl.Phys. -1960.-Vol. 31, №7.-P. 1298-1303.

62. Чейс В. Введение // Электрический взрыв проводников: Сб. научн. тр. -М.: Мир, 1965.-С. 7-11.

63. Ткаченко С.И. Моделирование ранней стадии электрического взрыва проводника // Журнал технической физики. 2000. - Т. 70, № 7. - С. 138— 140.

64. Очеретин В.Н. Сравнительное исследование взрыва проволочек в воде и воздухе // Электронная обработка материалов. 1969. - № 1. - С. 52-54.

65. Seydel U., Schoefer R., Jager H. Temperatur und Druck explodierender Drahte beim Verdampungsbeginn // Z. Naturforsch. 1975. - V. 30a. - P. 116.

66. Schwarz U. Uber die erzeugung von Hochspannungsimpulsen mit Drahtexplosionen aus induktiven Energiespeichern // Ph. D. dissertation. TU Braunsxhweig, 1977. - P. 44.

67. Ushakov V.Ya., Ilyin A.P., Nazarenko O.B. et al. Ultrafine powders produced with wire electrical explosion (Production and properties) // KORUS'97: Proc. of the Ist Korea-Russian Int. Symp. on science and technology. Ulsan, 1997. -P. 167-171.

68. Ильин А.П., Трушина Л.Ф., Родкевич Н.Г. Электрохимические свойства электровзрывных энергонасыщенных порошков меди и серебра // Физика и химия обработки материалов. 1995. - № 3. - С. 122-125.

69. Ильин А.П. Об избыточной энергии ультрадисперсных порошков, полученных методом взрыва проволок // Физика и химия обработки материалов. 1994. - № 3. - С. 94-97.

70. Ильин А.П. Развитие электровзрывной технологии получения нанопорошков в НИИ высоких напряжений при Томском политехническом университете // Известия ТПУ. 2003. - Т. 306, №1. - С. 133-139.

71. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные среды. М.: Химия, 1989. - 464 с.

72. Дамаскин Б.Б., Петрий О.П., Подловченко Б.И. и др. Практикум по электрохимии. М.: Высшая школа, 1991. - С. 165-166.

73. Котов Ю.А., Яворовский H.A. Исследование частиц, образующихся при электрическом взрыве проводников // Физика и химия обработки материалов. 1978. - № 4. - С.24-29.

74. Котов Ю.А., Саматов О.М. Характеристики порошков оксида алюминия, полученных импульсным нагревом проволоки // Поверхность. Физика, химия, механика. 1994. - № 10/11. - С. 90-94.

75. Азаркевич Е.И., Котов Ю.А., Мурзакаев A.M. Исследование образования порошков металла и оксида при электрическом взрыве алюминиевыхпроволок // Физикохимия ультрадисперсных систем: Тез. докл. IV Всеросс. конф. М.: МИФИ, 1998. - С. 86-87.

76. Jiang W., Yatsui К. Pulsed wire discharge for nanosize powder synthesis // IEEE Transactions on plasma science. 1998. - Vol. 26, № 5. - P. 1498-1501.

77. Suzuki Т., Keawchai K., Jiang W., Yatsui K. Nanosize A1203 powder production by pulsed wire discharge // Jpn. J. Appl. Phys. 2001. - Vol. 40, № 26.-Parti.-P. 1073-1075.

78. Иванов Ю.Ф., Седой B.C. Частицы и кристаллиты при электрическом взрыве // Физикохимия ультрадисперсных (нано-) систем. Сб. научн. трудов VI Всероссийской конф. М.: МИФИ. - С. 102-106.

79. Азаркевич Е.И., Котов Ю.А., Медведев А.И. Получение порошков оксида меди методом ЭВП // Физикохимия ультрадисперсных (нано-) систем: Сб. научн. трудов VI Всероссийской, (междунар.) конф. М.: МИФИ, 2003. -С. 114-117.

80. Ляшко А.П., Савельев Г.Г., Тихонов Д.В. Морфология, фазовый состав и окисление порошков, полученных электрическим взрывом латунныхпроволочек // Физика и химия обработки материалов. 1992. - № 6. -С. 127-130.

81. Ильин А.П., Тихонов Д.В. Морфология, фазовый и химический состав порошков, полученных при электрическом взрыве проводников из сплава олово-свинец // Физика и химия обработки материалов. 2001. - № 3. - С. 68-71.

82. Johnson R.L., Siegel В. Chemistry of electrical wire explosions in hydrocarbons // J. of Electrochemical Society. 1968. - Vol. 155, № 1. - P. 24-28.

83. Cook E., Siegel B. Carbide synthesis by métal explosions in acetylene // J. Inorg. Nucl. Chem. 1968. - Vol. 30. - P. 1699-1706.

84. Зелинский В.Ю., Яворовский H.A., Проскуровская Л.Т., Давыдович В.И. Структурное состояние алюминиевых частиц, полученных методом электрического взрыва // Физика и химия обработки материалов. 1984. -№ 1.-С. 57-59.

85. Хабас Т.А. Энергонасыщенные ультрадисперсные порошки металлов в технологии керамических материалов // Стекло и керамика. 1997. - № 11.-С. 27-30.

86. Петров Ю.И. Физика малых частиц. М.: Наука, 1982. - 112 с.

87. Ильин А.П., Громов А.А., Тихонов Д.В. Проблемы пассивации ультрадисперсных порошков алюминия // Перспективные материалы. -2003.-№2.-С. 95-101.

88. Шваб А. Измерения на высоком напряжении. -М.: Энергия, 1973.-233 с.

89. Эрглис К.Э. Защита электронной аппаратуры и измерительных систем от внешних помех // Приборы и техника эксперимента. -1969.-№3.-С. 3-17.

90. Буланов В.Я., Кватер Л.И., Долгаль Т.В. и др. Диагностика металлических порошков. М.: Наука, 1983. - 280 с.

91. Кварцхава И.Ф., Бондаренко В.В., Плютто A.A. и др. Осциллографическое определение энергии электрического взрыва проволок // Журнал технической физики. 1956. - Т. 31, в. 5 (11). - С. 745-751.

92. Kwon Y.S., Ilyin А.Р., Tikhonov D.V., Grigoriev A.N., Nazarenko O.B. Electrical explosion as a metal treatment by electrical current of high power // Proc. of 20th Int. Conf. on Heat Treatment. Czechia, Jihlava, 2004. - P. 419422.

93. Волков B.M., Шайкевич И.А. Изучение конфигурационных концевых эффектов при электрическом взрыве проводников // Известия вузов. Физика. 1975. - Т. 158, № 7. - С. 138-139.

94. Петросян В.И., Дагман Э.И. К теории электрического взрыва в вакууме // Журнал технической физики. 1969. - Т. 39, № 11. - С. 2084-2091.

95. Назаренко О.Б. Электровзрывные нанопорошки: получение, свойства, применение. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2005. - 148 с.

96. Григорьев А.Н., Тихонов Д.В. Связь параметров электрического взрыва проводников с характеристиками получаемых нанопорошков // Современные техника и технологии: Материалы 10-ой междунар. научно-практич. конф. Томск, 2004.

97. Ильин А.П., Назаренко О.Б., Тихонов Д.В., Яблуновский Г.В. Получение нанопорошков вольфрама методом электрического взрыва проводников // Известия Томского политехнического университета. -2005. Т. 308, № 4. - С. 68-70.

98. Будович B.JL, Кужекин И.П. О влиянии неоднородностей проводника на импульс напряжения при электрическом взрыве // Журнал технической физики. 1976. - Т. 46, № 4. - С. 737-740.

99. Будович B.JL, Закстельская О.А., Котова И.С., Кужекин И.П. Роль структурных неоднородностей проводника при электрическом взрыве // Журнал технической физики. 1978. - Т. 48, № 6. - С. 1219-1223.

100. Мартынюк М.М., Пантелейчук О.Г., Цапков В.И. Плавление металлических проводников под действием мощных импульсов тока // ПМТФ.- 1972.- №4.-С. 108-111.

101. Гревцев Н.В., Золотухин В.Д., Кашурников В.М. и др. О характере вскипания меди при импульсном нагреве проходящим током // Теплофизика высоких температур. 1977. - Т. 15, № 2. - С. 362-369.

102. Kwon Y.S., Ilyin А.Р., Tikhonov D.V., Grigoriev A.N., Nazarenko O.B. Metal heat treatment by short impulse of electrical current // Proc. of 20th Int. Conf. on Heat Treatment. Czechia, Jihlava, 2004. - P. 175-176.

103. Назаренко О.Б. О влиянии микроструктуры проводника на процесс его нагрева до плавления // Энергетика: экология, надежность, безопасность: Материалы докладов 10-ой Всеросс. научно-техн. конф. Томск, Изд-во ТПУ, 2004.-С. 386-389.

104. Химическая энциклопедия в 5-ти т. Т.2. М.: Советская энциклопедия, 1990.-С. 269.

105. Каламазов Р.У., Цветков Ю.В., Кальков A.A. Высокодисперсные порошки вольфрама и молибдена. М.: Металлургия, 1988. - 192 с.

106. Зеликман А.Н., Никитина JI.C. Вольфрам. М.: Металлургия, 1978. -272 с.

107. Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. -М.: Металлургия, 1983. 359 с.

108. Макквиллэн М.К. Фазовые превращения в титане и его сплавах. М.: Металлургия, 1967. - С. 12.

109. Ормонт Б.Ф. Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников. М.: Высшая школа, 1973. - 655 с.

110. Ильин А.П., Назаренко О.Б., Тихонов Д.В., Яблуновский Г.В. Получение и свойства электровзрывных нанопорошков сплавов и интерметаллидов // Известия Томского политехнического университета. 2005. - Т. 308, № 4. -С. 71-73.

111. Итин В.И., Найбороденко Ю.С. Высокотемпературный синтез интерметаллических соединений. Томск: НИИ ПММ, 1989. - 214 с.

112. Ильин А.П., Ушаков В .Я., Назаренко О.Б. и др. Анализ процессов фазообразования в условиях ЭВП // Физика импульсных разрядов в конденсированных средах: Тез. докл. VIII науч. школы. Николаев, 1997. -С. 41.

113. Кофстад П. Высокотемпературное окисление металлов. М.: Мир. 1969.-С. 12.

114. Азаркевич Е.И., Бекетов И.В., Котов Ю.А. и др. Характеристики электровзрывных порошков оксида титана // Физико-химия ультрадисперсных систем: Сб. научн. трудов V Всероссийской конф. -Екатеринбург: УрО РАН, 2000. Ч. 1. - С. 104-108.

115. Котов Ю.А., Бекетов И.В., Багазеев A.B. и др. Характеристики порошков NiO, полученных электрическим взрывом проволоки // Физикохимия ультрадисперсных (нано-) систем: Сб. науч. трудов VI Всероссийской (междунар.) конф. М.: МИФИ, 2003. - С .153-156.

116. Ильин А.П., Ан В.В., Тихонов Д.В. и др. Размерные зависимости характеристик частиц и нанопорошков // Физикохимия ультрадисперсных (нано-) систем: Материалы VII Всероссийской конф. М.: МИФИ, 2005. -С.145-146.

117. Ковба Л.М., Трунов В.К. Рентгенофазовый анализ. М.: Изд-во МГУ, 1976.-232 с.

118. Наугольных К.А., Рой H.A. Электрический разряд в воде. М.: Наука, 1971.- 155 с.

119. Бекер JI., Вархал Р. Изучение реакций вода-металл с помощью техники взрывающихся проволочек // Электрический взрыв проводников. М.: Мир, 1965.-С. 239-259.

120. Лепинь Л.К. Вопросы окисления металлов в воде и водных растворах // Известия АН Латв. ССР. Сер. хим. 1981. -№ 1. - С. 12-25.

121. Колотыркин Я.М., Алексеев Ю.В. / Электрохимия. 1995. - Т. 31. - С. 5-10.

122. Колгатин С.Н. Простые и интерполяционные уравнения состояния азота и воды // Журнал технической физики. 1995. - Т.65, № 7. - С. 1-9.

123. Ушаков В.Я. Импульсный электрический пробой жидкостей. Томск: ТГУ, 1975.-256 с.

124. Куликов И.С. Термодинамика оксидов: Справочник. М.: Металлургия, 1986.-344 с.

125. Похил П.Ф., Беляев А.Ф., Фролов Ю.В. и др. Горение порошкообразных металлов в активных средах. М.: Наука, 1972. - 284 с.

126. Ананьин В.Н., Беляев В.В., Романенков В.Е. и др. Гидротермальное окисление алюминиевых порошков различной дисперсности // Известия АН БССР. Сер. хим. наук. 1988. № 5. - С. 17-20.

127. Торопов H.A., Барзаковский В.П., Бондарь И.А. и др. Диаграммы состояния силикатных систем. Справочник. Вып. 2. Металл-кислородные соединения силикатных систем. Л.: Наука, 1969. - 372 с.

128. Ринан Р., Четяну И. Неорганическая химия. Химия металлов. Т. 1. М.: Мир, 1972.-С. 296.

129. Ляшко А.П., Савельев Г.Г., Ильин А.П. и др. Особенности взаимодействия субмикронных порошков алюминия с жидкой водой // Кинетика и катализ. 1990. - Т. 31, № 4. - С.967-972.

130. Ильин А.П., Назаренко О.Б., Ушаков В.Я. и др. Получение высокотемпературной модификации у-АЬОз с помощью электрическоговзрыва проводников в воде // Журнал технической физики. 1996. - Т. 66, №12. -С. 131-133.

131. Назаренко О.Б., Ильин А.П., Ушаков В.Я. Формирование химических соединений при электрическом взрыве металлических проводников в жидкостях // Известия вузов. Физика. 1996. - № 6. - С. 9-14.

132. Назаренко О.Б., Ушаков В.Я., Ильин А.П. Электровзрывной метод получения суспензии гидроксида алюминия // Вода, которую мы пьем: Тез. докл. междунар. научно-технич. конф. М., 1995. - С. 61-62.

133. Патент РФ № 2078045. Способ получения порошка оксида алюминия/ Назаренко О.Б., Ильин А.П., Краснятов Ю.А. Приор, от 19.07.95.

134. Shiyan L.N., Serikov L.V., Smekalina T.V. and Vasiliev A.A. EPR studies of aluminum oxide phase compositions // React. Kinet. Catal. Lett. 1990. - V. 41,№2.-P. 291-294.

135. Патент РФ № 2078434. Способ получения гидроксида алюминия/ Назаренко О.Б., Ильин А.П., Ушаков В.Я. Приор, от 12.05.94.

136. Назаренко О.Б. Регулирование характеристик электровзрывных ультрадисперсных порошков // Физикохимия ультрадисперсных (нано-) систем: Материалы VI Всеросс. (междунар.) конф. М.: МИФИ, 2002. -С. 295-296.

137. Назаренко О.Б., Ильин А.П., Ушаков В.Я. Регулирование дисперсного состава электровзрывных порошков оксида алюминия // Физика и химия обработки материалов. 2003. - № 3. - С. 57-59.

138. Назаренко О.Б. Получение нанопорошков оксида алюминия методом электрического взрыва проводников // Энергетика: экология, надежность, безопасность: Материалы докладов 10-ой Всеросс. научно-техн. конф. -Томск, Изд-во ТПУ, 2004. С. 383-386.

139. Енохович A.C. Краткий справочник по физике. М.: Высшая школа, 1976.-288 с.

140. Патент РФ № 2079396. Способ получения высокодисперсных порошков соединений металлов с неметаллами / Назаренко О.Б., Ильин А.П. Приор, от 19.07.95. Опубл. Бюл. №

141. Тихонов В.Н. Аналитическая химия алюминия. М.: Наука, 1971. - 268 с.

142. Ильин А.П., Назаренко О.Б, Ушаков В .Я. Электрический взрыв проводников как метод синтеза химических соединений // ХИМРЕАКТОР-14: Тез. докл. XIV междунар. конф. по химическим реакторам. Новосибирск, 1998. - С. 215-216.

143. Ильин А.П., Назаренко О.Б., Шубин Б.Г. Перспективы применения электрического взрыва проводников для очистки сточных вод // Высоковольтные техника и электротехнология: Межвуз. сб. науч. тр., вып.2. Иваново, 1999. - С. 49-50.

144. Павлов И.Е. Фазовый состав продуктов электровзрыва тугоплавких соединений // Электрический разряд в жидкости и его применение в промышленности: Тез. докл. II Всесоюз. научно-технич. конф. Киев: Наукова думка, 1980. - С. 258-259.

145. Павлов И.Е. Особенности продуктов, полученных при электрическом взрыве смесей титана и ТЮ2 // Электрический разряд в жидкости и его применение в промышленности: Тез. докл. II Всесоюз. научно-технич. конф. Николаев, 1988. - С. 97.

146. Ильин А.П., Каратеева Е.А., Назаренко О.Б. Тихонов Д.В. Применение ультрадисперсных порошков для очистки воды // Техника и технология очистки и контроля качества воды: Сб. трудов междунар. научно-техн. конф. Томск, 1999. С.90-92.

147. Патент РФ № 2101337. Способ очистки воды от газов, ионов металлов и органических соединений / Ильин А.П., Краснятов Ю.А., Назаренко О.Б. и др.

148. Amelkovich Yu.A., Nazarenko O.B. Application of electroexplosive nanopowders for water purification // KORUS'2004: Proceedings of the 8th

149. Korea-Russia International Symposium on Science and Technology. Tomsk, 2004. - Vol. 1.- P. 195-197.

150. Ильин А.П., Назаренко О.Б., Шиян Л.Н. и др. Использование электрического взрыва проводников для очистки сточных вод // Контроль и реабилитация окружающей среды: Тез. докл. междунар. симпозиума. -Томск, ИОА СО РАН, 1998. С. 180.

151. Розовский Г.И., Вяшкалис А.И. Химическое меднение. Вильнюс: РИНТИП, 1966.-60 с.

152. Ushakov V.Y, Ilyin А.Р., Nazarenko О.В. at al. Methods of dispersion, phase and chemical composition of wires electrical explosion products regulation // Proc. of 43rd Int. Scientific Colloquium. Ilmenau, Germany, 1998. - P. 797799.

153. Назаренко О.Б., Ильин А.П. Получение нанопорошков карбидов и нитридов металлов при электрическом взрыве проводников в жидких углеводородах // Физика и химия обработки материалов. 2003. - № 2. -С. 85-87.

154. Siegel В., Johnson R.L. A thermal model of wire explosion in methane // Exploding Wires. N.Y.: Plenum Press, 1968. - Vol. 4.

155. Самсонов Г.В., Витрянюк B.K., Чаплыгин Ф.Ч. Карбиды вольфрама. -Киев: Наукова думка, 1974. 73 с.

156. Гусев А.И., Ремпель А.А. Структурные фазовые переходы в нестехиометрических соединениях. М.: Наука, 1988. - 308 с.

157. Химическая энциклопедия в 5-ти т. Т.4. М.: Науч. изд-во «Большая Российская энциклопедия», 1995.-С. 1176.

158. Гельфонд JI.А., Семкин Б.В. Экспериментально-расчетные оценки составляющих энергобаланса при пробое комбинированных сред // Журнал технической физики. 1985. - Т. 55, № 11. - С. 2220-2222.

159. Андрушкевич В.В., Семкин Б.В., Шубин Б.Г. Оптические исследования ударных волн, возникающих при взрыве проводника в твердом теле // Техника высоких напряжений. Томск, ТПУ. - 1973. - С. 55.

160. Шубин Б.Г. Исследование термодинамических и гидродинамических характеристик начальной стадии импульсного электрического пробоя твердых диэлектриков // Дисс.к.ф.-м.н. Томск, 1977. - 188 с.

161. Назаренко О.Б. Влияние условий синтеза на свойства электровзрывных нанопорошков карбидов металлов // Известия Томского политехнического университета. 2003. - Т. 306, № 6. - С. 62-66.

162. Nazarenko О., Tikhonov D., Ilyin A., Ushakov V. Environment density or dynamic viscosity as parameter of régulation of composition of wire electrical explosion products // KORUS'2001: Proceedings. Tomsk, 2001. - V. 1. - P. 358-360.

163. Назаренко О.Б. Исследование состава продуктов электровзрыва алюминиевой проволочки в жидких углеводородах // Тр. Обл. научно-практич. конф. молодежи и студентов по техническим наукам и высоким технологиям. Томск, 1995. - С. 68.

164. Ильин А.П., Медведев Г.А., Петрунин В.Ф. Динамические эффекты в процессе трения при плакировании ультрадисперсными порошками // Физикохимия ультрадисперсных (нано-) систем: Тез. докл. VI Всерос. конф. М.: МИФИ, 2002. - С. 397.

165. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.: Высшая школа, 1981.-679 с.

166. Ильин А.П., Назаренко О.Б. Модифицирование минеральных масел электрическим взрывом проводников // Высоковольтные техника и электротехнология: Межвуз.сб. науч.тр. Вып.1. - Иваново, 1997. - С. 7173.

167. Ильин А.П., Назаренко О.Б., Рихерт С.В. Влияние суспензии «моторное масло + смесь нанопорошков меди и никеля» на трибологические свойства пары трения «углеродистая сталь низколегированная сталь» // Известия ТПУ. - 2004. - Т. 307, № 3. - С. 77-79.

168. Камалов З.Г., Валеев И.Ш. Изменение структурного состояния меди под действием мощных импульсов тока // Физика и химия обработки материалов. -2000. № 2. - С. 67-72.

169. Колгатин С.Н., Лев М.Л., Перегуд Б.П. и др. Разрушение медных7 2проводников при протекании по ним тока плотностью большей 10 А/см // Журнал технической физики. 1989. - Т. 59, № 9. - С. 123-133.

170. Гаврилов В.Н. Динамика разлета продуктов электрического взрыва проводников: Диск.ф.-м.н. Екатеринбург, 1993. - 112 с.

171. Гаврилов В.Н., Литвинов Е.А. Получение частиц методом электрического взрыва проводника // Прикладная математика и техническая физика. 1993. - № 6. - С. 28-35.

172. Bennet F.D. High-temperature exploding wires // Progress in high-temperature physics and chemistry. N.Y.: Pergamon-Press, 1968. -Vol. 4. -P. 4-63.

173. Беннет Ф. Волна испарения в металлах // Физика высоких плотностей энергии. М.: Мир, 1974. - С. 273-279.

174. Кривицкий Е.В., Литвиненко В.П. О механизме взрыва проводников импульсом тока // Журнал технической физики. 1976. - Т. 46, № 10. - С. 2081-2087.

175. Азаркевич Е.И., Седой B.C. Неприменимость модели Беннета для расчета напряжения на взрывающихся проволочках // Разработка и применение источников интенсивных электронных пучков: Сб. научн. тр. Новосибирск: Наука, 1976. - С. 59-61.

176. Чейс У. Краткий обзор исследований по взрывающимся проволочкам // Взрывающиеся проволочки. М.: Иностранная литература, 1963. - С. 917.

177. Мартынюк М.М. Взрывной механизм разрушения металлов мощным потоком электромагнитного излучения // Журнал технической физики. -1976. Т. 46, № 4. - С. 741-746.

178. Абрамова К.Б., Злотин H.A., Перегуд Б.П. Магнитогидродинамические неустойчивости жидких и твердых проводников: разрушение проводников электрическим током // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1975. - Т. 69, № 6. - С. 2007-2012.

179. Котов Ю.А., Седой B.C. Подобие при электрическом взрыве проводников // Разработка и применение источников интенсивных электронных пучков: Сб. научн. тр. Новосибирск: Наука, 1976. - С. 5659.

180. Колгатин С.Н., Шнеерсон Г.А. Особенности нагрева плазмы при электрическом взрыве проводников в сверхсильном магнитном поле // Письма в ЖТФ. 1994. - Т. 20, № 5. с. 67-71.

181. Волков A.A., Гребнев Е.В., Дыдыкин П.С. и др. Исследование электрического взрыва проволочек микросекундными импульсами тока в продольном магнитном поле // Журнал технической физики. 2002. - Т. 72, №.5.-С. 115-120.

182. Воробьев B.C., Малышенко С.П. Термодинамика фазового равновесия жидкость-пар в присутствии неоднородного поля // Журналэкспериментальной и теоретической физики. 1997. Т. 111, № 6. - С. 2016.

183. Воробьев B.C., Малышенко С.П., Ткаченко С.И., Фортов В.Е. Чем инициируется взрыв проводника с током? // Письма в ЖЭТФ. 2002. - Т. 75, №8.-С. 445-449.

184. Лебедев C.B., Савватимский А.И. Некоторые результаты исследования электрического взрыва проводников // Физика и химия обработки материалов. 1976. - № 1. - С. 6-14.

185. Лебедев C.B. О механизме электрического взрыва металлов // Теплофизика высоких температур. 1980. - Т. 18, № 2. - С. 273-279.

186. Weber F.N., Shear D.D. Exploding wire particle size by light scattering measurement // J. Appl. Phys. Vol. 40, № 9. - P. 3854-3857.

187. Лебедев C.B., Хайкин С.Э. Некоторые аномалии в поведении металлов, нагреваемых импульсами тока большой плотности // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1954. - Т. 26, №. 5. - С. 629.

188. Искольдский A.M., Пикус В.К., Энельбаум Я.Г. Электрический взрыв проводников. Устойчивость фронта фазового превращения. Препринт № 32 ИАиЭТАИ СССР. Новосибирск: ИАиЭ, 1976.

189. Яблуновский Г.В. Вопросы энергетики малых металлических частиц. Деп. ВИНИТИ, г. Черкассы, № 1163-XII-86. С. 6-16.

190. Ильин А.П., Тихонов Д.В. Диссипация энергии и диспергирование металлов в условиях электрического взрыва проводников // Физика и химия обработки материалов. 2002. - № 6. - С. 60-62.

191. Кан Р.У., Хаазен П.Т. Физическое металловедение: Т.2 Фазовые превращения в металлах и сплавах и сплавы с особыми физическими свойствами. М.: Металлургия. 1978. - 624 с.

192. Смирнов Б.В. Кластерная плазма // Успехи физических наук. Т. 170, № 5.-С. 495-534.

193. Гулый Г.А., Королев Ю.В., Пасечник Л.Л. и др. Нагрев плазмы в канале мощного подводного взрыва проводников // Теория и практика электрогидравлического эффекта: Сб. науч. тр. Киев: Наукова думка, 1978.-С. 36-42.

194. Куликов И.С. Термодинамика карбидов и нитридов. Справочник. -Челябинск: Металлургия, 1988. 320 с.

195. Термодинамические свойства неорганических веществ. Справочник. Ред. А.П.Зефиров. М.: Атомиздат, 1965. - 460 с.

196. Kwon Y.S., Ilyin А.Р., Tikhonov D.V., Nazarenko О.В. Installation "UDP-5" for nanopowders production by wire electrical explosion // KORUS'2004: Pro.s of the 8th Korea-Russia Int. Symp. on Science and Technology. Tomsk, 2004. -V. l.-P. 227-229.

197. Ильин А.П., Попенко E.M., Громов А.А. и др. Характеристики горения в воздухе агломерированных сверхтонких порошков алюминия // Физика горения и взрыва. 2002. - Т. 38, № 6. - С. 66-70.

198. Филиппов П.В. Модифицирование полиэтилена высокого давления добавками ультрадисперсных порошков. АР дисс.к.т.н. Томск, 2003. -22 с.

199. Ильин А.П., Назаренко О.Б., Тихонов Д.В., Ушаков В.Я. Возможности и перспективы развития электровзрывного метода получения порошков // Физикохимия ультрадисперсных систем: Материалы V Всеросс. конф.-Москва, 2000. С. 77-79.

200. Ильин А.П., Назаренко О.Б., Тихонов Д.В. Установка для получения порошков металлов, сплавов и химических соединений электрическим взрывом проволоки. Патент РФ № 2247631. Приор.05.11.2003. Опубл. 10.03.2005, бюл. № 7.

201. Розовский П.В. Математические аспекты задач охраны воздушного бассейна. М.: Наука, 1984. - С. 65-68.

202. Виноградов A.B., Волков В.А., Гидаспов В.Ю., Розовский П.В. О влиянии остаточного газа на расширение плотного газового облака в вакуумной камере и его взаимодействие с мишенью или со стенкой // ЖТФ. 1993. - Т. 63, №. 11. - С. 20-24.

203. Виноградов A.B., Волков В.А., Гидаспов В.Ю., Розовский П.В. Взаимодействие расширяющегося газового облака с перфорированным экраном // ЖТФ. 1997. - Т. 67, № 5. - С. 19-22.

204. Верещагин И.П., Левитов В.И., Мирзабекян Г.З., Пашин М.М. Основы газодинамики дисперсных систем. М.: Энергия, 1974. - 480 с.

205. Фукс H.A. Механика аэрозолей. М.: Изд-во АН ССР, 1955. - 352 с.