Влияние новых биологически активных веществ на продуктивность яровой пшеницы на черноземе обыкновенном окско – донской равнины

На правах рукописи

Овсиенко Светлана Михайловна

Влияние новых биологически активных веществ на продуктивность яровой пшеницы на черноземе обыкновенном Окско – Донской равнины

06.01.04 – Агрохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов – 2010

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова»

Научный руководитель	доктор сельскохозяйственных наук, профессор Назаров Виктор Алексеевич
Официальные оппоненты:	доктор сельскохозяйственных наук, профессор Данилов Александр Никифорович кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник Желудков Геннадий Анатольевич
Ведущая организация:	Федеральное Государственное научное учреждение «Научно – исследовательский и проектно – технологический институт сорго и кукурузы».

Защита состоится «24» сентября 2010 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д.220.061.05 при ФГОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» по адресу: 410012, г. Саратов, Театральная площадь, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ»

Автореферат разослан «__» _________________ 2010г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Н.А. Пронько

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Основным направлением агрохимической науки является изучение питания сельскохозяйственных культур, в том числе яровой пшеницы, особенностей применения минеральных и органических удобрений на различных типах почв. Однако, различные режимы питания, а также состав и качество питательных веществ не в силах обеспечить реализацию всех биологических возможностей яровой пшеницы.

В повышении урожайности этой культуры, по мнению ряда авторов (Прусакова Л.Д., 2005, Баранов В.Ф., 2006, Савельев а.с., 2007), следует уделять больше внимания регуляторам роста растений. При этом требуется использовать экологически безопасный прием химической регуляции роста и развития растений. К подобным регуляторам относятся природные и синтетические вещества, которые в малых дозах активно влияют на обмен веществ растений.

Анализ литературных данных показал, что на черноземах Саратовского Правобережья отсутствуют многоплановые исследования по определению эффективности применения синтетических регуляторов роста в сочетании с минеральными и бактериальными удобрениями при возделывании яровой пшеницы. Это явилось основой для проведения соответствующих исследований.

Цель исследований: повышение продуктивности яровой пшеницы и улучшение качества зерна на основе использования новых биологически активных веществ (БАВ) в сочетании с зообактериальным и полным минеральным удобрениями.

Задачи исследований:

1. выявить влияние БАВ в сочетании с полным минеральным и зообактериальным (Ценоз) удобрениями на изменение содержания и динамику нитратного азота, подвижного фосфора, обменного калия в почве, и её физико химические свойства (рН, ОВП, напряженность ОВП, буферную емкость).

2. изучить влияние биологически активных веществ и удобрений на ферментативную активность почвы и растений.

3. определить действие изучаемых агроприёмов на рост и развитие растений яровой пшеницы, величину и качество урожая, посевные свойства семян.

4. дать биоэнергетическую и экономическую оценку применению новых биологически активных веществ в сочетании с минеральным удобрением и Ценозом.

Научная новизна. Впервые установлен стимулирующий эффект от предпосевной обработки семян яровой пшеницы новыми биологически активными веществами как при самостоятельном их применении, так и при совместном использовании с полным минеральным и бактериальным удобрениями на черноземе обыкновенном Окско-Донской равнины. Дана комплексная оценка их влияния на биохимические процессы, протекающие в почве и растениях, рост и развитие, повышение урожайности и улучшение качества зерна яровой пшеницы. Установлена экономическая и энергетическая целесообразность их применения.

Практическая значимость. Полученные данные служат научным обоснованием экономного расходования энергетических ресурсов на применение удобрений, чтобы повысить продуктивность яровой пшеницы за счет использования только БАВ на 0,15 т/га (9,9%), а в сочетании с применением рядкового удобрения – на 0,49 т/га (32,4%).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Новые биологически активные вещества ДФК, МФК и МП являются стимуляторами роста растений яровой пшеницы, повышают лабораторную (2-7%), полевую всхожесть (6-14%) и энергию прорастания (7-28%). Предпосевная обработка семян БАВ способствует повышению продуктивности (27,8-32,4%) и улучшению качества зерна яровой пшеницы;

2. Применение новых препаратов достоверно не изменяет агрохимические свойства почвы.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены на конференциях международных: «Ломоносов 2008» (Москва, 2008), «Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии» (Астрахань, 2008), 75-летие факультета защиты растений и агроэкологии (Саратов, 2007), «Ресурсосберегающее земледелие на рубеже XXI века» (Москва, 2009); всероссийских: «Научный потенциал - современному АПК» (Ижевск, 2009), «Актуальные проблемы инновационного развития агропромышленного комплекса» (Астрахань, 2009), «Вавиловские чтения» (Саратов, СГАУ, 2007 2009), «Специалисты АПК нового поколения» (Саратов, 2010), «Повышение эффективности использования земель сельскохозяйственного назначения» (Пенза, 2009); конкурсах: на лучшую научную работу среди аспирантов и молодых ученых Министерства сельского хозяйства Российской Федерации в ПФО (Уфа, 2009), Российского аграрного движения «Лучший инновационный проект в сфере АПК» (Саратов, 2010); молодежной выставке – конкурсе прикладных исследований, изобретений и инноваций (Саратов, СГУ 2009); IV научно практической конференции «Студенты и аспиранты в науке – 2010» (Оренбург, 2010); XI Докучаевских молодежных чтениях «Почва как носитель плодородия» (СПб; 2008); по итогам научной деятельности профессорско-преподавательского состава СГАУ (Саратов, 2008, 2009).

Реализация результатов исследований. Результаты исследований предпосевной обработки семян препаратом МФК внедрены на Аркадакской сельскохозяйственной опытной станции ГНУ НИИСХ Юго-Востока Саратовской области на площади 470 га; прирост урожая составил 0,21 т/га, условный чистый доход – 1480 руб./га.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 1 статья в центральном журнале по списку ВАК РФ.

Степень личного участия. Закладка полевых опытов, проведение наблюдений и основных анализов почвенных образцов выполнены лично соискателем. Анализ растительных и некоторая часть почвенных образцов проводился совместно с сотрудниками кафедры химии ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» и проектно – изыскательной станции химизации «Балашовская». Всем им выражаю свою глубокую благодарность.

Объём и структура работы. Диссертация изложена на 128 страницах компьютерного текста, состоит из 6 глав, выводов и предложений производству, содержит 20 таблиц, 30 рисунков и 12 приложений. Список литературы содержит 292 источника, в том числе 22 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевые опыты по изучению эффективности применения новых биологически активных веществ проводили в 2007 2009 гг. на полях Аркадакской сельскохозяйственной опытной станции ГНУ НИИСХ Юго-Востока Аркадакского района Саратовской области. Климат района проведения полевых экспериментов континентальный. Сумма эффективных температур 2578°С, среднемноголетнее количество осадков 480 мм. Повторяемость засух в период весенне-летней вегетации составляет в среднем 48%, т.е. практически каждый второй год.

Сложившиеся погодные условия в годы наших исследований были острозасушливыми (ГТК<0,5). Так, в 2007 г. (ГТК 0,2), за апрель-сентябрь выпало 183,6 мм (75%) осадков при среднемноголетнем значении 243 мм. Среднемесячная температура воздуха за апрель месяц в этот год была выше среднемноголетнего показателя на 3,2°С. В 2008 году (ГТК 0,3) выпало значительное количество осадков в июне-июле 160,5 мм, что положительно сказалось на урожайности сельскохозяйственных культур. Кроме того, температура и относительная влажность воздуха не сильно отличались от среднемноголетних показателей. В 2009 году (ГТК 0,1) выпало за теплый период 100,5 мм осадков, что составляет 41% от среднемноголетнего показателя. Такое соотношение лет по влагообеспеченности дает основание утверждать, что полевые исследования проводились в характерных для данного региона климатических условиях.

Опыты были поставлены в условиях богары на чернозёме обыкновенном среднемощном среднегумусированном глинистом. Содержание гумуса 6,0 – 7,5%. степень насыщенности основаниями 100%, ЕКО 35-45 мг-экв на 100 г почвы, рНводн. – 7,0-7,3. Обеспеченность черноземов минеральным азотом средняя (5 мг-экв на 100г почвы легкогидролизуемого азота), подвижным фосфором средняя (7,3-10,0 мг-экв на 100 г почвы в слое 0-20 см и 6,2-9,7 мг-экв в слое 20-40 см по Чирикову). Обеспеченность обменным калием высокая (21-28 мг-экв на 100 г почвы в слое 0-20 см и 20-22 мг-экв в слое 20-40 см по Масловой).

Для предпосевной обработки семян яровой пшеницы использовали растворы новых биологически активных веществ (БАВ): 5,5-диметил-2-(1,3-дифенил-3-оксипропил-)-циклогексан-1,3-дион (ДФК) в концентрации 10-3%, 5,5–диметил –2 - (1- (4-метоксифенил)-3-фенил-3–оксипропил-)-циклогексан-1,3-дион (МФК) в концентрации 10-3% и 7,7-диметил-2-фенил-4(4-метоксифенил)-5-оксо-5,6,7,8-тетрагидрохинолин (МП) (Патент № 2359457) в концентрации 10-3 %.

Анализ химического строения исследуемых веществ предполагал возможность использования их в качестве синтетических регуляторов роста растений. Препараты ДФК и МФК являются производными карбоциклического - дикетона – димедона и, – непредельного кетона. Молекулы этих соединений содержат в своём составе два ароматических арильных фрагмента и три карбонильные группы, одна из которых полностью енолизирована и образует внутримолекулярную водородную связь хелатного типа с карбонилом нециклического фрагмента молекулы.

Препарат МП, являясь производным хинолинового ряда, содержит в своем составе дополнительный активный центр – оксогруппу. Вследствие этого он моделирует строение азотистых оснований нуклеиновых кислот, а содержащиеся в его молекуле активные компоненты способны давать с последними координационные связи при наличии пространственного соответствия.

На соответствующих вариантах опыта семена опытной культуры обрабатывали раствором зообактериального удобрения - Ценозом, приготовленного на основе измельчённой массы соломы яровой пшеницы (А.с. №1454815). Изучение основных физиолого-биохимических особенностей искусственно полученных растворов Ценозов показало, что они представляют собой жидкую среду с рН около 6,6, содержание сухого вещества было от 0,36 до 0,50%, NH+4 – 41-52, NO-3 – 20-28, Р2О5 – 19-26, К2О – 249-274 мг/л. В биологической активности Ценоза большую роль играет эпифитная микрофлора, численность которой составляла в период исследований 1,02-1,19·1010 м.к./мл. Наличие этих микроорганизмов позволяет рассматривать Ценоз как бактериальный препарат, выполняющий роль биологического стимулятора растений. Семена обрабатывали растворами регуляторов роста и Ценоза из расчета 80 л рабочего раствора на 1 т семян.

В рядки при посеве яровой пшеницы сорта Саратовская 68 вносили нитрофоску марки А из расчёта N16P16K16.

Размещение делянок в опыте рендомизированное в 4-х кратной повторности по следующим схемам: Опыт № 1 – 1. Контроль (необработанные семена), 2. Обработка семян ДФК10-3 %, 3. Обработка семян МФК10-3 %, 4. Обработка семян МП10-3%; Опыт № 2 – 1. Контроль (необработанные семена), 2.Обработка семян Ценозом, 3.Обработка семян Ценозом + ДФК10-3%, 4. Обработка семян Ценозом + МФК10-3%, 5. Обработка семян Ценозом + МП10-3%; Опыт № 3 - 1. Контроль (необработанные семена), 2. N16P16K16, 3. N16P16K16 + обработка семян ДФК10-3%, 4. N16P16K16 + обработка семян МФК10-3%, 5. N16P16K16 + обработка семян МП10-3%.

Закладку опытов проводили по общепринятым методикам (ВАСХНИЛ, ВИУА, 1985). Учетная площадь делянок 90 м2. Предшествующая культура - озимая пшеница. Агротехника возделывания была общепринятой для Черноземной зоны Поволжья.

В опытах проводили следующие наблюдения и исследования: нитратный азот определяли по Грандваль-Ляжу (ГОСТ 26951-86), подвижный фосфор по Чирикову в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26204-91), обменный калий – по Масловой (ГОСТ 26210-91); ферментативную активность почвы – по Мишустину (1987); окислительно-восстановительный потенциал почвы устанавливали потенциометрически с хлорсеребряным и платиновым электродами (Кауричев, 1982); для анализа реакции почвенного раствора и буферной емкости почвы использовали стеклянный и хлорсеребряный электрод сравнения. Буферную емкость определяли этими же электродами после титрования образцов соляной кислотой и едким натром (Агрохимические методы …, 1975); активность пероксидазы в растениях определяли по методу с ортофенилендиамином (Ермакова, Суслова, 1993); суммарную активность амилаз по количеству нерасщеплённого амилазой крахмала на фотоколориметре после обработки йодом (Плешков Б.П., 1985). Учет урожая зерна проводили в полную спелость прямым комбанированием с использованием «Сампо»; структуру биологического урожая массу 1000 зерен, количество семян в колосе определяли по общепринятым методикам (ГОСТ 12042-80). В зерне определяли количество сырой клейковины и ее качество (ИДК) (ГОСТ 27839-88). Энергию прорастания по ГОСТ 10968-88, лабораторную и полевую всхожесть по ГОСТ 12038-84. биоэнергетическая и экономическая оценка эффективности изучаемых факторов осуществлялась по методикам, рекомендованным ВАСХНИЛ и Россельхозакадемией (Методические рекомендации …, 1989). Экспериментальные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа, кроме того, рассчитывали корреляционные и регрессионные зависимости по Б.А. Доспехову (1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

АГРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ, БАКТЕРИАЛЬНОГО И МИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЙ

Содержание и динамика нитратного азота. Во все годы исследований динамика нитратного азота была схожей (рис. 1), т.е. содержание этого элемента питания в слое 0 – 40 см уменьшалось по всем вариантам опытов от начала вегетации растений (5,8 – 6,7 мг/кг) к моменту их уборки (0,6 – 1,2 мг/кг). Не наблюдалось значительного изменения в содержании нитратного азота в почве на тех вариантах, где были применены биологически активные вещества (5,7 – 5,9 мг/кг).

Рис. 1 Динамика нитратного азота в 0-40 см слое почвы (среднее за 2007-2009 гг.) А – опыт № 1; Б – опыт № 2; С – опыт № 3

Все они влияли на этот процесс одинаково, чего нельзя сказать о влиянии на накопление нитратного азота от полного минерального удобрения, внесение которого обеспечивало более высокое содержание нитратного азота (6,7 мг/кг) в основном в первой половине вегетации яровой пшеницы.

Содержание и динамика подвижного фосфора. Что касается динамики подвижного фосфора, то также выявлено снижение запаса рассматриваемого элемента питания от начала к концу вегетации яровой пшеницы. Однако это происходило не так резко, как нитратного азота. Положительное влияние на обеспеченность опытной культуры подвижным фосфором оказало только полное минеральное удобрение. Это преимущество было отмечено в фазу кущения (50,5 – 51,4 мг/кг) и колошения (52,0 52,9 мг/кг). На контроле значения составили 49,0 и 50,1 мг/кг соответственно. Использование биологически активных веществ существенно не изменяло содержание подвижного фосфора на всех изученных нами вариантах опытов.

Содержание и динамика обменного калия. На опытных делянках обеспеченность обменным калием была высокая (230 343 мг/кг) Изучаемые агроприемы не влияли на содержание и динамику обменного калия под яровой пшеницей. Не оказали существенного влияния на содержание обменного калия и погодные условия. Однако по мере роста и развития опытной культуры происходило уменьшение на всех фонах питания обменного калия от весны к концу вегетации растений на всех вариантах опытов.

Физико-химические свойства чернозема обыкновенного на посевах яровой пшеницы. Анализ результатов исследований физико – химических свойств почвы в трех опытах представлен в табл. 1. Изучаемые агроприемы на посевах яровой пшеницы не оказали заметного влияния на показатели рН почвенного раствора (5,6 5,7), ОВП (470 492 мВ) и напряженности окислительно – восстановительной системы (27,8 28,3), а также буферную емкость (0,9 1,2 по кислоте и 1,50 1,88 по основанию) чернозема обыкновенного. Все эти показатели не ухудшались и находились в интервалах типичных для данных почв.

Микробиологическая активность почвы. Показатели интенсивности разрушения клетчатки в вариантах с обработкой семян яровой пшеницы растворами препаратов ДФК, МФК и МП во всех опытах были существенными (при НСР05 = 0,7%). Так, использование препаратов в опыте № 1 способствовало увеличению данного показателя на 1,4 – 1,9% по сравнению с контролем. Микробиологическая активность возрастала больше всего от использования препарата МФК (26,2%).

В опыте № 2 обработка семян Ценозом и растворами препаратов ДФК, МФК и МП способствовала интенсификации процессов разложения клетчатки под посевами пшеницы. Использование раствора Ценоза увеличивает численность целлюлозоразлагающих микроорганизмов, принимающих участие в разложении клетчатки, которые требуют дополнительного количества азота (по В.Н. Труновой, 1986).

Таблица 1 Физико – химические показатели в слое 0-40 см почвы под яровой пшеницей (среднее за 2007-2009 гг.)

№ п/п		Вариант	рН	ОВП, мВ	гН2	Вкис.	Восн
Опыт № 1
1.		Контроль (необработанные семена)	5,7	470	27,6	1,2	1,43
2.		Обработка семян ДФК10-3 %	5,6	480	27,8	1,1	1,50
3.		Обработка семян МФК10-3 %	5,6	482	27,8	1,0	1,55
4.		Обработка семян МП10-3 %	5,7	483	28,1	1,1	1,58
Опыт № 2
1.	Контроль (необработанные семена)		5,7	470	27,6	1,2	1,43
2.	Обработка семян Ценозом		5,7	479	27,9	1,1	1,60
3.	Обработка семян Ценозом + ДФК10-3%		5,7	483	28,1	1,2	1,66
4.	Обработка семян Ценозом + МФК10-3%		5,6	486	28,0	1,1	1,73
5.	Обработка семян Ценозом + МП10-3%		5,6	482	27,8	1,0	1,77
Опыт № 3
1.	Контроль (необработанные семена)		5,7	470	27,6	1,2	1,43
2.	N16P16K16 рядковое		5,7	490	28,3	1,0	1,78
3.	N16P16K16 рядковое + обработка семян ДФК10-3%		5,6	491	28,1	0,9	1,80
4.	N16P16K16 рядковое + обработка семян МФК10-3%		5,7	490	28,3	1,0	1,85
5.	N16P16K16 рядковое + обработка семян МП10-3%		5,6	492	28,2	1,0	1,88

В среднем за три года этот процесс усилился на 2,8; 4,3 и 5,3% по сравнению с контролем. Внесение нитрофоски благоприятно повлияло на жизнедеятельность микроорганизмов, разрушающих клетчатку. При применении минерального удобрения с препаратами степень разрушения клетчатки повысилась на 5,2 – 5,7% по отношению к контролю.

ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА

Продуктивность яровой пшеницы. Как показали наши исследования, применение БАВ самостоятельно, а также в сочетании с минеральными и бактериальными удобрениями активизировало рост и развитие растений пшеницы, что в конечном итоге способствовало существенному повышению её продуктивности (табл. 2).

Таблица 2 – Влияние БАВ, Ценоза и минерального удобрения на продуктивность яровой пшеницы, т/га

№ п/п	Вариант		2007 г.	2008 г.	2009 г.	Среднее за три года		Прибавка к контролю
								т/га	%
Опыт № 1
1.	Контроль (необработанные семена)		1,43	2,08	1,02	1,51		-		-
2.	Обработка семян ДФК10-3 %		1,60	2,20	1,16	1,65		0,14		9,27
3.	Обработка семян МФК10-3 %		1,61	2,21	1,16	1,66		0,15		9,93
4.	Обработка семян МП10-3 %		1,59	2,20	1,16	1,65		0,14		9,27
	НСР05,т/га		0,058	0,112	0,132	-		-		-
Опыт № 2
1.	Контроль (необработанные семена)	1,43		2,08	1,02	1,51		-	-
2.	Обработка семян Ценозом	1,61		2,41	1,15	1,72		0,21	14,13
3.	Обработка семян Ценозом + ДФК10-3%	1,83		2,68	1,20	1,90		0,39	26,05
4.	Обработка семян Ценозом + МФК10-3%	1,79		2,61	1,19	1,86		0,35	23,40
5.	Обработка семян Ценозом + МП10-3%	1,60		2,40	1,17	1,72		0,21	14,13
	НСР05,т/га	0,073		0,212	0,115	-		-	-
Опыт №3
1.	Контроль (необработанные семена)		1,43	2,08	1,02	1,51	-		-
2.	N16P16K16 рядковое		1,77	2,47	1,18	1,81	0,30		19,87
3.	N16P16K16 рядковое + обработка семян ДФК10-3%		1,86	2,62	1,18	1,89	0,38		25,17
4.	N16P16K16 рядковое + обработка семян МФК10-3%		1,99	2,79	1,24	2,00	0,49		32,45
5.	N16P16K16 рядковое + обработка семян МП10-3%		1,91	2,70	1,18	1,93	0,42		27,81
	НСР05,т/га		0,097	0,145	0,111	-	-		-

В среднем за 3 года продуктивность яровой пшеницы возрастала практически в равной степени (9,27 9,93%) от предпосевной обработки семян БАВ. Прибавка урожая на этих вариантах была статистически достоверной.

При обработке семян этими препаратами с раствором Ценоза существенная прибавка урожая зерна по отношению к контролю также была получена. При этом преимущество от обработки семян яровой пшеницы было при предпосевной обработке препаратом ДФК (0,39 т/га).

Наибольшие прибавки урожая были получены от внесенного в рядки полного минерального удобрения совместно с обработкой семян препаратами МФК и ДФК. Прибавка составила 0,49 и 0,42 т/га соответственно по сравнению с контролем.

Структура биологического урожая. Повышение продуктивности яровой пшеницы от использования изучаемых агроприемов, происходило за счет увеличения количества зерна в колосе и массы 1000 зерен. В наибольшей степени это наблюдалось от сочетания рядкового удобрения с предпосевной обработкой препаратом МФК.

В среднем за три года исследований самый высокий показатель озерненности колоса наблюдался в опыте № 3 (21,3 –25,3 шт с 1 колоса) и при совместной обработке МФК с Ценозом (23,7 шт с 1 колоса). При применении одного раствора Ценоза и нитрофоски масса 1000 зерен была одинаковой. Обработка семян БАВ слабо повлияла на данный показатель структуры урожая.

Существенное увеличение высоты растений произошло от обработки семян БАВ на 7,0 – 9,0 см по сравнению с контролем (при НСР05 = 6,7 см). При этом эффективность применяемых препаратов была практически одинаковой.

Что же касается влияния предпосевной обработки семян препаратами на рассматриваемый показатель, то оно отсутствует. Очевидно, их влияние было снивилировано Ценозом. Так же и с внесенным минеральным удобрением не наблюдалось достоверного прироста высоты растений.

Увеличение длины колоса в результате предпосевной обработки семян ДФК и МФК составляло 0,7 – 1,2 см (при НСР05 = 0,49 см). Анализ результатов показал, что обработка семян этими препаратами в сочетании с Ценозом позволила увеличить длину колоса на 1,1 и 1,3 см по сравнению с контролем соответственно (при НСР05 = 0,79 см).

Длина колоса увеличивалась от сочетания всех препаратов с рядковым внесением N16P16K16. Превышение контроля составляло в зависимости от вариантов от 0,7 до 1,3 см (при НСР05 = 0,58 см). В наибольшей степени это наблюдалось от сочетания предпосевной обработки семян МФК с внесенным полным минеральным удобрением.

Максимально повлияло на увеличение колосков внесение рядкового удобрения с обработкой семян препаратом МФК 4,6 шт (48,9%) с колоса по сравнению с контролем (при НСР05 = 0,74 шт).

Качество зерна. Предпосевная обработка семян яровой пшеницы БАВ способствовала повышению содержания сырой клейковины в зависимости от препарата на 1,6 – 2,4% (при НСР05=0,79%). Однако качество самой клейковины (показатель ИДК) в интервале ряда классности достоверно изменялось и соответствовало II классу.

Больше всего на образование сырой клейковины в зерне опытной культуры повлияло минеральное и в меньшей степени бактериальное удобрение. Препарат МФК существенно повысил эффективность полного минерального удобрения на 0,2%. Близкие результаты были получены от обработки семян перед посевом раствором Ценоза, как самостоятельно, так и в сочетании с БАВ.

ПОСЕВНЫЕ СВОЙСТВА СЕМЯН В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АГРОПРИЕМОВ

Ферментативная активность семян и проростков яровой пшеницы. Для установления влияния препаратов на интенсивность биохимических процессов в растениях после сбора урожая в полученном зерне определяли активность ферментов пероксидазы и амилаз.

Применение новых биологически активных веществ оказало определенное влияние на активность пероксидазы (рис.2).

Пероксидазная активность снижалась под влиянием БАВ, за исключением варианта, где применялся препарат МФК. В наибольшей степени (39,3%) ингибировало активность пероксидазы применение препарата МП, влияние препарата ДФК было несколько ниже (23,2%) по сравнению с контролем.

Предпосевная обработка семян препаратами совместно с Ценозом приводила к повышению активности фермента. Существенное увеличение происходило от действия МФК на 2475 уд ед/100 г сырого вещества и МП – на 2433 уд ед/100 г сырого вещества (при НСР05=1871 уд ед/100 г сырого вещества). В меньшей степени это происходило от ДФК.

Что касается предпосевной обработки семян препаратами на рассматриваемый биохимический процесс на фоне применения нитрофоски, то здесь проявилась аналогичная закономерность в активизации данного фермента, что и в опыте № 1. Однако абсолютный показатель был выше, чем на контроле.

Рис. 2 Активность пероксидазы в проростках семян яровой пшеницы (среднее за 2007-2009 гг.) А – опыт № 1; Б – опыт № 2; С – опыт № 3

Снижение активности амилаз, как известно, способствует повышению устойчивости зерновых культур к прорастанию на корню. Предпосевная обработка семян испытуемыми препаратами повлияла определенным образом и на активность амилаз в зерне яровой пшеницы (рис. 3).

Анализируя данные рисунка 3 можно отметить, что активность фермента при обработке семян препаратами снижалась на 11,4 – 14,6%. Обработка семян БАВ с раствором Ценоза также способствовало понижению активности амилаз на 0,5 – 6,5% по отношению к контролю. В большей степени это происходило от действия препаратов ДФК и МП.

Рис.3 Активность амилаз в зерне яровой пшеницы (среднее за 2007-2009 гг.) А – опыт № 1; Б – опыт № 2; С – опыт № 3

Минеральные удобрения не значительно (1,7%) повысили активность изучаемого фермента по сравнению с контролем. Применение на данном фоне питания растений препарата ДФК также мало изменило амилолитическую активность по отношению к контролю. В других вариантах опыта достоверного уменьшения активности амилаз под влиянием предпосевной обработки семян не отмечалось.

Посевные качества семян нового урожая. Полевая всхожесть семян варьировала по годам, но по сравнению с контролем, на всех вариантах опытов отмечалось её увеличение. Так в опыте № 1, где использовали только БАВ, увеличение полевой всхожести было не существенно, лишь на 2,2-3,4% по сравнению с контролем. Сочетание БАВ с раствором Ценоза не способствовало существенному увеличению полевой всхожести семян яровой пшеницы. Значительному повышению этого показателя (на 10,8% по сравнению c контролем) способствовала обработка семян раствором МФК и внесение нитрофоски. Обработка семена БАВ были выше на 2,0 – 3,0%, чем на контроле, однако сочетание Ценоза с БАВ существенно не повышало полевую всхожесть. Использование предпосевной обработки семян препаратами на фоне N16P16K16 способствовало повышению рассматриваемого показателя свойств семян только от обработки их МФК (95%), на контроле она составила – 88%.

Анализ результатов трехлетних исследований энергии прорастания семян яровой пшеницы показал, что применение БАВ способствовало существенному повышению рассматриваемого показателя на 4,0 – 8,0% по отношению к контролю. Сочетание же предпосевной обработки семян бактериальным препаратом с БАВ не повышало дополнительно энергию прорастания семян яровой пшеницы. В среднем за три года энергия прорастания была на 15% больше по сравнению с контролем на варианте с применением МФК и полного минерального удобрения.

БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

Расчеты биоэнергетической эффективности применения предпосевной обработки семян новыми БАВ отдельно и в сочетании с Ценозом, а также на фоне внесенного в рядки минерального удобрения на посевах яровой пшеницы способствовали дополнительному повышению биоэнергетического коэффициента.

Так, прирост обменной энергии в продукции от применения препаратов составлял от 7033 до 7161 МДж/га, при сочетании их с Ценозом– 8698 – 9005 МДж/га, на минеральном фоне это значение колебалось от 8677 до 9540 МДж/га. На всех фонах питания растений яровой пшеницы увеличивалось количество обменной энергии, особенно на вариантах с применением ДФК и МФК.

Что же касается коэффициента энергетической эффективности, то он возрастал от применения всех препаратов, но в наибольшей степени (1,28) это происходило от использования МФК.

Установлено, что инокуляция семян яровой пшеницы биологически активными веществами способствовала повышению условного чистого дохода в опыте № 1 в пределах 409 – 467 руб./га, в опыте № 2 629 - 1366 руб./га, а в опыте № 3 – 1186 – 1560 руб./га. Одновременно с этим возрастал уровень рентабельности до 100,2 – 102,5%, 120,0-123,2 и до 117,3 – 125,6% соответственно. Установлено, что этот показатель полностью зависел от стоимости продукции и прямых затрат на её получение. Поэтому уровень рентабельности изменялся с такой же закономерностью, что и условный чистый доход. Наибольшим он был на вариантах с применением препарата МФК.

Выводы

1. Биологически активные вещества не изменяли питательный режим почвы. При этом содержание нитратного азота и подвижного фосфора во все годы исследований по всем вариантам опытов изменялось, как и на контроле, уменьшалось от начала вегетации растений к моменту их уборки, при этом содержание обменного калия изменялось незначительно.

Содержание нитратного азота в умеренной степени находилось в фазу кущения в опытах № 1 и № 2 (r = 0,45 – 0,69), а в высокой степени в опыте № 3 (r = 0,99) зависимости от активности целлюлазы, а в фазу колошения на трех опытах зависимость была сильной (r = 0,84 – 0,96). Корреляционная зависимость урожайности яровой пшеницы от содержания нитратного азота в фазу кущения в опыте № 1 была умеренной (r = 0,40), в опыте № 2 слабой (r = 0,08), а в опыте № 3 высокой (r = 0,94), в период колошения на всех опытах сильной (r = 0,75 – 0,99).

2. Применение препаратов не оказало заметного влияния на реакцию почвенного раствора, напряженность окислительно – восстановительной системы и буферность почвы. ОВП находился в тесной зависимости от влажности и биологической активности почвы. Все изученные физико – химические свойства почвы находились в интервалах типичных для агроэкосистем.

3. Положительное влияние предпосевной обработки семян биологически активными веществами на урожайность яровой пшеницы проявилось в трех опытах неодинаково: МФК был наиболее эффективным на фоне N16P16K16, ДФК – при сочетании с Ценозом, а МП при сочетании с минеральным удобрением.

Максимальная урожайность яровой пшеницы (2,0 т/га) была получена от сочетания препарата МФК с полным минеральным удобрением. Несколько ниже (1,93 т/га) она была от применения МП на этом же фоне. Прибавка урожая на этих вариантах опыта составила 0,49 и 0,42 т/га или 32,4 и 27,8% по отношению к варианту без обработки.

4. Установлена высокая степень корреляционной зависимости урожайности яровой пшеницы в опытах с использованием БАВ и активностью фермента целлюлазы в почве (r = 0,83 – 0,96).

5. Искусственно полученные биологически активные вещества: ДФК, МФК и МП проявили себя при предпосевной обработке семян, как стимуляторы роста и развития растений яровой пшеницы, активизировали в них уровень пероксидазы и амилаз, увеличивали высоту растения, длину колоса, количество зерна с колоса и массу 1000 зерен.

6. БАВ влияли, главным образом, на увеличение количества зерна в колосе и в меньшей степени – на их массу. Их позитивное действие отмечалось на посевных качествах семян нового урожая, у которых возрастала лабораторная (2,0 7,0%), полевая всхожесть (4,9 – 10,8%) и энергия их прорастания (4,0 – 15,0%) по отношению к контролю.

7. Предпосевная обработка семян яровой пшеницы повышала коэффициент биоэнергетической эффективности с 1,01 (опыт № 1 вариант 2 и 4) до 1,28 (опыт № 3 вариант 4). При этом происходило снижение энергозатрат с 7460 до 6975 МДж на 1 т з.е., что повышало условный чистый доход на 409–1560 руб./га.

Предложения производству

Для повышения продуктивности яровой пшеницы и улучшения качества зерна на обыкновенном черноземе в Правобережье Саратовской области рекомендуется вносить нитрофоску в рядки в дозе N16P16K16 в сочетании с предпосевной обработкой семян яровой пшеницы препаратом МФК или МП в концентрации 10-3% из расчета 80 л рабочего раствора на 1 т семян.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Овсиенко, С.М. Биостимуляторы резерв повышения продуктивности яровой пшеницы/ С.М. Овсиенко // Вестник ОрелГАУ. 2010. №2 (23). С.5962.

2. Овсиенко, С.М. Влияние бактериальных и минеральных удобрений на эффективность обработки яровой пшеницы росторегулирующими веществами циклического ряда /С.М. Овсиенко, В.А. Назаров, Т.Н. Сердюкова, Т.А. Суслова // матер. Междунар. науч.-прак. конф., посвящ. 75-летию факультета защиты растений и агроэкологии. - Саратов, 2007. – С. 85-87.

3. Овсиенко, С.М. Изучение влияния регуляторов роста на урожайность яровой пшеницы в условиях различных агрофонов /С.М. Овсиенко, В.А. Назаров, Т.Н. Сердюкова, Т.А. Суслова // матер. Междунар. науч.-прак. конф., посвящ. 75-летию факультета защиты растений и агроэкологии. - Саратов, 2007. – С. 88-90.

4. Овсиенко, С.М. Поиск регуляторов роста в ряду азагетероциклов и карбоциклических трикетонов/ С.М. Овсиенко, В.А. Назаров, Т.Н. Сердюкова, Т.А. Суслова // матер. II Междунар. конф. «Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии». – Астрахань, 2008. – С.77-79.

5. Овсиенко, С.М. К вопросу повышения продуктивности чернозёмных почв/ С.М. Овсиенко // матер. научно-практ. конф. «Плодородие почв – уникальный природный ресурс – в нем будущее России» и XI Докучаевские молодежные чтения «Почва как носитель плодородия». – СПб., 2008. – С. 206 – 207.

6. Овсиенко, С.М. Влияние регуляторов роста на физико-химические и биологические свойства почвы / С.М. Овсиенко // тез. докл. XV Междунар. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых по фундаментальным наукам «Ломоносов – 2008»; секция «почвоведение» (8-12 апреля 2008г.). Москва, 2008. – С.95-96.

7. Овсиенко, С.М. Ресурсосберегающая технология с использованием новых биологически активных веществ при возделывании яровой пшеницы / С.М. Овсиенко, В.А. Назаров, Т.Н. Сердюкова, Т.А. Суслова // сб. статей Всерос. науч.-практ. конф. «Повышение эффективности использования земель сельскохозяйственного назначения» (декабрь 2008). – Пенза, 2009. -.С.91-94.

8. Овсиенко, С.М. Влияние удобрений, Ценоза и новых БАВ на ферментативные процессы в зерне пшеницы / С.М. Овсиенко, В.А. Назаров, Т.Н. Сердюкова, Т.А. Суслова // мат. Всерос. науч.-практ. конф. «Научный потенциал - современному АПК» (17.02-20.02.2009) В 3-х т. Т.1 Ижевск, 2009. – С.10-15.

9. Овсиенко, С.М. Эффективность новых биологически активных веществ на черноземе обыкновенном / С.М. Овсиенко, В.А. Назаров, Т.Н. Сердюкова // сб. мат. «Всерос. молодежная выставка-конкурс прикладных исследований, изобретений и инноваций» (27-28 октября 2009). Саратов, 2009. С.74.

10. Овсиенко, С.М. К вопросу о перспективности использования новых биологически активных веществ на посевах яровой пшеницы / С.М. Овсиенко, В.А. Назаров, Т.Н. Сердюкова // сб. мат. III Междунар. науч. – практич. конф. «Ресурсосберегающее земледелие на рубеже XXI века».- Москва, 2009.-С.177-179.

11. Овсиенко, С.М. приемы повышения посевных качеств семян яровой пшеницы / С.М. Овсиенко, В.А. Назаров, Т.Н. Сердюкова // мат. всерос. конф. студентов и молодых ученых с элементами научной школы «Актуальные проблемы инновационного развития агропромышленного комплекса» (29 октября-1 ноября 2009). - Астрахань,2009.- С.133-134.

12. Безгубова, Т.А. Влияние удобрений и новых биологически активных веществ на питательный режим чернозема обыкновенного и его продуктивность / Т.А. Безгубова, С.М. Овсиенко, В.А. Назаров // мат. IV Всерос. науч.-практич. конф. «Специалисты АПК нового поколения». – Саратов, 2010.- С. 264.

13. Овсиенко, С.М. воздействие производных хинолина на биологическую активность и продуктивность почвы [Электронный ресурс] /С.М. Овсиенко, В.А. Назаров// Элек. журнал «Агродвижитель». – Оренбург, 2010. - URL: http://portal.orensau.ru/content/view/143/2/ (дата обращения 1.06.2010).