CC BY
93
УДК 633.11 : 631.8 : 631.811.98
А. И. МЫХЛЫК, С. В. ЛАЗАРЕВИЧ
ВЛИЯНИЕ УДОБРЕНИЙ И РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА НА СТРОЕНИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ ОВСА ПОСЕВНОГО
(Поступила в редакцию 09.01.2015)
Строение и продуктивность растений овса посевного The structure and productivity of oats plants are integral
являются интегральными признаками процессов роста и signs of the processes of growth and development. They depend
развития. Они зависят от сортовых особенностей расте- on variety peculiarities of plants and conditions of their grow-
ний и условий их произрастания. Применение азотных ing. Application of nitrogen fertilizers in the dose of N60 and
удобрений в дозах N60 и N120 на фоне P60K120 стимулирует N120 on the background of P60K120 stimulates the development of
развитие растений. Ретарданты хлормекватхлорид и мес- plants. Retardants chlormequatchloride and messidor have anti-
сидор обладают антигиббереллиновым действием и инги- gibberellin action and inhibit intercalary growth of interstitials.
бируют интеркалярный рост междоузлий. Однако влияние However, the influence (ц2, %) of factors variety + fertilizers
(П , %) факторов сорт+удобрения превышает влияние ре- surpasses the influence of growth regulators. Retardants had
гуляторов роста. В меньшей мере ретарданты модифици- less influence on the modification of formation of reproductive
ровали формирование репродуктивных частей побегов овса. parts of oats shoots.
Введение
Регулирование роста и развития растений с использованием экзогенных факторов является актуальным направлением научных исследований в физиологии растений и растениеводстве. Поэтому целью нашей работы было выявление роли синтетических регуляторов роста на фоне градиента доз азотных удобрений в формировании структуры растений и продуктивности пленчатого и голозерного овса посевного. Задачами данной работы явилось изучение устойчивости растений к полеганию; оценке роли сорта, уровня минерального питания и регуляторов роста в развитии вегетативных и репродуктивных органов растений и их продуктивности.
Анализ источников
Рост и развитие растений проходят под влиянием эндогенных и экзогенных регуляторных факторов. Эндогенное регулирование осуществляется посредством физиологически активных веществ, в первую очередь ферментов, витаминов, фитогормонов, синтезируемых в клетках под контролем генов [1]. Из этой биологической аксиомы следует, что, во-первых, регулируя синтез фитогормонов и их функциональную активность, можно регулировать формирование габитуса растений и что, во-вторых, генетически разные таксоны могут иметь разную реакцию на изменение функциональной активности эндогенных регуляторных факторов под влиянием факторов внешней среды. Эта особенность является теоретической основой разработки сортовой агротехники культур, включая применение удобрений, природных и синтетических регуляторов роста.
При возделывании зерновых культур большое внимание уделяется снижению потерь зерна вследствие полегания посевов [2, 3]. Полегание приводит к потерям 20-60 % урожая, ухудшению качества зерна и соломы, значительному удлинению сроков уборки, увеличению расходов топлива и затрат на ремонт техники [4]. Ссылаясь на исследования А. М. Палеева, В. М. Терентьев [5] отмечает, что полегание хлебов связано с изменениями в обмене веществ в стебле: «С фазы цветения или молочной спелости зерна и до созревания наблюдается частичный распад компонентов клеточной оболочки растения. За этот период содержание целлюлозы, ксилана и лигнина в стебле уменьшается на 2030 %». Такую же причину полегания хлебов отмечает и М. И. Лясковский [6].
Для повышения устойчивости злаков к полеганию эффективным агротехническим приемом является применение экзогенных регуляторов роста - ретардантов. Ретарданты обладают комплексным физиологическим действием. Они предупреждают полегание растений; обеспечивают повышение устойчивости растений к стрессовым факторам среды, болезням и вредителям, к засухе и высоким температурам, к засолению почвы [1].
В агрономической практике широкое распространение получил хлормекватхлорид (ССС, цико-цель, стабилан). Ретардантная активность этого синтетического регулятора роста обусловлена способностью блокировать гены биосинтеза гиббереллинов [4], которые обеспечивают рост растений за счет активации процессов деления и растяжения клеток интеркалярных меристем, сосредоточенных в основаниях междоузлий стебля злаков [1, 7].
Эффективность применения ретардантов зависит от условий произрастания растений и их биологических особенностей [4, 8]. В работе с овсом большое внимание уделяется изучению применения синтетических регуляторов роста в сочетании с удобрениями и средствами защиты растений [9-11]. В связи с созданием новых сортов овса и синтезом новых регуляторов роста исследования в этой области имеют большую перспективу. Они углубляют представления о механизмах регулирования роста и развития растений и обеспечивают разработку рекомендаций по практическому использованию ретардантов в растениеводстве.
Методы исследования
Объектами исследований служили морфологические признаки строения растений сортов Запавет, Фристайл и Вандроушк, а также элементы их продуктивности.
Пленчатый сорт Запавет создан в РУП НПЦ НАН Беларуси по земледелию. Характеризуется прочным среднерослым стеблем средней толщины и высокой продуктивной кустистостью. Средняя урожайность достигает 60 ц/га. Пленчатый сорт Фристайл получен в РУП НПЦ НАН Беларуси по земледелию. Он имеет среднерослую соломину и среднюю устойчивость к полеганию. В конкурсном сортоиспытании урожайность составляла 69,4 ц/га.
Голозерный сорт Вандроушк селекции БелНИИЗиК отличается толстой, прочной среднерослой соломиной, выполненной в первых двух междоузлиях; сорт относительно устойчив к полеганию. Средняя урожайность составляет около 30 ц/га.
При изучении действия удобрений и регуляторов роста использовались методы полевых исследований, анализ опубликованных источников и статистический анализ полученных результатов.
Исследования проводились на опытном поле УО БГСХА. Почва опытного участка - дерново-среднеподзолистая, легкосуглинистая, развивающаяся на лессовидном суглинке, подстилаемом мореной. Содержание гумуса 1,21-1,75 %, подвижного фосфора - 273-332 мг/кг почвы, калия - 156-363 мг/кг почвы. Реакция почвенной среды - кислая (рН в KCl - 4,5-5,0).
В качестве регулируемых факторов роста и развития растений использовали минеральные удобрения (N0P80K120, N60P80K120, N120P60K120) и ретарданты. Азотные удобрения (мочевина) в варианте N60 вносили при посеве (60 кг/га). В варианте с N120 90 кг/га азота было внесено при посеве и 30 кг/га - в виде подкормки в конце фазы кущения. В эту же фазу посевы обрабатывали ретардантами Хлормек-ватхлорид (Р1) и Мессидор (Р2) в дозе 1 л/га. Хлормекватхлорид ингибирует биосинтез активных изомеров гиббереллинов, что способствует уменьшению длины соломины, лучшему развитию механических тканей и увеличению числа продуктивных стеблей [12]. Мессидор является инновационным регулятором роста антигиббереллинового действия. Он стимулирует увеличение диаметра соломины и параметров ее анатомических компонентов [13].
Для борьбы с сорняками использовали гербициды Тамирон + 2М4Х (15 г/га + 0,7 л/га). Защита растений от корончатой ржавчины и красно-бурой пятнистости проводилась фунгицидом Рекс Дуо (0,6 л/га), а от пьявицы - инсектицидом Децис (100 г/га). Растения выращивались в трехкратной по-вторности. Размер учетной делянки составлял 9м2. В период вегетации проводились фенологические наблюдения. Параметры структуры растений учитывались в период уборки. Статистическая обработка полученных результатов выполнена по Б. А. Доспехову [14].
Основная часть
Приоритетной парадигмой создания синтетических регуляторов роста является разработка методов управления развитием растений, обеспечивающих повышение их продуктивности и формирование урожая в условиях производства. Для зерновых культур важным фактором роста урожайности в условиях достаточного обеспечения элементами минерального питания является повышение устойчивости растений к полеганию.
В решении проблемы устойчивости должны учитываться оптимальные параметры морфологической и анатомической структуры стебля, активности интеркалярной меристемы, возможности применения ретардантов. По-прежнему актуально использование методов селекции и подбор сортов, устойчивых к полеганию. Опыты, проведенные с овсом, показали, что эффективность применения ретардантов зависит от биологических особенностей сортов и уровня их минерального питания. В частности, новые сорта Фристайл и Вандроушк оказались несколько более устойчивыми, чем сорт Запавет как в контрольных вариантах, так и в случае применения ретардантов (табл. 1).
Т а б л и ц а 1. Влияние удобрений и ретардантов на устойчивость растений овса к полеганию
Фон минерального питания Ретардант Устойчивость сортов в баллах
Запавет Фристайл Вандроушк
контроль 4,5 5 5
N0P80K120 хлормекватхлорид 5 5 5
мессидор 5 5 5
контроль 3,5 4,5 4,5
N60P80K120 хлормекватхлорид 4 4,5 4,5
мессидор 4 4,5 4,5
контроль 3 3,5 3,5
N120P80K120 хлормекватхлорид 3,5 4 4
мессидор 3,5 4 4
У них лишь на высоком фоне азотного питания без применения ретардантов полевая устойчивость составила 3,5 баллов. Существенных различий в характере действия одного и другого препаратов установлено не было. Повышение доз азотных удобрений от N0 до и N120 увеличивало риск полегания растений. Так, в контрольных вариантах без применения ретардантов устойчивость сорта Запавет снижалась от 4,5 до 3,5 и 3 баллов, а у Фристайла и Вандроушка - от 5 до 4,5 и 3,5 баллов. Применение хлормек-ватхлорида и мессидора повышала устойчивость посевов Запавета во всех вариантах азотного питания на 0,5 балла. Для Фристайла и Вандроушка регуляторы роста оказались эффективными только на повышенном фоне азотного питания (N120).
Анализ дисперсий признаков структуры ратений и их урожайности показал, что значимость сортовых особенностей и уровня минерального питания оказались для овса выше, чем влияние регуляторов роста (табл. 2). Например, значение индекса детерминации (п2, %) высоты растений фактором сорт+удобрения составило 95,9 %, а регуляторами роста - лишь 2,9 %. Это можно объяснить тем, что ретарданты более эффективны при обработке посевов высокорослых сортов, а изученные сорта овса относятся к среднерослым. Слабое влияние ретарданты оказали и на результирующий признак -урожайность растений (п2 = 1,6 %).
Т а б л и ц а 2. Влияние сорта, удобрений и регуляторов роста на структуру растений и урожайность овса посевного
№ п.п Признак Среднее значение признака Индекс детерминации (п2, %)
сорт + удобрения регуляторы
1 Высота растений, см 97,3 95,9 2,9
2 Длина метелки, см 13,9 87,3 7,1
3 Число колосков в метелке, шт. 19,3 77,7 8,0
4 Масса зерна с одного растения, г 1,0 75,3 8,8
5 Урожайность, г/м2 401,8 90,2 1,6
Использованные регуляторы роста по-разному влияли на развитие элементов структуры растений и их урожайность в разных условиях минерального питания (табл. 3).
Т а б л и ц а 3. Развитие признаков овса посевного под влиянием регуляторов роста и удобрений
Сорт Регулятор роста Признаки
(фактор Р) высота растения, см длина метелки, см число колосков, шт. масса зерна с растения, г урожайность, г/м2
^0Р80К120
контроль 84,8 13,3 18,5 0,96 363,9
Запавет Р1 84,7 14,4 21,3 1,01 341,6
Р2 87,7 14,3 21,8 1,16 355,9
контроль 85,8 11,9 20,2 1,09 393,4
Фристайл Р1 81,0 11,8 17,6 0,89 386,5
Р2 76,9 10,4 12,4 0,67 311,7
контроль 80,0 11,1 15,0 0,67 269,5
Вандроушк Р1 77,0 11,0 11,6 0,52 263,3
Р2 79,9 11,6 13,5 0,76 280,7
НСРо,05 3,7 0,7 2,3 0,1 35,7
П2, фактор Р, % 2,9 0,9 3,7 3,3 15,0
^0Р80К120
контроль 109,3 14,7 23,3 1,21 492,2
Запавет Р1 102,1 14,1 24,1 1,42 499,4
Р2 100,1 14,4 22,8 1,02 494,6
контроль 96,6 12,2 18,7 0,97 499,1
Фристайл Р1 94,4 14,6 19,9 1,17 550,2
Р2 95,1 13,6 21,0 1,10 540,5
контроль 90,6 12,6 12,6 0,68 251,7
Вандроушк Р1 90,5 13,8 13,3 0,64 259,9
Р2 85,1 13,1 12,7 0,66 343,0
НСР005 4,6 0,9 3,6 0,3 46,8
П2, фактор Р, % 8,3 12,1 2,4 4,0 4,0
20
контроль 130,0 15,3 22,8 0,98 461,2
Запавет Р1 126,5 15,8 27,0 1,31 510,9
Р2 113,1 19,9 19,6 0,86 515,4
контроль 123,9 15,5 29,2 1,58 480,4
Фристайл Р1 122,3 17,7 27,1 1,43 531,3
Р2 119,6 15,5 23,4 1,36 498,7
контроль 111,0 13,2 16,2 0,70 324,7
Вандроушк Р1 102,2 15,4 18,2 0,87 334,8
Р2 97,7 15,4 17,8 0,94 293,4
НСР005 4,3 2,1 1,7 0,1 26,5
П2, фактор Р, % 17,9 15,5 11,4 4,3 0,6
Примечание: Р1 - регулятор роста хлормекватхлорид, Р2 - регулятор роста мессидор.
В условиях дефицита азота (N0) растения всех сортов в контрольном варианте оказались одинаково среднерослыми (80-85 см), а применение регуляторов роста было малоэффективным. Лишь у сорта Фристайл снижение высоты растений оказалось статистически существенным на 0,05 уровне значимости. Подобное избирательное действие синтетических регуляторов роста ранее было установлено В. П. Деевой с сотрудниками [8].
При внесении азота в дозе 60 кг/га высота растений сорта Запавет увеличилась в контрольном варианте на 28 %, у Фристайла - на 12,6 %, Вандроушка - на 13,2 %. Повышение уровня азотного питания до 120 кг/га обеспечило прирост длины стебля соответственно на 53,3 %, 44,4 % и 38,8 % по сравнению с вариантом без внесения азотных удобрений. На этих фонах питания (^о и N^0) влияние хлормекватхлорида и мессидора оказалось более существенным, причем влияние мессидора было более заметным. Подавление синтеза гиббереллинов мессидором на фоне N^0 приводило к снижению меристематической активности в основаниях междоузлий и уменьшению длины стебля на 16,9 см у Запавета, на 4,3 см у Фристайла и на 13,3 см у Вандроушка. Повышение дозы азотных удобрений положительно сказалось на формировании репродуктивных органов овса. У всех сортов формировалась более крупная метелка с большим числом колосков, что в итоге привело к существенному увеличению урожайности сортов.
Применение регуляторов роста также способствовало формированию крупных метелок. Влияние ретардантов усиливалось по мере улучшения азотного питания. Об этом свидетельствует увеличение значений коэффициентов детерминации (п2, %) высоты растений и параметров метелки. Так, по длине стебля п2 регуляторов роста на бедном азотом фоне (N0) был равен лишь 2,9 %. Внесение и N^0 повысило значение п2 до 8,3, а затем до 17,9 %. В меньшей мере применение ретардантов повлияло на изменение массы зерна с растения: п2 увеличилось с 3,3 до 4,0, а затем до 4,3 %. Изменение урожайности в разных вариантах опыта мало зависело от применения ретардантов. Лишь у сорта Фристайл в вариантах и N^0 и у сорта Запавет в варианте N^0 наблюдалось увеличение урожайности при использовании ретардантов. Рост урожайности обеспечивался в первую очередь повышением доз азотных удобрений.В ранее проведенных исследованиях на пшенице было установлено, что степень корреляции между признаками метамеров зависит от структурной близости их расположения [15]. Эта же закономерность проявилась в контрольных вариантах (без применения ретардантов) на растениях овса посевного (табл. 4).
Т а б л и ц а 4. Влияние регуляторов роста на взаимосвязь длины междоузлий и длины метелки (г)
Номер междоузлия (сверху - вниз) Контроль Регулятор роста
хлормекватхлорид мессидор
EN 1 0,99 0,90 0,84
EN 2 0,75 0,90 0,90
EN 3 0,69 0,86 0,86
EN 4 0,60 0,83 0,70
EN 5 0,51 0,73 0,53
Корреляция между длиной метелки и длиной подметелочного междоузлия (EN 1) оказалась наиболее сильной, г = 0,99. По мере удаления междоузлия от метелки линейная корреляционная связь между ними ослабевала и в EN 5 составила лишь 0,51. Из этого следует, что при проведении селекционных отборов на продуктивность овса следует отдавать предпочтение растениям с длинным под-метелочным междоузлием. Применение ретардантов оказывало определенное стрессовое влияние на растения. Так, у растений, обработанных хлормекватхлоридом и мессидором, линейная корреляционная связь между длиной подметелочного междоузлия и длиной метелок снизилась с 0,99 до 0,90 и 0,84. В то же время связь длины метелок с междоузлиями среднего и нижнего ярусов возросла, например в EN 4 - с 0,60 до 0,83 и 0,70. Это может свидетельствовать о модифицировании ретардантами каскадной регуляции процессов роста побега у овса.
Заключение
Рост, развитие и продуктивность растений овса посевного зависят от биологических особенностей изучаемых сортов и условий их произрастания. Так, повышение доз азотных удобрений обеспечивало больший прирост длины стебля у сорта Запавет по сравнению с сортами Фристайл и Вандроушк. В то же время Фристайл и Вандроушк оказались более устойчивыми к полеганию в разных условиях минерального питания и применения регуляторов роста. Применение ретардантов хлормекватхлорид и мессидор приводит к изменению элементов структуры растений, но мало влияет на их продуктивность.
ЛИТЕРАТУРА
1. Физиологические основы селекции растений / В. А. Драгавцев [и др.]; под ред. Г. В. Удовенко // Гл.7. Регуляторы роста и проблемы селекции растений. - СПб.: Изд-во ВИР, 1995. - С. 259-292.
2. Д а н и л о в, А. С. Влияние хлорхолинхлорида (ССС) на урожай, качество зерна и устойчивость к полеганию яровой пшеницы/ А.С. Данилов, С.М. Гольдина // Земледелие и растениеводство в БССР: сб. науч. тр. Белор. НИИ земледелия. -Минск: Ураджай, 1973. - Т.17. - С. 99-106.
3. Д е е в а, В. П. Регуляторы роста и урожай / В. П. Деева, З. И. Шелег. - Минск: Наука и техника, 1985. - 61 с.
4. П р и в а л о в, Ф. И. Эффективность применения ретардантов на озимой ржи/ Ф.И. Привалов, И.Г. Бруй, Л.П. Власик// Земледелие и селекция в Беларуси : сб. науч. тр. РУП НПЦ НАН Беларуси по земледелию. - Минск: ИВЦ Минфина, 2008. -Вып. 44. - С. 153-164.
5. Т е р е н т ь е в, В. М. Физиология устойчивости растений к полеганию и методы ее оценки / В. М. Терентьев. - Физиология растений в помощь селекции. - М.: Наука, 1974. - С. 108-123.
6. Л я с к о в с к и й, М. И. Динамика фенольных соединений и лигнина в стебле озимой пшеницы и формирование устойчивости к полеганию / М. И. Лясковский, Ф. Л. Калинин // Физиология и биохимия культурных растений. - 1997. -Т. 9. - № 4. - С. 359-365.
7. М е д в е д е в, С. С. Физиология растений: учебник/ С. С. Медведев. - СПб.: Изд-во Петерб. ун-та, 2004. - С. 195.
8. Деева, В. П. Избирательное действие химических регуляторов роста на растение // В. П. Деева, З. И. Шелег, Н. В. Санько Физиологические основы. - Минск: Наука и техника, 1988. - 333 с.
9. Ц ы г а н о в, А. Р. Применение микроудобрений, биопрепаратов и регуляторов роста при возделывании овса / А. Р. Цыганов, О. И. Мишура, С. З. Лабуда // Агрохим. вестник, 2008. - № 1. - С. 15-17.
10. Г о в р я к о в, А. С. Влияние азотных удобрений, регуляторов роста растений и гербицидов на урожайность овса в Саратовском Правобережье: автореф. дисс. ... канд. с.-х. наук: специальность 06.01.04 / А. С. Говряков. - Саратов, 2012. - 19 с.
11. Эффективность совместного применения минеральных удобрений, гербицидов и регуляторов роста при возделывании овса на черноземах южных Саратовского Правобережья / В. В. Стрижков [и др.] // Вестн. Сарат. госуниверситета им. Н. И. Вавилова. - 2012. - № 1. - С. 61-63.
12. М и р е н к о в, Ю. А. Химические средства защиты растений: справочник / Ю. А. Миренков, П. А. Саскевич, С. В. Сорока. - 2-е изд., перераб. и доп. - Несвиж: Несвижская укрупн. типогр. им. С. Будного. - 2011. - 394 с.
13. Каталог средств защиты растений компании БАСФ в Республике Беларусь. - Минск:Равноденствие, 2012. -162 с.
14. Д о с п е х о в, Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б. А. Доспехов. - М.:Агропромиздат, 1985. - С. 207-213.
15. Л а з а р е в и ч, С. В. Эволюция анатомического строения стебля пшеницы / С. В. Лазаревич. - Минск, 1999. - 296 с.
УДК 631.51.01:631.8:631.445.24
И. М. ШВЕД, Е. Ф. ВАЛЕЙША
ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ОСНОВНОЙ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ И СИСТЕМ УДОБРЕНИЯ НА АГРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТОЙ ЛЕГКОСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЫ
(Поступила в редакцию 09.01.2015)
В длительном стационарном опыте установлено, что In a long stationary test we have established that non-
безотвальная обработка почвы способствует улучшению moldboard cultivation of soil helps to improve indicators of
показателей агрофизических свойств почвы. На фоне без- agro-physical properties of soil. On the background of chisel
отвальной обработки почвы продуктивность звена зерно- cultivation of soil, productivity of row grain crop part of crop
пропашного севооборота в вариантах опыта была на 16 % rotation in variants of test was by 16% higher than that on the
больше, чем на фоне отвальной вспашки. Для улучшения background of moldboard plowing. To improve the structure of
структурного состояния дерново-подзолистой легкосуглини- sward-podzolic light loamy soil and increase efficiency of crop
стой почвы и повышения эффективности возделывания cultivation in row crop rotation, we recommend applying chisel
сельскохозяйственных культур в зернопропашном севообо- cultivation of soil (shallow and zero chiseling). роте рекомендуется применять безотвальную обработку почвы (мелкую безотвальную и нулевую).
Введение
Современная технология выращивания культуры должна основываться на постоянном управлении формированием элементов продуктивности. Необходимо использовать природным потенциалом культуры. Высокие урожаи могут быть получены только в том случае, когда соблюдаются все элементы технологии возделывания культуры, совершенствуются приемы и способы выращивания [3]. Одним из важнейших показателей физического состояния плодородия почвы является ее структура. От нее зависит благоприятное сложение пахотного слоя; водные, воздушные, физические, физико-механические свойства и целый ряд других показателей.
Обработка почвы является одним из основных элементов системы земледелия. Наиболее важными ее задачами всегда были: создание оптимального сложения почвы, благоприятного водного, воздушного и пищевого режимов, борьба с засоренностью полей.
