CC BY
3
УДК/UDC 574/577
БИОМЕТРИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И СТРУКТУРА УРОЖАЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ БИООРГАНИЧЕСКОГО УДОБРЕНИЯ
BIOMETRIC CHARACTERISTICS AND STRUCTURE OF WINTER WHEAT CROP UNDER THE INFLUENCE OF BIOORGANIC FERTILIZER
Гагарина И.Н.,* к.с.-х.н., доцент кафедры биотехнологии Gagarina I.N., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor of the
Department of Biotechnology
Горькова И.В., профессор, и.о. заведующей кафедрой биотехнологии Gorkova I.V., Professor, Acting Head of the Department of Biotechnology Попова А.Ю., к.б.н., доцент кафедры биотехнологии Popova A.Yu., Candidate of Biological Sciences, Associate Professor of the
Department of Biotechnology
Прудникова Е.Г., к.с.-х.н., доцент кафедры биотехнологии Prudnikova E.G., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor of the
Department of Biotechnology
Яковлева И.В., старший преподаватель кафедры биотехнологии Yakovleva I.V., Senior Lecturer at the Department of Biotechnology ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина», Орел, Россия
Federal state budgetary educational institution of higher professional education "Orel state agrarian University named after N.V. Parahin», Orel, Russia
*E-mail: [email protected]
В статье представлены данные по испытанию нового биоорганического удобрения на озимой пшенице сорта Московская 39. Применение нового биоорганического удобрения в полупроизводственных испытаниях на озимой пшенице показало ростактивирующие и адаптационные способности, что отразилось на биометрических показателях во всех фазах вегетации. Учет показателей проводили в течении вегетационного периода. Показано, что обработка биоорганическим удобрением озимой пшеницы в фазу кущения и колошения улучшает морфометрические показатели и урожайные данные, независимо от погодных условий. Используемое биоорганическое удобрение способствует большему накоплению биомассы растений, высоты пшеницы, длины корня. При этом масса корней под влиянием удобрения у озимой пшеницы повысилась на 11,36%. Площадь листьев у озимой пшеницы с применением биоорганического удобрения возросла на 21,26%. Масса 1000 семян у озимой пшеницы практически не изменилась под влиянием обработки удобрением. Однако размер колоса под влиянием биоорганического удобрения увеличился на 4,3%. За счет увеличения размера колоса и произошло увеличение выхода зерна. Прирост урожая зерна за счет обработки удобрением отмечен по сравнению с контролем на 9,7% за счет густостоя, числа зерен в колосе на 10,4%, массы колоса - на 27,1%. Биоорганическое удобрение для обработки зерновых культур озимой пшеницы является перспективным биостимулятором, увеличивающим выход зерна у зерновых культур за счет более мощного развития всего растения, включая биомассу и корневую систему. Повышается сохранность растений при посадке, масса колоса, число зерен в колосе. Биоорганическое удобрение является экологически чистым, дешевым препаратом, эффективно действующим при очень низком расходе1СН%.
Ключевые слова: озимая пшеница, биоорганическое удобрение, структура урожая,
биометрическая характеристика.
The article presents data on the testing of a new bioorganic fertilizer on winter wheat of the Moskvovskaya 39 variety. The use of the new bioorganic fertilizer in semi-production tests on winter wheat showed growth-activating and adaptive abilities, which affected biometric indicators in all phases of vegetation. The indicators were taken into account during the growing season. It is shown that the treatment of winter wheat with bioorganic fertilizer during the tillering and earing phase improves
morphometric parameters and yield data, regardless of weather conditions. The bioorganic fertilizer used contributes to a greater accumulation of plant biomass, wheat height, and root length. At the same time, the root weight of winter wheat increased by 11.36% under the influence of fertilizer. The leaf area of winter wheat with the use of organic fertilizer increased by 21.26%. The weight of 1000 seeds of winter wheat has not practically changed under the influence of fertilizer treatment. However, the ear size increased by 4.3% under the influence of bioorganic fertilizer. Due to the increase in the size of the ear, there was an increase in grain yield. The increase in grain yield due to fertilizer treatment was noted compared to the control by 9.7% due to the density, the number of grains in the ear by 10.4%, the weight ofthe ear-by 27.1%. Bioorganic fertilizer for processing winterwheat crops isa promising biostimulator that increases grain yield in cereals due to more powerful development of the entire plant, including biomass and root system. The safety of plants during planting, the weight of the ear, the number of grains in the ear increases. Bioorganic fertilizer is an environmentally friendly, cheap preparation that works effectively at a very low consumption of 1CH%
Keywords: winter wheat, bioorganic fertilizer, crop structure, biometric characteristics.
Введение. В связи с глобальным изменением климата озабоченность работников сельского хозяйства связана со снижением урожайности всех полевых культур, в том числе и зерновых.
Средняя урожайность зерновых и зернобобовых культур по земледельческой зоне за период 1976-2017 гг. составила 17,0 ц/га. Средний уровень урожайности за 1998-2017 гг. оценивается величиной 18,9 ц/га или на 1,9 ц/га выше, чем за весь период глобального потепления [4]. За последние десятилетия отмечается повышение урожайности, связанное с применением инновационных технологий возделывания, использованием современных высокоурожайных сортов, применением современных средств защиты растений, ростостимуляторов и удобрений. Тренды урожайности ярового ячменя в среднем по России составляют 4,8 ц/га/10 лет.
Анализ оценок климатических рисков позволяет выделить территории, благоприятные для выращивания как яровой, так и озимой пшеницы. Это Орловская, Тульская и Курская области (Центральный ФО); Кировская и Нижегородская области, Республики Удмуртия и Чувашия (Приволжский ФО). По мере продвижения к югу риски недобора урожаев возрастают из-за увеличения повторяемости засух.
Между тем неблагоприятные условия выращивания полевых культур можно нивелировать путем подбора засухоустойчивых сортов, применением соответствующих удобрений, средств защиты, биостимуляторов и удобрений. [8,9]
Биостимуляторы не являются питательными веществами сами по себе; но они облегчают поглощение питательных веществ или благотворно способствуют стимулированию роста или стрессоустойчивости [7].
Широкое использование в интегрированных системах защиты растений физиологически активных веществ может не только определять экономические показатели, но и оказывать существенное влияние на экологическую ситуацию в агробиоценозах и обеспечивать снижение загрязнения биосферы и сельскохозяйственной продукции пестицидными остатками [1,2].
Увеличение урожайности зерновых культур и в частности озимой пшеницы возможно за счет включения агробиотехнологий с использованием биоорганических удобрений. [5].
Цель исследований. Целью данной статьи является изучение влияния нового биоорганического удобрения на морфофизиологическую характеристику и структуру урожая озимой пшеницы Орловской области.
Условия, материалы и методы. Работа проводилась в условиях Научнообразовательного производственного центра "Интеграция" Орловского ГАУ. Сорт озимой пшеницы Московская 39 создан НИИСХ Центральных районов Нечерноземной зоны. Сорт среднеспелый, вегетационный период 305-308 дней, устойчив к ранневесенней засухе. Куст промежуточный, соломина полая, средней толщины, флаговый лист имеет восковой налёт. Колос веретеновидный, средней плотности, белый, ости прямые, длиной 6-7 см. Масса 1000 зёрен 34-42
г).
Агрохимическая характеристика почвы: Р2О5 99 мг/кг, К2О 102 мг/кг, pH 5, гумус 4.54.
Предшественник озимой пшеницы - люпин на сидерат. Вспашка на глубину 23-25 см. Ранневесеннее боронование. Культивация предпосевная. Посев с нормой высева 5 млн. всхожих семян.
Используемые пестициды по всем вариантам опыта: Инсектицид Залп, КЭ (250 г/л циперметрина) - 0,2 л/га (рабочей жидкости - 200-400 л/га).
Гербицид Лорнет, ВР (300 г/л клопиралида) - 0,16-0,66 (р.ж. - 200-300 л/га).
Семена всех вариантов, перед посевом обрабатывались протравителем Скарлет - фунгицидный протравитель, предназначенный для предпосевной обработки семян зерновых культур, кукурузы, рапса, сои, подсолнечника против широкого спектра болезней.
Изучали морфофизиологические показатели и урожайные данные по вариантам:
1 .Контроль - без обработки (опрыскивание семян и вегетирующих растений водой);
2. Биоорганическое удобрение 10'4% (опрыскивание семян и вегетирующих растений).
Опрыскивание растений пшеницы биоорганическим удобрением по вегетации проводили дважды опрыскиванием вегетирующих растений на фазе кущения: и на фазе колошения.
Фенологические наблюдения и структуру урожая проводили по «Методика Государственного сортоиспытания с.-х. культур (1982, 1995 гг.), массу 1000 зерен ГОСТ 12042-80.
Фенологические наблюдения выполняли в фазы 2-3-го листа, кущения, выхода в трубку, колошения, цветения, молочной спелости и полной спелости зерна.
Статистическую обработку результатов проводили с помощью пакета Microsoft Office 2010 (Excel). Все опыты проводились в пятикратной повторности.
Результаты и обсуждение.
Применение нового биоорганического удобрения в полупроизводственных испытаниях на озимой пшенице показало ростактивирующие и адаптационные способности, что отразилось на биометрических показателях во всех фазах вегетации.
Учет показателей проводили в течении вегетационного периода. Результаты исследования в фазу конца кущения (Рис.1) показали, что при обработке биоорганическим удобрением происходит увеличение высоты растений на 10,2% по сравнению с контролем, веса биомассы на 13,6%, средней длины корней на 18,19%, средней массы корней на 23,75%, среднего количества листьев на 16,57%, площади листа на 12,6%, узлов кущения на 41%, сахаров на 20,2 % по сравнению с контролем.
Рисунок 1 - Озимая пшеница Варианты: 1- контроль; 2- опыт
Далее учет проводился в фазу выхода в трубку. Результаты исследования показали, что при обработке биоорганическим удобрением происходит увеличение высоты растений, на 10,4% по сравнению с контролем, веса зеленной массы на 8,6%, средней длины корней на 6,7%, средней массы корней на 11,1%, среднего количества листьев на 10,8%, площади листа на 9,6%, узлов кущения на 4,8%, сахаров 23,1% по сравнению с контролем.
Измерения показателей продолжались в стадии выхода в трубку, колошения,цветения и созревания. Динамика превосходства опытного варианта перед контролем сохранялась вплоть до созревания семян (Таблица 1).
Таблица 1 - Биометрические показатели зерновых культур в стадии созревания под влиянием биоорганического удобрения__________________________________
Показатели Варианты опыта
Контроль (без обработки) Обработка биоорганическим удобрением
Высота растений, см 51,3 55,2
Биомасса, г 23,7 25,4
Площадь листьев, см2 204 24,8
Анализ результатов таблицы 1 показал, что при обработке биоорганическим удобрением площадь листьев на 21,6 %, по сравнению с контролем.
Во всех фазах развития пшеницы опытные растения превосходили контрольные по всем морфометрическим показателям. Так, в период кущения при обработке пшеницы биоорганическим удобрением показатели по всем параметрам выше по сравнению с контролем.
Увеличение размеров растений происходит и за счет развития более мощной корневой системы. Биоорганическое удобрение повышает влагоудерживающую способность листьев, что отражается на повышении влажности в опытных растениях на 5,6%. При этом повышается содержание сахаров в опытном варианте более чем в два раза.
Известно, что величину урожая зерна формируют структурные элементы, т.е. продуктивные органы. Продуктивность растений обусловливается различным сочетанием количественных признаков, которые в свою очередь являются результатом сложного взаимодействия генотипа и условий внешней среды. Доказано, что показатели: число зёрен в колосе, масса зерна колоса и массой 1000 зёрен играют главную роль в повышении урожайности озимой пшеницы в условиях юга России [2,3].
Из наших исследований (Таблица 2) следует, что полевые испытания на озимой пшенице показали увеличение урожайности зерна под влиянием биоорганического удобрения по сравнению с контролем за счет и количества зерен в колосе на 4,1% и веса колоса - на 13,3%.
Таблица 2 - Структура урожая озимой пшеницы под воздействием
биоорганического удобрения______________________________________________
Показатели Виды обработки
Контроль Биоорганическое удобрение
Длина колоса, см 9,6 10,0
Вес 10 колосьев,г 9,1 10,3
Число зерен в колосе, шт 25 26
Масса 1000 семян, г 40,1 40,2
Число растений/м2 341 344
Урожай зерна, ц/га 32,1 34,8
По данным таблицы 2 видно, что урожайность зерна увеличилась под влиянием обработки биоорганическим удобрением на 9,7% за счет густостоя, числа зерен в колосе на 10,4%, массы колоса - на 27,1%.
Следует отметить, что масса 1000 семян у озимой пшеницы практически не изменилась под влиянием обработки удобрением. Однако размер колоса под влиянием биоорганического удобрения увеличился на 4,3%. За счет увеличения размера колоса и произошло увеличение выхода зерна.
Выводы
Таким образом, можно утверждать, что биоорганическое удобрение для обработки зерновых культур озимой пшеницы является перспективным биостимулятором, увеличивающим выход зерна у зерновых культур за счет более мощного развития всего растения, включая биомассу и корневую систему. Повышается сохранность растений при посадке, масса колоса, число зерен в колосе. Биоорганическое удобрение является экологически чистым, дешевым препаратом, эффективно действующим при очень низком расходе10_4%.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Иванченко Т.В., Рязанова Г.И., Игольникова И.С. Роль физиологически активных веществ в интегрированной системе защиты растений //Агрономия и лесное хозяйство. 2015. №1(37). С.1-6.
2. Ковтун В.И. Селекция высокоадаптивных сортов озимой мягкой пшеницы и нетрадиционные элементы технологии их возделывания в засушливых условиях юга России: монография. Ростов-на-Дону: ЗАО Книга, 2002. 319 с.
3. Ковтун В.И. Урожай озимой пшеницы и элементы его структуры в условиях Западной Сибири // Селекция и семеноводство. 1978. № 2. С. 44-45.
4. Раунер Ю.Л. Климат и урожайность зерновых культур. - Москва: Наука, 1981. - 163 с.
5. Хорошилов А.А., Павловская Н.Е., Бородин Д.Б., Яковлева И.В. Фотосинтетическая продуктивность и структура урожая яровой пшеницы под влиянием нано-кремния в сравнении с биологическим и химическим препаратами. // Сельскохозяйственная биология. 2021. том 56. № 3. С. 487-499.
6. Павлова В.Н. Продуктивность зерновых культур в России при изменении агроклиматических ресурсов в 20-21 веках/докт.дисс. Москва. 2021г. 271 с.
7. Патент №2463759 РФ, МПКА01С 1/06, МПКА01С 1/08. Средство для предпосевной обработки семян гороха / Н.Е. Павловская, Г.А. Борзенкова, Д.Б. Бородин, И.Н. Гагарина, И.В. Горькова, патентообладатель Орловский государственный аграрный университет. Заяви. 03.05.2011; опубл. 20.10.2012. Бюл. №29.
8. Brown Р, Saa S. Biostimulants in agriculture. Front Plant Sci. 2015;6. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4550782/. Accessed 13 Oct 2015.
9. Du Jardin Р. Plant biostimulants: definition, concept, main categories and regulation. Sci Hortic. 2015;30(196):3-14.
10. Michael James Van Oosten, Olimpia Pepe, Stefania De Pascale, Silvia Silletti and Albino Maggio. The role of biostimulants and bioeffectors as alleviators of abiotic stress in crop plants/ Chem. Biol. Technol. Agric. (2017): 4:5.
REFERENCES
1. Ivanchenko T.V., Ryazanova G.I., Igolnikova I.S. Rol fiziologicheski aktivnykh veshchestv v integrirovannoy sisteme zashchity rasteniy//Agronomiya i lesnoe khozyaystvo. 2015. №1(37). S.1-6.
2. Kovtun V.l. Selektsiya vysokoadaptivnykh sortov ozimoy myagkoy pshenitsy i netraditsionnye elementy tekhnologii ikh vozdelyvaniya vzasushlivykh usloviyakh yuga Rossii: monografiya. Rostov-na-Donu: ZAO Kniga, 2002. 319 s.
3. Kovtun V.l. Urozhay ozimoy pshenitsy i elementy ego struktury v usloviyakh Zapadnoy Sibiri // Selektsiya i semenovodstvo. 1978. № 2. S. 44-45.
4. RaunerYu.L. Klimat i urozhaynost zernovykh kultur. - Moskva: Nauka, 1981. - 163 s.
5. Khoroshilov A.A., Pavlovskaya N.Ye., Borodin D.B., Yakovleva I.V. Fotosinteticheskaya produktivnost
i struktura urozhaya yarovoy pshenitsy pod vliyaniem nano-kremniya vsravnenii s biologicheskim i khimicheskim preparatami. //Selskokhozyaystvennaya biologiya. 2021. tom 56. № 3. S. 487-499.
6. Pavlova V.N. Produktivnost zernovykh kultur v Rossii pri izmenenii agroklimaticheskikh resursov v 20-21 vekakh /dokt.diss. Moskva. 2021 g. 271 s.
7. Patent №2463759 RF, MPK A01S 1/06, MPK A01S 1/08. Sredstvo dlya predposevnoy obrabotki semyan gorokha / N.Ye. Pavlovskaya, G.A. Borzenkova, D.B. Borodin, I.N. Gagarina, I.V. Gorkova, patentoobladatel Orlovskiy gosudarstvennyy agrarnyy universitet. Zayavl. 03.05.2011; opubl. 20.10.2012. Byul. №29.
8. Brown P, Saa S. Biostimulants in agriculture. Front Plant Sci. 2015;6. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4550782/. Accessed 13 Oct 2015.
9. Du Jardin P. Plant biostimulants: definition, concept, main categories and regulation. Sci Hortic. 2015;30(196):3-14.
10. Michael James Van Oosten, Olimpia Pepe, Stefania De Pascale, Silvia Silletti and Albino Maggio. The role of biostimulants and bioeffectors as alleviators of abiotic stress in crop plants/ Chem. Biol. Technol. Agric. (2017): 4:5.
