CC BY
29
УДК 631.81.095.337:633.11 ."324":631.53.01
06.01.01 Общее земледелие, растениеводство (сельскохозяйственные науки)
ДЕЙСТВИЕ МАРГАНЦЕВОГО И МОЛИБДЕНОВОГО УДОБРЕНИЙ НА ПОСЕВНЫЕ КАЧЕСТВА СЕМЯН ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
Онищенко Людмила Михайловна профессор, д-р с.-х. наук, профессор Researcher ID: A-6401-2019 РИНЦ SPIN-код: 5640-8133 [email protected] [email protected]
Стрелецкая Любовь Владимировна бакалавр кафедры агрохимии Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина, Краснодар, Россия
Кариков Даниил Сергеевич бакалавр кафедры агрохимии Кубанский государственный аграрный университет им. И.Т. Трубилина, Краснодар, Россия
Предпосевная обработка семян озимой пшеницы водным раствором MnSO4, содержащим 0,05 % Mn повысила лабораторную всхожесть, скорость, дружность и энергию прорастания относительно контроля на 2,1 %; 0,2 сут.; 1,3 шт./сут. и 3,2 % (относительные) соответственно. Действие водного раствора (NH4)6Mo7O24 при предпосевной обработке семян не было достоверным
Ключевые слова: ОЗИМАЯ ПШЕНИЦА; МИКРОЭЛЕМЕНТЫ; СЕМЕНА; ПОСЕВНЫЕ КАЧЕСТВА; УРОЖАЙНОСТЬ; МАРГАНЕЦ; МОЛИБДЕН
DOI: http://dx.doi.org/10.21515/1990-4665-170-007
UDC 631.81.095.337:633.11 ."324":631.53.01
06.01.01 General agriculture and crop production (agricultural sciences)
THE EFFECT OF MANGANESE AND MOLYBDENUM FERTILIZERS ON THE SOWING QUALITIES OF WINTER WHEAT SEEDS
Onishchenko Lyudmila Mikhailovna professor, Dr.Sci.Agr., professor Researcher ID: A-6401-2019 RSCI SPIN-code: 5640-8133 [email protected] [email protected]
Streletskaya Lyubov Vladimirovna bachelor of the Department of Agrochemistry Kuban State Agrarian University, I. T. Trubilin, Krasnodar, Russia
Karikov Daniil Sergeevich bachelor of the Department of Agrochemistry Kuban State Agrarian University, I. T. Trubilin, Krasnodar, Russia
Pre-sowing treatment of winter wheat seeds with aqueous solution of MnSO4 containing 0.05 % Mn has increased laboratory germination, speed, amity and germination energy relative to the control by 2.1%; 0.2 days; 1.3 pcs/day and 3.2 % (relative), respectively. The effect of an aqueous solution (NH4)gMo7O24 on pre-sowing seed treatment has not been reliable
Keywords: WINTER WHEAT; TRACE ELEMENTS; SEEDS; SOWING QUALITIES; YIELD; MANGANESE; MOLYBDENUM
Озимая пшеница - это одна из самых значимых культур. Зерно и продукты его переработки составляют основу рациона питания населения планеты. Уровень производства зерна озимой пшеницы важен в обеспечении продовольственной безопасности страны. В Российской Федерации площадь под культурой составляет 15 296 тыс. га, валовой сбор и урожайность пшеницы - 77 559,1 тыс. т и 35,2 ц/га соответственно. В Краснодарском крае под озимую пшеницу отведено 1 550,9 тыс. га, а
урожайность в среднем достигла 61,2 ц/га, обеспечив в регионе валовой сбор зерна 8 959 тыс. т [1, 2].
Мониторинг показателей продуктивности возделываемых сельскохозяйственных культур свидетельствует об увеличении урожайности, что способствует большему выносу из почвы элементов минерального питания. В настоящее время в агротехнологиях выращивания культур используются минеральные удобрения, в составе которых не содержатся микроэлементы. Отсутствие в системе удобрения органических удобрений уменьшает содержание микроэлементов в почве и, как следствие, поступление их в растения. Поэтому значительно повысилась роль марганца, молибдена, цинка, меди, кобальта и бора в формировании урожая. Микроэлементы, являясь катализаторами ферментных процессов, регулируют обменные, окислительно-восстановительные процессы в растениях, влияют на процессы фотосинтеза, дыхания, синтеза белков и углеводов. С микроэлементами связан азотный обмен, они регулирует процесс трансформации соединений азота в растениях, улучшают обмен веществ, и положительно влияют на количество и качества урожая культур, в том числе и озимой пшеницы [3, 7].
В наши исследования были включены такие элементы как марганец и молибден. Содержание их доступных форм соединений в почве зависит от множества факторов. К тому же, А.Х. Шеуджен (2015) отмечает обеднение чернозема выщелоченного Mn и Mo. Автор связывает эту тенденцию, в большей степени, с миграцией из верхней части профиля почвы в нижнюю, а также с фиксацией элементов органическим веществом почвы. Известно, что в почвах Краснодарского края, содержание подвижного молибдена колеблется от 0,08 до 0,66 мг/кг. Е. В. Тонконоженко (1973)уровень обеспеченности растений этим микроэлементом связывал с обогащённостью этим элементом почвообразующих пород и определил предел изменения его содержания - от 0,12 до 2 мг/кг. В условиях арогене-
за А.Х. Шеуджен (2015) отмечает, что в черноземе выщелоченном за счет миграции и отчуждения молибдена с урожаем культур уменьшение доступных его форм варьирует от 8,24 до 10,49 %.
В почвах Кубани подвижного марганца содержится в пределах 12,3 -245,7 мг/кг и это количество изменяется в зависимости от окислительно-восстановительных реакций, происходящих в почве, от ее кислотности и щёлочности. Дефицит марганца можно связать с его высокой подвижностью, биологическим круговоротом, большим выносом элемента с урожаем культур при применении минеральных удобрений [5, 6, 7].
Пшеница озимая мягкая наиболее требовательна к условиям питания. Это связано с ее биологическими особенностями. После всходов она растет медленно, что обуславливает большую потребность культуры в элементах питания на протяжении всего периода роста и развития. Оптимизация минерального питания озимой пшеницы повышает ее устойчивость к все более чаще проявляющимся в регионе неблагоприятным агрометеорологическим условиям. Поэтому, важно выявить действие экономически целесообразного приема применения микроудобрений - предпосевной обработки семян озимой пшеницы микроэлементами, и ответить на вопрос - является ли эти приемы эффективными в использовании. Предпосевная обработка семян озимой пшеницы, сбалансировав минеральное питание культуры, в последующем позволит максимально реализовать генетический потенциал сорта, а также улучшить ее посевные качества, снизить разнокачественность растений по их «жизненной силе» и повысить отзывчивость растений на применение минеральных удобрений.
Цель исследований. Установить действие различных концентраций марганцевых и молибденовых удобрений на посевные качества семян озимой пшеницы - всхожесть, энергия, скорость и дружность прорастания, а также определить оптимальную концентрацию микроэлементов для обработки посевного материала.
Методика исследований. Лабораторный эксперимент осуществлялся в научной лаборатории кафедры агрохимии КубГАУ. Объектом исследования были семена растений озимой пшеницы сорта «Безостая 100», выращенные в условиях естественного уровня плодородия чернозема выщелоченного, вовлеченного в зернотравяно-пропашной севооборот (четвертая ротация) стационарного опыта в учхозе «Кубань» Кубанского ГАУ. Определяли показатели качества семян - лабораторная всхожесть, энергию, дружность и скорость прорастания в соответствии с действующим нормативным документом: ГОСТ 12038-84 - «Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести» [4].
Предпосевная обработка семян (повторность пятикратная) осуществлялась путем их смачивания (полного погружения) в водных растворах микроэлементов - (Мп804) и (КН4)6Мо7024), содержащие 0,5 %; 0,05 % и 0,005 % Мп и Мо с последующим 10-суточным проращиванием посевного материала в чашках Петри (25 штук в каждой), помещенного в термостат, при постоянной температуре 25-28оС. Затем продолжили эксперимент в увлажненной раствором микроудобрений стерильной фильтровальной бумаге. На контроле семена обрабатывали дистиллированной водой. Наблюдения и подсчет проросших семян проводили ежедневно. Всхожесть, энергию, скорость и дружность прорастания определяли количеством семян, давших корешок самой минимальной длины. Всхожесть - это число проросших семян за 10 суток, выраженное в процентах. Энергия прорастания - это число семян, проросших за четверо суток, выраженное в процентах. Скорость прорастания определяли по формуле: сумма произведений количества семян, проросших за день, на номер соответствующего дня, деленная на общую сумму проросших семян за каждый день. Дружность прорастания находили по формуле: всхожесть семян, деленная на количество дней, за которое проросли все семена. Затем продолжили про-
ращивание семян озимой пшеницы в рулонной культуре и исследовали проростки этой культуры.
Результаты опыта. Предпосевная обработка семян озимой пшеницы, проводимая водными растворами Мп804 и (КН4)6Мо7024, содержащими 0,5 %; 0,05 % и 0,005 % марганца и молибдена, разносторонне повлияла на лабораторную всхожесть, энергию, скорость и дружность прорастания (таблица 1).
Таблица 1 - Посевные качества семян озимой пшеницы сорта «Безостая 100» в зависимости от влияния микроудобрений
Лабораторная Энергия Скорость Дружность
Вариант всхожесть прорастания прорастания, прорастания,
% сут. шт./сут.
Мп804
Контроль 95 95 2,1 5,0
Мп 0,5 % 96 96 2,6 6,3
Мп 0,05 % 97 98 1,9 6,3
Мп 0,005 % 96 96 2,0 6,3
НСР05 0,81 0,80 0,31 -
№)6М07024
Контроль 95 95 2,1 5,0
Мо 0,5 % 0 0 0 0
Мо 0,05 % 72 68 2,4 3,4
Мо 0,005 % 96 96 1,9 6,0
НСР05 4,62 5,39 0,29 0,76
Анализ данных, полученных в опыте, показал, что предпосевная обработка семян (ПОС) озимой пшеницы водным раствором Мд804, содержащим 0,05 % марганца положительно повлияла на лабораторную всхожесть и энергию прорастания. ПОС повысила эти показатели, по сравнению с контрольным вариантом, на 2,1 % и 3,2 % (относительные) соответственно. Скорость прорастания контрольного образца составила 2,1 сут, а скорость прорастания семян под действием водного раствора Мд804, содержащего 0,05 % Мп, на 0,2 сут. быстрее. Каждая исследуемая концентрация водного раствора Мп804 достоверно и равнозначно повлияла на дружность прорастания, и была равна 6,3 шт./сут., что выше контроля на
1,3 шт./сут. Концентрации водного раствора Мп804, содержащие 0,5 % и 0,005 % марганца, только наметили положительную тенденцию к повышению определяемых показателей - лабораторной всхожести, энергии прорастания и скорости прорастания (рисунок 1).
Рисунок 1 - Влияние различных концентраций марганцевого удобрения на посевные качества семян озимой пшеницы
Результаты исследований по ПОС водным раствором (КИ4)6Мо7024, содержащим 0,5 %; 0,05 % и 0,005 % молибдена были отличны от данных полученных при ПОС водным раствором Мп804, содержащим 0,5 %; 0,05 % и 0,005 % марганца. Водный раствор (КИ4)6Мо7024 только лишь в одном случае оказал положительное воздействие при предпосевной обработке семян. Показатели лабораторной всхожести и энергии прорастания при действии водного раствора (КИ4)6Мо7024 содержащими 0,005 % Мо были выше контрольного варианта на 1 %, что позволяет отметить только тенденцию к увеличению показателя (повышение посевных качеств зерна озимой пшеницы находится в пределах достоверных различий). Необходимо отметить, что водный раствор (КИ4)6Мо7024, содержащий 0,005 %
Мо, достоверно способствовала увеличению скорости прорастания семян, которая была равна 1,9 сут., что быстрее контроля на 0,20 сут. Дружность прорастания семян при их обработке водным раствором (КН4)6Мо7024, содержащим 0,5 %; 0,05 % и 0,005 % молибдена, напротив, уменьшилась относительно контрольного варианта на 0,8; 1,6 и 2,0 шт./сут., и по вариантам в абсолютных значениях была равна 4,2; 3,4 и 3,0 шт./сут. соответственно, что свидетельствует об ингибирующем влиянии предпосевной обработки семян Мо на этот показатель.
Следует обратить внимание на результаты опыта с концентрациями растворов Мо 0,05 % и 0,5 %, которые отрицательно действовали на посевные качества семян, особенно концентрация Мо 0,5 %. ПОС водным раствором (КН4)6Мо7024, содержащим 0,05 % молибдена достоверно понизила посевные качества семян по сравнению с контрольным вариантом: лабораторную всхожесть на 23 %, энергию прорастания на 27 %, скорость прорастания на 0,3 сут., дружность прорастания на 1,6 шт./сут. (рисунок 2).
При дальнейшем проращивании семян озимой пшеницы в рулонной культуре, была замечена активизация роста проростков семян озимой пшеницы, обработанных молибденовым удобрением концентрации 0,5 %. В среднем (при многократном повторении опыта в пятикратной повторно-сти) из 25 семян проросло только 2 семени, а в концентрации молибденового удобрения 0,05 % проросло 22 семени из 25, что на 4 больше, чем при проведении опыта в чашках Петри.
Рисунок 2 - Влияние различных концентраций молибденового удобрения на посевные качества семян озимой пшеницы
Анализ данных свидетельствуют о том, что водные растворы (КН4)6Моу024, содержащие 0,5 %; 0,05 % и 0,005 % молибдена замедляют, а в отдельных случаях и угнетают рост и развитие проростков озимой пшеницы. Можно предположить, видимо, отсутствие положительного эффекта от ПОС водным раствором (КЙ4)6Мо7024 связано с тем, что семена озимой пшеницы были выращены в условиях с хорошей обеспеченностью культуры этим микроэлементом. Образцы семян озимой пшеницы, обработанные водным раствором Мп804, после перенесения в рулонную культуру активно пошли в рост, а число проростков остались без изменений (рисунок 3).
В ходе дальнейших наблюдений было выявлено, что ПОС водными растворами Мп804 содержащих 0,5 %; 0,05 % и 0,005 % Мп достоверно положительно влияет на рост и развитие проростков озимой пшеницы.
Из результатов опыта видно, что действие марганца (0,05 %) наилучшее по сравнению с контрольным вариантом. Средняя высота стебельков растений, выращенных на концентрации Мп 0,05 %, составила 17,0 см, что выше средней высоты контрольного варианта на 4,9 см.
Рисунок 3 - Проростки озимой пшеницы при определении действия молибденовых и марганцевых удобрений
Марганец, содержащийся в водном растворе в концентрации 0,5 % и 0,005 %, только задал положительную тенденцию к развитию растений в высоту. Превышение контрольного варианта было рано 0,7 см и 1,0 см соответственно. Однако, следует отметить, что относительно контрольного значения средняя длина корешков растений, обработанных водным раствором, содержащим 0,5 % марганца была более высокой (на 3,1 см выше) и составила 12,8 см по сравнению с концентрацией содержащей 0,05 % марганца.
Средняя высота проростков озимой пшеницы под действием водных растворов (КИ4)6Мо7024 содержащих 0,5 %; 0,05 % и 0,005 % Мо была гораздо ниже значения контрольного варианта и составила 8,9 см, 8,7 см и 8,5 см соответственно, что в среднем на 3,8 см меньше, чем на контроле (12,5 см). Так же средняя длина корешков проростков, исследуемой культуры, обработанных водными растворами (КИ4)6Мо7024 содержащими 0,5 %; 0,05 % и 0,005 % Мо, была ниже контрольного образца на 6,7 см, 5,4 и 6,3 см соответственно (рисунок 4).
Средняя высота Средняя длина корешков Средняя высота Средняя длина корешков проростков ^п), см ^п), см проростков (Mo), см (Mo), см
■ Контроль ■ 0,5% ■ 0,05% ■ 0,005%
Рисунок 4 - Влияние микроэлементов (водные растворы (КЫ4)6Мо7024 и Мп804), содержащих 0,5 %; 0,05 % и 0,005 % молибдена и марганца на рост и развитие проростков озимой пшеницы
Сравнивая действие различных концентраций микроэлементов, содержащих 0,5 %, 0,05 и 0,005 % Мо или Мп на массу проростков семян озимой пшеницы и корешков следует отметить разнонаправленность влияния элементов (рисунок 5).
Рисунок 5 - Длина проростков и корешков растений озимой пшеницы
Надземная масса растений озимой пшеницы под действием водных растворов Мп804, содержащих 0,05 % Мп, дала самый лучший результат и составила 1,79 г, что выше контрольного варианта на 0,89 г. Концентрация марганца 0,005 % положительный результат несколько ослабила и по сравнению с контролем показатель был равен 1,53 г. Средняя масса проростков при исследовании действия концентрации марганца 0,5 % не дала существенных результатов и была даже меньше контроля на 0,14 г (рисунок 6).
2 -
1,79
Средняя масса Средняя сухая масса Средняя масса Средняя сухая масса
проростков ^п), г корешков ^п), г проростков (Mo), г корешков (Mo), г
■ Контроль ■ 0,5% ■ 0,05% ■ 0,005%
Рисунок 6 - Влияние различных концентраций микроэлементов Мп и Мо на массу проростков озимой пшеницы
Значения сухой массы корешков в целом повторяли закономерность действия водных растворов Мп804, содержащих 0,5 %; 0,05 % и 0,005 % марганца на массу проростков за исключением варианта с концентрацией Мп 0,05 %. Средняя сухая масса корешков при концентрации Мп 0,005 % достоверно была выше варианта, обработанного водным раствором Мп804, содержащим 0,05 % Мп. Показатель составил 0,85 г, что выше контроля на 0,25 г. Средняя сухая масса корешков культуры на вариантах с концентрациями марганцевого удобрения 0,5 % и 0,05 % составила 0,54 г и 0,63 г соответственно.
Анализ данных по средней массе проростков и средней сухой массе корневой системы озимой пшеницы на варианте при обработке семян водным раствором (КЫ4)6Мо7024, содержащим 0,5 %; 0,05 % и 0,005 % молибдена, показал отрицательные значения в сравнении с контрольным вариантом. Относительно контроля минимальными эти показатели были на вариантах при концентрации Мо 0,5 % (0,06 и 0,11 г). Максимальными, содержащими 0,005 % молибдена - 1,22 и 0,45 г. Молибденовое удобрение достоверно отрицательно повлияло на рост и развитие проростков и корневой системы озимой пшеницы.
Заключение. Таким образом, можно судить о том, что чернозем выщелоченный, на котором было выращено зерно озимой пшеницы мягкой сорта Безостая 100, используемое в лабораторных исследованиях, имело невысокое содержание доступного марганца в почве, а обеспеченность растений молибденом была хорошая. Об этом свидетельствует положительное действие на посевные качества семян озимой пшеницы предпосевной обработки водными растворами марганца (Мп804) различной концентрации Мп (0,5 %; 0,05 % и 0,005 %). Воздействие на посевные качества водных растворов (МЫ4)6Мо7024 различной концентрации Мо (0,5 %; 0,05 % и 0,005 %) не было положительном. Тем самым можно предположить, что зерно озимой пшеницы формировалось при достаточном уровне содержание доступного молибдена в почве.
Предпосевная обработка семян озимой пшеницы водным раствором марганца (Мп804), содержащим 0,05 % Мп позволит улучшить ее посевные качества, что в дальнейшем будет способствовать реализации генетического потенциала высокоурожайного сорта Безостая 100.
Литература
1. Краснодарский край в цифрах. 2018: Стат. сб. / Краснодарстат - Краснодар, 2019. - 302 с.
2. Россия в цифрах. 2020: Крат.стат.сб. / Росстат- М., 2020 - 550 с. http://ej.kubagro.ru/2021/06/pdf/07.pdf
3. Минеев В.Г. Агрохимия. В.Г. Минеев, В.Г. Сычёв, Г.П. Гамзиков и др. - М.: Изд-во ВНИИА им. Д.Н. Прянишникова, 2017. - 854 с.
4. ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести.
5. Корсунова М.И. Биогеохимия и агрохимия микроэлементов на Кубани. - Краснодар, 2006. - 232 с.
6. Тонконоженко Е.В. Микроэлементы в почвах Кубани и применение микроудобрений / Е.В. Тонконоженко. - Краснодар: Кр. кн. изд-во, 1973. - 111 с.
7. Шеуджен А.Х. Агрохимия чернозема. - Майкоп, 2015. - 232 с.
References
1. Krasnodarskij kraj v cifrah. 2018: Stat. sb. / Krasnodarstat - Krasnodar, 2019. - 302
s.
2. Rossija v cifrah. 2020: Krat.stat.sb. / Rosstat- M., 2020 - 550 s.
3. Mineev V.G. Agrohimija. V.G. Mineev, V.G. Sychjov, G.P. Gamzikov i dr. - M.: Izd-vo VNIIA im. D.N. Prjanishnikova, 2017. - 854 s.
4. GOST 12038-84. Semena sel'skohozjajstvennyh kul'tur. Metody opredelenija vshozhesti.
5. Korsunova M.I. Biogeohimija i agrohimija mikrojelementov na Kubani. - Krasnodar, 2006. - 232 s.
6. Tonkonozhenko E.V. Mikrojelementy v pochvah Kubani i primenenie mikroudobrenij / E.V. Tonkonozhenko. - Krasnodar: Kr. kn. izd-vo, 1973. - 111 s.
7. Sheudzhen A.H. Agrohimija chernozema. - Majkop, 2015. - 232 s.
