CC BY
41
УДК / UDC 633.16:001.891:631.811.98:631.524.82
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МИКРОУДОБРЕНИЯ «НАНОКРЕМНИЙ» И НОВОГО БИОПРЕПАРАТА НА РОСТ И РАЗВИТИЕ ЯЧМЕНЯ
STUDYING THE EFFECT OF MICROENUTRIENTS "NANOKREMNIJ" AND NEW BIOPREPARATIONS ON THE GROWTH AND DEVELOPMENT OF BARLEY
Павловская H.E., доктор биологических наук, профессор, заведующая кафедрой Pavlovskaya N.E., Doctor of Biological Sciences, Professor, Head of Department Бородин Д.Б.*, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Borodin D.B., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor Гагарина И.Н., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Gagarina I.N., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет
имени Н.В. Парахина», Орел, Россия Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin", Orel, Russia
*E-mail: [email protected]
В настоящий момент важной задачей агропромышленного комплекса является получение больших урожаев экологической продукции растениеводства. Все чаще такую проблему можно успешно решить путем применения биологических средств защиты растений и комплексных микроудобрений. Применение нового комплексного биопрепарата и микроудобрений «Нанокремний», «Нанокремний+Бор» позволяет достичь высокого урожая ячменя. В полевых опытах выявлено положительное влияние микроудобрений «Нанокремний», «Нанокремний+Бор» и биопрепарата на основе биофлаваноидов на ростовые и урожайные показатели. Исследования были проведены в НОПЦ «Интеграция». Обработка удобрением минеральным с микроэлементами «Нанокремний» осуществлялась в виде предпосевного протравливания семян и двукратного опрыскивания растений в период вегетации, в фазу кущения и в фазу выхода в трубку. Применение микроудобрения «Нанокремний» увеличивает всхожесть ячменя на 6,9%, энергию прорастания на 9,9%. Установлено, что при применении биопрепаратов на основе биофлаваноидов увеличивается высота растений на 17,3%. Учет структуры колоса на ячмене Суздалец показал, что в фазу колошения при обработке исследуемым биопрепаратом длина колоса увеличилась на 38,4%, вес колоса на 28,5%, количество зерен на 32%. Достоверное увеличение урожайности ячменя Суздалец происходит при применении микроудобрения «Нанокремний» на 16,2% и составляет 19,4 ц/га. Исследуемый биопрепарат дает прибавку в урожае на 15,6%, что составляет 19,3 ц/га. Двукратная обработка исследуемыми средствами позволила растениям лучше перенести засуху. Растения, обработанные биопрепаратом и микроудобрениями, лучше переносят условия стресса. Использование в технологии возделывания зерновых культур микроудобрений и биопрепаратов будет способствовать увеличению урожайности и повышению качества ячменя. Ключевые слова: регуляторы роста, биопрепараты, микроудобрения, ячмень, кремний, нанокремний, урожайность ячменя.
Today the priority task of the agroindustrial complex is obtaining high yields of environmentally friendly products. Such a solution of this problem as usage of biologies, made on the basis of cell components and biologically active substances and micronutrients is getting more popular. The application of new biologies and micronutrients "Nanokremnij" and "Nanokremnij + Bor" allows to achieve high results. Field experiments revealed positive effect of a biological product based on bioflavonoids and micronutrients "Nanokremnij" and "Nanokremnij + Bor" on indicators of the growth and yield. The studies were conducted in the science center
"Integration". Seed treatment with the mineral fertilizer with micronutrients "Nanokremnij" was carried out in the form of presowing seed treatment and double spraying of plants during the growing season, in the tillering stage and in the booting stage. The use of micronutrient fertilizer "Nanokremnij" increases the germination of barley by 6.9%, germination energy by 9.9%. It has been established that the use of biologics based on bioflavonoids increases plant height by 17.3%. Taking into account the structure of the head on barley Suzdalets showed that during the heading phase, when processing the biological preparation under study, the head length increased by 38.4%, the weight of the head increased by 28.5%, the number of grains increased by 32%. A significant increase in the yield of barley Suzdalets occurs when using the fertilizer "Nanokremnij" by 16.2% and is 19.4 c / ha. The investigated biological product gives an increase in yield by 15.6%, which is 19.3 c / ha. The double treatment with the test means allowed the plants to endure the drought better. Plants treated with a biological product and micronutrient fertilizers tolerate stress conditions better. The use of environmentally friendly biopharmaceuticals and micronutrients contributes to increasing resistance to adverse environmental conditions and pathogens, increasing yields and improving the quality of barley grain.
Key words: growth regulators, biological products, micronutrient fertilizers, barley, silicon, nanokremnij, barley yield.
Введение. В настоящее время в сельскохозяйственном производстве получение высоких урожаев зерновых культур, а в частности ячменя, невозможно без применения эффективных микроудобрений и средств защиты растений [1]. Использование различных пестицидов в технологии возделывания ячменя будет влиять на их накопление в почве и зерновой продукции, тем самым влияя на экологию агроценоза в целом [2, 6]. Замена химических протравителей биологическими пестицидами, способна повысить экологизацию производства сельскохозяйственной продукции, увеличить урожайность за счет эффективного действия биопрепаратов против вредителей и болезней и тем самым увеличить рентабельность производства [7]. Себестоимость производства биопрепаратов на основе растительных и микробных компонентов будет ниже производства химических средств защиты растений [8, 11]. Некоторые эффективные компоненты биопрепаратов выделяются практически из отходов сельскохозяйственного производства, а некоторые компоненты не требуют больших затрат при культивировании и выделении [3].
Еще одно большое преимущество исследуемых средств то, что их можно применять совместно с гербицидами, это дает возможность сэкономить на работе сельхоз техники. [10]. Полностью исключить применение химических средств защиты растений при выращивании зерновых культур сложно, а частичная замена их на биопрепараты в дополнении с микроудобрениями, таких как Нанокремний, позволит снизить химическую нагрузку на растения и повысить урожайность культур [4].
Цель исследований - исследовать влияние микроудобрения «Нанокремний» и нового биопрепарата на рост и развитие ячменя на полях НОПЦ «Интеграция».
Условия, материалы и методы. Лабораторные исследования проводились на кафедре биотехнологии Орловского ГАУ, в ЦКП «Биотехнология микроклонального размножения картофеля» и в ЦКП «Орловский региональный центр сельскохозяйственной биотехнологии». Полевой опыт был заложен в НОПЦ «Интеграция» в 2018 г. Научно-образовательный производственный центр «Интеграция» создан в 2010 году в Орловском государственном аграрном университете с целью обеспечения производственной, учебно-практической и научно-исследовательской деятельности в области растениеводства, механизации, электрификации и экономики производства.
Варианты опыта: 1.Контроль. 2. Биологический контроль. «Мивал-Агро». 3. Химический контроль. «Винцит, КС». 4. Комплексный биопрепарат 5. Микроудобрение «Нанокремний». 6. Микроудобрение «Нанокремний + Бор».
Проведена предпосевная обработка семян ячменя сорта Суздалец, в течение 2-х часов. На площади 1 га был заложен полупроизводственный опыт. Так же был заложен мелкоделяночный опыт, площадь учетной делянки составляла 2 м2, повторность 4- кратная [6].
Обработка минеральным удобрением с микроэлементами «Нанокремний» осуществлялась в виде предпосевного протравливания семян и двукратного опрыскивания растений в период вегетации, в фазу кущения и в фазу выхода в трубку. В качестве химического контроля, был взят химический протравитель «Винцит КС» и препарат «Мивал-Агро». Норма расхода микроудобрения Нанокремний» - 150 г/т. Расход при опрыскивании - 50 г/га.
Результаты и обсуждение. При прорастании семена различных культур имеют большую восприимчивость к условиям среды и пластичность. Поэтому использование биопрепаратов и микроудобрений в этот период может оказать полифункциональное действие [8].
Результаты исследования по влиянию микроудобрения «Нанокремний» на энергию прорастания и всхожесть семян ячменя Суздалец показаны в таблице 1.
Таблица 1 - Влияние удобрения минерального с микроэлементами
«Нанокремний» на энергию про растания и всхожесть ячменя Суздалец
Вариант Энергия прорастания, % Всхожесть, %
Контроль 71,3 86,7
«Винцит, КС» 69,8 89,6
«Мивал-Агро» 76,9 91,1
Биопрепарат №1, 10-4% 79,2 93,1
«Нанокремний» 78,4 92,7
«Нанокремний+Бор» 79,3 92,5
НСР05 0,9 1,2
При проведении опытов установлено, что при обработке минеральным удобрением с микроэлементами «Нанокремний» происходит увеличение энергии прорастания семян ячменя Суздалец на 9,9% по сравнению с контролем, всхожести на 6,9% по сравнению с контролем. Максимальное увеличение энергии прорастания показал вариант с обработкой удобрением минеральным с микроэлементами «Нанокремний + Бор» и Биопрепарат № 1, энергия прорастания увеличилась на 11,2% по сравнению с контролем и на 3,1% по сравнению с препаратом «Мивал-Агро». Всхожесть увеличилась на 6,7%. Химический препарат «Винцит КС», за счет временного химического угнетения семян немного снижает энергию прорастания и всхожесть относительно контрольного варианта.
Одним из важных показателей посевных качеств ячменя считается полевая всхожесть [5]. Всхожесть семян имеет большое производственное значение: она определяет, какое количество растений сохранится к уборке [10]. Поэтому, оценку эффективности протравливания семян ячменя начинали с оценки всхожести растений в лабораторных условиях, а продолжали с оценки полевой всхожести на поле [1, 9].
Обладая разным механизмом действия, биопрепараты и минеральное удобрение с микроэлементами «Нанокремний» активировали полевую всхожесть ячменя, действуя на растения даже в низких концентрациях (табл. 2).
Вестник аграрной науки, 1(76), Февраль 2019, http://dx.doi.org/10.15217/48484 Таблица 2 - Влияние исследуемых средств на полевую всхожесть ячменя
Суздалец
Варианты Полевая всхожесть, %
Контроль(вода) 84,2
Контроль («Винцит, КС») 85,9
Контроль («Мивал-Агро») 88,3
Биопрепарат №1, 10-4% 92,1
«Нанокремний» 90,2
«Нанокремний+Бор» 91,9
НСР 05 1,3
Установлено, что при обработке биопрепаратом № 1 происходит увеличение полевой всхожести на 9,4% по отношению к контролю. При обработке семян ячменя Суздалец минеральным удобрением с микроэлементами «Нанокремний+Бор», полевая всхожесть увеличивается на 9,1%. А в варианте с применением одного микроудобрения Нанокремний, происходит увеличение полевой всхожести на 7,1%, относительно контрольного варианта (рис. 1).
Рисунок 1 - Влияние минерального удобрения с микроэлементами «Нанокремний» на рост и развитие ячменя Суздалец в производственном опыте
Исследования показали, что микроудобрение Нанокремний увеличивают длину растений и зеленную массу ячменя Суздалец (табл. 3).
Таблица 3 - Влияние нового биопрепарата и микроудобрений на высоту растений и вес зеленой массы ячменя Суздалец, в фазу выхода в трубку
Вариант Фаза выхода в трубку
Высота раст. см Вес зел. массы г.
Контроль(вода) 27,1 11,4
Контроль («Мивал-Агро») 28,9 12,4
Контроль («Винцит, КС») 30,9 12,1
Биопрепарат №1, 10-4% 31,8 14,1
«Нанокремний» 31,1 13,2
«Нанокремний+Бор» 30,9 13,9
НСР05 1,2 0,4
В фазу выхода в трубку в эталонных вариантах с применением препаратов «Винцит, КС» и «Мивал-Агро» высота растений увеличилась на 6,6 и 14,1% по сравнению с контролем, соответственно. В варианте с применением Биопрепарата № 1 высота ячменя увеличилась на 17,1%, при применении микроудобрения «Нанокремний» высота растений увеличилась на 14,8%, вес зеленой массы на 15,8%, по сравнению с контрольным вариантом. При применении микроудобрения «Нанокремний+Бор», высота растений увеличилась на 14%, вес зеленой массы на 21,9%, по сравнению с контрольным вариантом.
В засушливое лето 2018 года обработка исследуемыми препаратами помогла посевам справиться с засухой, т.е препараты показали себя, как антистрессоры при засушливых условиях.
Влияние исследуемых средств на морфометрические показателя ячменя Суздалец в фазу колошения показано в таблице 4.
Таблица 4 - Влияние исследуемых средств на морфометрические показателя ячменя Суздалец в фазу колошения_
Варианты Вес зеленной массы, г Вес корня, г Длина корней, см Длина растения, см
Контроль (вода). 36,6 9,7 4,5 64
Контроль («Винцит, КС») 42,6 12,0 5,1 83
«Мивал-Агро» 38,7 11,4 6,1 78
Биопрепарат №1, 10-4% 50,2 11,5 5,2 81
«Нанокремний» 47,8 12,9 5,5 71
«Нанокремний+Бор» 45,0 11,3 5,3 89
НСРоб 1,2 0,3 0,2 0,4
Исследованиями установлено, что при обработке биопрепаратом № 1 происходит увеличение длины растения на 26,5%, длины корня на 15,6%, веса зеленной массы на 37,1%, веса корней на 18,6%, по отношению к контролю (табл. 5). При обработке семян ячменя Суздалец удобрением минеральным с микроэлементами «Нанокремний + Бор», длина растения увеличивается на 39% длина корня на 17,8%, вес зеленной массы на 22,9%, вес корней на 16,5%, по отношению к контролю. А в варианте с применением одного удобрением минеральным с микроэлементами «Нанокремний», происходит увеличение длины растения на 10,9%, длины корня на 22,2%, веса зеленной массы на 30,6%, веса корней на 32,9%, по отношению к контролю (рис. 2).
Рисунок 2 - Влияние минерального удобрения с микроэлементами «Нанокремний+Бор» и нового биопрепарата на рост и развитие ячменя Суздалец: 1. Контроль. 2. «Винцит, КС». 3. «Мивал-агро». 4. «Биопрепарат №1, 10-4%». 5. «Нанокремний». 6. «Нанокремний+Бор»
Учет структуры колоса на ячмене Суздалец показал, что в фазу колошения при обработке биопрепаратом №1 длина колоса увеличилась на 38,4%, вес колоса на 28,5%, количество зерен на 32% по сравнению с контролем (вода). Установлено, что в фазу колошения при обработке минеральным удобрением Нанокремний увеличивается длина колоса на 46%, вес колоса на 57,1% и количество зерен на 12%, относительно контрольного варианта. Опытами установлено, что при обработке ячменя минеральным удобрением «Нанокремний+Бор» увеличивается длина колоса на 21,1%, вес колоса на 28,6% и количество зерен на 20%, относительно контрольного варианта (табл. 5).
Таблица 5 - Влияние исследуемых средств на структуру колоса ячменя Суздалец
Варианты Длина колоса Вес колоса Количество зерен
Контроль (вода). 5,2 0,7 25
Контроль («Винцит, КС») 6,9 1,2 27
Контроль «Мивал-Агро» 6,5 0,9 25
Биопрепарат №1, 10-4% 7,2 0,9 33
«Нанокремний» 7,6 1,1 28
«Нанокремний+Бор» 6,3 0,9 30
НСР05 0,2 0,1 1,2
Достоверное увеличение урожайности ячменя Суздалец происходит при применении микроудобрения «Нанокремний» на 16,2% и составляет 19,4 ц/га. Препарат «Мивал-Агро» дает прибавку в урожае на 7,2%, что составляет 17,9 ц/га. Исследуемый биопрепарат дает прибавку в урожае на 15,6%, что составляет 19,3 ц/га. При использовании «Винцит, КС», урожайность возрастает до 18,2 ц/га, что на 9% больше, чем контроль, а при обработке микроудобрением «Нанокремний» урожайность составила 18,9 ц/га, что на 13,2 % больше контроля (табл. 6).
Таблица 6 - Влияние микроудобрения «Нанокремний» на урожайность ячменя Суздалец_
Вариант Урожайность
ц/га % к контролю
Контроль(вода) 16,4 100
Контроль («Винцит, КС») 18,2 109,0
Контроль («Мивал-Агро») 17,9 107,2
Биопрепарат №1, 10-4% 19,3 115,6
Микроудобрение «Нанокремний» 18,9 113,2
Микроудобрение «Нанокремний+Бор» 19,4 116,2
НСР05 0,6 -
Выводы. Результаты опыта показывают, что применение исследуемого биопрепарата и удобрения «Нанокремний» и «Нанокремний+Бор» повышают всхожесть, энергию прорастания, морфометрические характеристики и урожайность ячменя. Рекомендована предпосевная обработка ячменя в течение часа и двукратное опрыскивание. Опрыскивание микроудобрениями и биопрепаратом совместно с гербицидами дало положительный вариант на ростовые показатели культур и не снизило эффективность самих гербицидов. В засушливое лето 2018 года обработка исследуемыми препаратами помогла посевам справиться с засухой, т.е препараты показали себя, как антистрессоры при засушливых условиях.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Агробиологическое обоснование технологии выращивания овощной продукции с применением биологических средств защиты / Н.Е. Павловская, И.Н. Гагарина, Д.Б. Бородин [и др.]. Орел, 2018.
2. Антонюк Л.П., Игнатов В.В. О роли агглютинина зародышей пшеницы в растительно-бактериальном взаимодействии: гипотеза и экспериментальные данные в ее поддержку // Физиология растений. 2001. Т. 48. № 3. С.427-433.
3. Бараненко В.В Супероксиддисмутаза в клетках растений // Цитология. 2006. Т 48. № 6. С. 465-474.
4. Дмитриев А.П. Сигнальные молекулы растений для активации защитных реакций в ответ на биотический стресс // Физиология растений. 2003. Т.50. № 3. С. 465-474.
5. Бородин Д.Б. Влияние фитоиммуномодуляторов на устойчивость к биотическим факторам и продуктивность гороха и пшеницы: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Орел, 2009.
6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат,1985. С. 351.
7. Зауралов O.A. Колмыкова Т.С., Лукатин A.C. Влияние продолжительности предпосевной обработки семян регуляторами роста на прорастание и содержание в них фитогормонов // Сельскохозяйственная биология. 1997. № 1. C.80-84.
8. Метлицкий Л.В., Озерецковская О.Л. Как растения защищаются от болезней. М: Наука, 1985. С. 155-157.
9. Озерецковская О.Л. Индуцирование устойчивости растений // Аграрная Россия. 1999. № 1(2). С. 4-9.
10. Биотехнологии получения средств защиты растений на основе природных компонентов / Н.Е. Павловская, И.Н. Гагарина, И.В. Горькова [и др.] // Биотехнология: состояние и перспективы развития: материалы IX международного конгресса. 2017. С. 196-198.
11. Тимашов И.А. Агроэкологические аспекты применения биогумуса и цеолитовых туфов в посевах ячменя на серых лесных почвах центральных районов России: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук. Москва, 2000.
