CC BY
126
УДК 631.81.095.337
КОМПЛЕКСНЫЕ СОСТАВЫ ГУМИНОВОГО ПРЕПАРАТА С МИКРОЭЛЕМЕНТАМИ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
Л.В. КАСИМОВА, кандидат химических наук, зав. лабораторией
А.В. КРАВЕЦ, старший научный сотрудник СибНИИСХиТ Россельхозакадемии Е-та1!:в1ЬпМ@та1!Лотвкпе1.ги
Резюме. Изучение комплексных препаратов на основе гуминового стимулятора из торфа Гумостим и биогенных микроэлементов (цинк, бор, молибден, кобальт, медь, марганец) позволило определить оптимальные концентрации микроэлементов для дополнительной стимуляции развития проростков пшеницы при предпосевной обработке семян и корневой подкормке. Для оценки влияния микроэлементов на биологическую активность разрабатываемых составов решалась задача построения математической модели процесса (уравнения, связывающего показатели физиологической активности с содержанием микроэлементов в соответствующих растворах в заданном интервале концентраций) с использованием метода факторного планирования эксперимента, основанного на регрессионном анализе. В качестве функций отклика приняты прирост сухой массы корней (У) и вегетативной массы проростков пшеницы (Ув) по отношению к контрольному варианту (в %). Независимые переменные (Х) - соли микроэлементов (сульфаты цинка, марганца, меди, кобальта, борная кислота и молибдатаммония). Полученные уравнения влияния концентрации микроэлементов в составах с гуминовым препаратом на их биологическую активность показали, что при обработке семян существенное воздействие оказываетмедь, при корневой подкормке - марганец, медь и бор. По результатам исследований разработаны комплексные составы 0,001 %-ного Гумостима с микроэлементами, проявляющие высокую биологическую активность при предпосевной обработке семян и корневой подкормке пшеницы. Состав для предпосевной обработки семян пшеницы содержит соли цинка и молибдена - по 0,05...0,15 %, бора - 0,01...0,05 %, марганца - 0,1...0,2 %, меди - 0,05 %, кобальта - 0,02.0,15 %, для корневой подкормки - соли цинка и молибдена - по
0,05.0,15 %, бора - 0,01.0,1 %, марганца - 0,1...0,2 %, меди
- 0,005.0,05 %, кобальта - 0,02.0,15 %.
Ключевые слова: микроэлементы, биологическая активность, комплексные составы, гуминовый препарат.
Сбалансированное питание растений макро- и микроэлементами - один из важнейших факторов, способствующих более полному проявлению потенциальной продуктивности сельскохозяйственных растений [1, 2]. На примере комплексонов, препарата Гуми и некоторых других [3...5] показано повышение эффективности применения стимуляторов органической природы совместно с микроэлементами для обработки семян и посевов. Очень важно понимать, что положительные свойства препаратов гуминовых кислот можно улучшить путем создания композиций с определенными микроэлементами, микроорганизмами, пестицидами и др. [5].
В предварительных экспериментах мы отработали концентрации отдельных микроэлементов в составе комплекса с гуминовым препаратом Гумостим. Так, комплексный препарат с кобальтом позволил в лабораторных опытах увеличить сухую массу проростков на 7 %, корневой системы - на 33 %. В полевых исследованиях предпосевная обработ-
ка семян обеспечила повышение урожайности зерна яровой пшеницы на 30 % [6]. Исследования комплексных препаратов на основе гуминового стимулятора из торфа и биогенных микроэлементов (цинк, бор, молибден, кобальт, медь, марганец) позволили определить наиболее эффективные концентрации микроэлементов для дополнительной стимуляции роста проростков пшеницы при предпосевной обработке семян [7].
Цель представленной работы - оценить активность комплексной смеси гуминового препарата и шести биогенных микроэлементов в лабораторных опытах при предпосевной обработке семян и выращивании проростков пшеницы на растворах.
Условия, материалы и методы. Объектами исследования были водные растворы солей бора, меди, марганца, молибдена, цинка, кобальта, внесённых в гуми-новый препарат из торфа Гумостим [8]. В эксперименте составы использовали при предпосевной обработке семян пшеницы и для корневой подкормки растений.
Гумостим - жидкое гуминовое удобрение из торфа, в состав которого входит 0,8...1,1 % гуминовых кислот, суммарное содержание 16-и аминокислот равно 2262 мг/л, 6-и витаминов (А, Е, В1, В2. В3, В5 и В6) - колеблется в пределах 0,010...0,130 мг/л, азота
- 2095 мг/л, фосфора - 30, калия - 106, кальция - 80, магния - 122, железа - 60, марганца - 1,2, цинка - 40, меди - 70 мг/л.
Биологическую активность составов гуминового стимулятора и микроэлементов оценивали при предпосевной обработке семян по ГОСТ 12038-84, а также методом тестирования на «водных культурах» [9]. В качестве показателей активности выбрали прирост зеленой массы и массы корешков проростков пшеницы, высушенных при 100±50С в течение 2,5 ч. Схема опыта при обработке семян пшеницы включала 34 варианта, в том числе 2 контрольных. Опыт с выращиванием проростков пшеницы на «водных растворах», содержащих Гумостим и смесь микроэлементов, включал 33 варианта, в том числе 1 контрольный. Контрольные варианты при обработке семян - дистиллированная вода и раствор Гумостима, для «водных культур» - смесь Прянишникова. Повторность каждого варианта обработки семян шестикратная, водных культур - четырехкратная. Длительность биотеста в чашках Петри - 7 дн., в пробирках - 14 сут. Освещение пробирочного опыта - круглосуточное 200 Вт/м2. Для исследований использовали яровую пшеницу сорта Новосибирская-15.
В работе решали задачу построения математической модели процесса путем нахождения уравнения, связывающего показатели физиологической активности с содержанием микроэлементов в соответствую-
Таблица 1. Уровни варьирования факторов
Кодированные значе- Гумо- стим Zlп Mo B Mп
ния факто- Х0 х1 Х2 Х3 Х4 Хя Хй
ров Концентрация, %
Нулевой уровень 0,001 0,1 0,10 0,055 0,15 0,0275 0,085
+ 0,15 0,15 0,1 0,2 0,05 0,15
— 0,05 0,05 0,01 0,1 0,005 0,02
Таблица 2. Биомасса проростков пшеницы при предпосевной обработке семян и выращивании на комплексных составах гуминового препарата с микроэлементами
Вариант Кодированные значения факторов Всхо- жесть, % Предпосевная обработка семян, % к контролю Выращивание на растворах, % к контролю
Х0 Х1 Х2 Х3 Х4 Х. Хе вегета- тивная масса масса корней вегета- тивная масса масса корней
Контроль вода Контроль смесь Прянишникова Контроль Гумостим 1 0 0 + + 85 87 85 100,0 94,5 100,0 99,4 100,0 104,2** 100,0 138,3***
2 0 — - - - - + 87 98,7 94,9 103,1 123,8***
3 0 + + - - - - 92*, ** 96,0 94,5 107,2** 104,6
4 0 — + - - - - 89* 96,0 98,3 109,5** 107,9
5 0 + - + - - - 88 101,8 87,7** 102,1 113,8***
6 0 — - + - - - 89* 105,8 82,8** 113,2** 118,9***
7 0 + + + - - + 92*, ** 99,2 80,6** 104,8** 118,3***
8 0 — + + - - + 92*, ** 94,1 76,0** 103,1 108,7
9 0 + - - + - - 83 ** 89,6** 84,3** 97,1** 106,4
10 0 — - - + - - 89* 95,5 84,9** 100,2 116,3***
11 0 + + - + - + 90* 89,9** 95,1 104,8 119,2***
12 0 — + - + - + 93*, ** 94,3 99,8 105,6** 127,7***
13 0 + - + + - + 92*, ** 100,3 91,2** 114,6** 133,1***
14 0 — - + + - + 90* 97,2 87,4** 105,7** 107,1
15 0 + + + + - - 91* 101,4 90,6** 120,5** 128,8***
16 0 — + + + - - 94*, ** 95,2 81,7** 112,8** 125,6***
17 0 + - - - + - 88 111,7** 70,5** 100,0 116,5***
18 0 — - - - + - 89 109,5** 71,5** 112,7** 124,9***
19 0 + + - - + + 86 108,4** 67,1** 92,9 105,8
20 0 — + - - + + 90 104,7** 66,8** 95,4 116,2***
21 0 + - + - + + 87 107,8** 60,2** 96,3 118,2***
22 0 — - + - + + 93*, ** 106,9** 61,1** 110,8** 120,5***
23 0 + + + - + - 90 105,4** 66,8** 90,8 116,6***
24 0 — + + - + - 89 101,6 61,5** 109,5** 137,6***
25 0 + - - + + + 82*, ** 101,3 73,8** 95,9 122,3***
26 0 — - - + + + 90 109,7** 78,2** 116,5** 127,1***
27 0 + + - + + - 89 110,1** 70,3** 112,6** 126,3***
28 0 — + - + + - 90 106,1** 70,4** 84,7** 129,0***
29 0 + - + + + - 92*, ** 109,9** 66,5** 106,0 160,5***
30 0 - - + + + - 92*, ** 99,6 60,4** 92,9 106,6
31 0 + + + + + + 86 102,6 55,9** 110,5** 149,3***
32 0 - + + + + + 94*, ** 103,4 56,1** 110,5** 156,6***
*достоверные различия с контролем (вода) при р<0,05; **достоверные различия с контролем (Гумостим) при р<0,05; ***достоверные различия с контролем (смесь Прянишникова) при р<0,05.
щих модельных растворах, методом факторного планирования эксперимента, основанного на регрессионном анализе [10]. В качестве функций отклика приняты прирост сухой массы корней (Ук) и вегетативной массы проростков пшеницы (Ув), по отношению к контрольному варианту выраженный в процентах. Независимые переменные (X) - концентрации солей микроэлементов (сульфаты цинка, марганца, меди, кобальта, борная кислота и молибдат аммония). Содержание солей микроэлементов в модельных растворах изменяли в следующих пределах: цинк и молибден - 0,15. 0,05 %, марганец - 0,2...0,1 %, медь - 0,05.0,005 %, кобальт - 0,15.0,02 %, бор - 0,1.0,01 %. Содержание Гумостима оставалось постоянным и составляло 0,001 % (табл.1).
Результаты и обсуждение. Изучение влияния исследуемых составов в биотестах на семенах показало достоверное повышение всхожести относительно контроля с обработкой
водой (на 4.9 %) в вариантах опыта № 4, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 22, 29, 30, 32, по сравнению с применением Гумостима (на 5.7 %) - в вариантах № 3, 7, 8, 12, 13, 16, 22, 25, 29, 30, 32. Снижение всхожести семян пшеницы отмечено в вариантах № 9 и 25 - на 2.3 %, относительно контроля с водой, и на 4.5 %, по сравнению с Гумостимом. Вероятно, используемое сочетание микроэлементов в этих растворах оказывает неблагоприятное воздействие на семена пшеницы. Содержание цинка в них составляет 0,15 %, молибдена - 0,05 %, бора - 0,01 %,
Таблица 3. Компонентные составы гуминового препарата с микроэлемен-
тами для предпосевной обработки семян (Гумостим, 0,001 %), %
Вари- ант Цинк Молиб- ден Бор Мар- ганец Медь Ко- бальт Прибавка к контролю (Гумостим)
вегетативная масса корневая масса
6 0,05 0,05 0,05 0,1 0,005 0,02 105,8 82,8
17 0,15 0,05 0,01 0,1 0,05 0,02 111,7 70,5
18 0,05 0,05 0,01 0,1 0,05 0,02 109,5 71,5
19 0,15 0,15 0,01 0,1 0,05 0,15 108,4 67,1
23 0,15 0,15 0,05 0,1 0,05 0,02 105,4 66,8
26 0,05 0,05 0,01 0,2 0,05 0,15 109,7 78,2
27 0,15 0,15 0,05 0,2 0,05 0,02 110,1 70,3
28 0,05 0,15 0,01 0,2 0,05 0,02 106,1 70,4
29 0,15 0,05 0,1 0,2 0,05 0,02 109,9 66,5
марганца - 0,2 %, меди - 0,005.0,050 %, кобальта
- 0,02.0,15 %.
В проведенных ранее исследованиях при введении в Гумостим одного микроэлемента в широком интервале концентраций выявлено положительное влияние на рост и развитие проростков пшеницы [11]. Совместное использование шести микроэлементов не оказало ожидаемого синергического эффекта. Более того, корневая масса проростков оказалась значительно меньше (на 0,4...44,1 %), чем в варианте с Гумостимом. В то же время исследуемые микроэлементные составы в вариантах № 6, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 26, 27, 28, 29, 30 позволяют при небольшой массе корней формировать достоверную прибавку вегетативной массы проростков пшеницы к варианту с Гумостимом на уровне 5,4. 11,7 % (табл. 2). В целом, на наш взгляд, для обработки семян пшеницы наиболее эффективны комплексные составы гуминового препарата с микроэлементами № 6, 17, 18,
19, 23, 26, 27, 28, 29 (табл. 3).
Уравнения регрессии, характеризующие влияние комплексных составов гуминового препарата с микроэлементами на рост и развитие проростков пшеницы, имеют следующий вид:
У = 101,6 + 4,65Си
в ’ ’
У = 77,7 - 11,62 Си
к ’ ’
Из всех участвовавших микроэлементов существенное влияние в исследованном интервале концентраций оказывала только медь. Причем, отрицательный знак в случае корневой массы показывает, что чем меньше ее концентрация, тем больше прирост.
Наличие в уравнениях регрессии одной значимой независимой переменной, на наш взгляд, обусловлено высокой концентрацией соли меди в составах. Возможно, для проявления положительного влияния других микроэлементов ее следует уменьшить.
Выращивание проростков пшеницы на растворах позволило выявить эффективные составы для корневых подкормок. При проведении тестирования этим методом прирост вегетативной массы к контролю (смесь Прянишникова) составил от 2 до 21 %, массы корней
- от 5 до 61 % (см. табл. 2).
Уравнения регрессии, характеризующие влияние подкормки гуминовым препаратом с микроэлементами на рост и развитие проростков пшеницы, имеют вид:
У = 104,1 + 2,02В - 2,04Си
в
У = 120,9 + 3,25В + 5,15Мп + 4,09Си
к
Согласно полученной зависимости для прироста вегетативной массы одинаково значимы бор
и медь. При этом увеличение вегетативной массы происходит по мере повышения концентрации бора и уменьшения концентрации меди в исследованном диапазоне. По влиянию на увеличение массы корней микроэлементы можно расположить в ряд: марганец > медь > бор.
Из исследованных составов наибольшему увеличению вегетативной массы (на 15.21 %), по сравнению со смесью Прянишникова, способствовали растворы, включающие 0,15 и 0,05 % цинка, 0,15 и 0,05 % молибдена, 0,1 и 0,01 % бора, 0,2 % марганца, 0,005 и 0,05 % меди, 0,15 и 0,02 % кобальта в различных сочетаниях (табл. 4), рост массы корневой системы на 30.60 %, по сравнению со смесью Прянищникова) отмечен при аналогичных концентрациях изучаемых микроэлементов за исключением марганца, применение которого в одном из вариантов обеспечило высокий эффект при дозе 0,1 %.
Выводы. Комплексные составы гуминового препарата с микроэлементами для предпосевной обработки семян пшеницы, должны включать соли цинка и молибдена в дозах 0,05.0,15 %, бора - 0,01. 0,05 %, марганца - 0,1.0,2 %, меди - 0,05 %, кобальта
- 0,02.0,15 %; для корневой подкормки - соли цинка и молибдена - 0,05.0,15 %, бора - 0,01.0,1 %, марганца - 0,1...0,2 %, меди - 0,005.0,05 %, кобальта
- 0,02.0,15 %..
На основании уравнений зависимости влияния концентрации микроэлементов в составах с гуминовым препаратом на их биологическую активность установлено, что при обработке семян из всех изученных в опытах микроэлементов существенный эффект в исследованном интервале концентраций обеспечивает только медь, при выращивании проростков на растворах наибольшее воздействие на развитие вегетативной массы оказывают бор и медь, корневой системы - марганец, медь и бор.
Разработанные комплексные составы, содержащие гуминовый препарат и микроэлементы, можно рекомендовать для предпосевной обработки семян и как эффективную корневую подкормку.
Таблица 4. Компонентные составы гуминового препарата с микроэлемен-
тами для подкормок (Гумостим, 0,001 %), %
Вари- ант Цинк Молиб- ден Бор Мар- ганец Медь Ко- бальт Прибавка к контролю (смесь Прянишникова)
вегетативная масса корневая масса
1 Q,15 Q,Q5 Q,Q1 Q,1 Q,QQ5 Q,15 1Q4,2 138,3
13 Q,15 Q,Q5 Q,1 Q,2 Q,QQ5 Q,15 114,6 133,1
24 Q,Q5 Q,15 Q,1 Q,1 Q,Q5 Q,Q2 1Q9,5 137,6
29 Q,15 Q,Q5 Q,1 Q,2 Q,Q5 Q,Q2 1Q6,Q 16Q,5
31 Q,15 Q,15 Q,1 Q,2 Q,Q5 Q,15 11Q,5 149,3
32 Q,Q5 Q,15 Q,1 Q,2 Q,Q5 Q,15 11Q,5 156,6
Литература.
1. Применение минеральных удобрений, модифицированных мезо- и микроэлементами, под картофель (рекомендации).-М., 2002. - 42с.
2. Виноградова В.С. К вопросу о физиологической активности комплексных соединений.// Материалы научной конференции «Опыт использования удобрений направленного действия и микроэлементов для повышения урожайности и качества продукции в растениеводства». ВНИИА им. Д.Н.Прянишникова, ОАО «Буйскийхимический завод»-М., 2004. - С. 7-13.
3. Битюцкий Н.П., Кузнецова Н.Н., Перов Н.Н., Ильин В.И. Производные лигнина и оптимизация питания растений микроэлементами.// Агрохимия, 1992. - № 4. - С.80 - 84.
4. Карпухин А.И. Функциональная роль комплексных соединений в генезисе почв и питании растений.//Гуминовые вещества в биосфере. - М.: Наука,1993. - С.117-125.
5. Шаяхметов И.Т., Кузнецов В.И., Гилязетдинов Ш.Я. и др. Защитно-стимулирующие и адаптогенные свойства препарата ГУМИ-биоактивированной формы гуминовых кислот. Эффективность его использования в сельском хозяйстве. - Уфа, 2000.
- 102 с.
6. Кравец А.В., Касимова Л.В., Фролова Е.В., Кураш И.В., Проскурина Л.Д. Комплексный стимулятор роста растений из торфа//Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. - 2006. - № 7. - С. 5-9.
7. Кравец А.В., Касимова Л.В., Фролова Е.В., Кураш И.В. Комплексный стимулятор роста растений на основе гуминового стимулятора из торфа и микроэлементов// Плодородие. - № 5. - 2007. - С. 32-33.
8. Патент РФ 2213452, МКИ 7 АОI N 65/00. Способ получения стимулятора роста растений/Л.В.Касимова. - Опубл. 10.10.03.
9. Прянишников Д.Н. Избранные сочинения в трех томах. Частное земледелие. - М: Изд-во «Колос», 1965. - Т.2. - 708 с.
10. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Программированное введение в планирование эксперимента. - М.: Наука,1971. - 176 с.
11. Касимова Л.В., Кравец АП.В. Новые составы смесей микроэлементов для растениеводства //Достижения науки и техники АПК, №12, 2010, С.36-38.
COMPLEX COMPOUNDS HUMIC PREPARATIONS WITH TRACE ELEMENTS FOR CROP
PRODUCTION
L.V. Kasimova, A.V. Kravets
Summary. Summary. Our studies of complex promoters on the basis of peat humic stimulator Gumostim and biogenic trace elements (zinc, boron, molybdenum, cobalt, copper, manganese) have revealed the optimal concentration of micronutrients for additional stimulation of growth of wheat seedlings by pre-treatment of seeds, root and foliar feeding. To assess the effects of trace elements essential for biological activity developed formulations solved the problem of constructing a mathematical model of the process (of finding the equation relating the rates of physiological activity with the content of trace elements in the corresponding model solutions to a given concentration range). Was used the method of factorial experimental design, based on regression analysis. As the response functions taken root dry weight increase (Yr) and vegetative mass of wheat seedlings (Yv), % to the control. Independent variables (xj) are the salts of trace elements (zinc sulfate, manganese, copper, cobalt, boric acid and ammonium molybdate). The resulting equations depending influence of the concentration of trace elements in compounds with humic substances on their biological activity revealed that the seed treatment significantly affected by copper. For soil dressing three most significant - manganese, copper and boron. According to the research developed complex compositions of 0,001% Gumostim with trace elements, showing high biological activity in the pretreatment of seeds, soil dressing of wheat. For pre-treatment of wheat seeds contain zinc salts and molybdenum - 0,05-0,15%, boron
- 0,01-0,05%, manganese - 0,1-0,2%, copper - 0,05%, cobalt - 0,02-0,15%. For soil dressing the salt contains zinc and molybdenum
- 0,05-0,15%, 0,01-0,1% of boron, manganese, 0,1-0,2%, 0,005-0,05% copper, cobalt - 0 ,02-0, 15%.
Key words: micronutrients, biological activity, complex composition, humic preparation.
УДК: 633.13:581.192.7
ВЛИЯНИЕ РЕГУЛЯТОРА РОСТА И РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ ГУМИНОВОЙ ПРИРОДЫ ГУМОСТИМ НА ОВЕС
Г.Н. КОМАРОВА, старший научный сотрудник А.В. СОРОКИНА, научный сотрудник СибНИИСХиТ Россельхозакадемии E-mail: [email protected]
Резюме. Исследования проводили с целью изучения влияния регулятора роста и развития растений гуминовой природы Гумостим на вегетацию, продуктивность, технологические показатели и качество зерна овса в северных районах Томской области. Схема опыта, поставленного в 2009-2010 гг., предусматривала двухкратное применение препарата Гумо-стим в концентрации 0,0005, 0,001 и 0,0015 %. Предпосевную обработку семян проводили за 15.24 ч до высева, опрыскивание растений в фазе кущения совместно с химпрополкой (норма расхода рабочей жидкости 200 л/га). В среднем за годы испытания урожайность овса при использовании препарата в дозах 0,0005 и 0,001 % повышалась на 0,0б... 0,11 т/га. Во всех вариантах отмечено улучшение технологических признаков и качества зерна. Масса 1000 зерен возрастала на 2,1...2,7г, пленчатость снижалась на 1,1...1,7 %, фитосанитарное состояние зерна улучшалось на 3,0..8,0 %. Содержание сырого протеина и продолжительность вегетационного периода под действием различных концентраций гуминовых кислот Гумостима изменялись незначительно (±0,2 % и ±1 день соответственно).
Ключевые слова: стимулятор роста и развития растений гуминовой природы Гумостим, концентрация, гуминовые кислоты, пленчатость, масса 1000 зерен, сырой протеин, вегетационный период, качество, технологические показатели.
Урожай зерна формируется под влиянием комплекса факторов внешней среды. В одинаковых почвенноклиматических условиях целенаправленным использованием агротехнических приемов можно существенно
изменить физические показатели зерна и его химический состав, ускорить или замедлить темп роста растений и накопление ими пластических веществ [1].
В последние годы все большее значение, особенно для территорий, находящихся в зоне рискованного земледелия, приобретает химическая регуляция роста и развития растений. Суровые климатические условия Сибири усугубляются обострением экономических и экологических проблем в сельском хозяйстве, снижением объемов внесения минеральных и органических удобрений. При этом задача повышения продуктивности культур остается по-прежнему актуальной. Особенно важным становится освоение агроприемов, обеспечивающих формирование урожая независимо от колебаний погодных условий с низкими затратами труда и финансов [2].
Среди биологически активных соединений природного происхождения особое место занимают гуминовые вещества. Их стимулирующее действие и оптимальные концентрации изучены на многих сельскохозяйственных культурах (картофель, кукуруза, пшеница, подсолнечник) [3,4,5]. Однако сведений о влиянии таких соединений на овес практически нет.
Цель наших исследований - определить оптимальную концентрацию и изучить влияние регулятора роста и развития растений гуминовой природы Гумостим на продолжительность активной вегетации, продуктивность, технологичность и качество зерна овса.
Условия, материалы и методы. Опыты по испытанию Гумостима на овсе сорта Тогурчанин проводили в 2009-2010 гг. в селекционном севообороте
