CC BY
83
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО_________________________________
УДК 633.11”324”:631.53.027.33
ПРЕДПОСЕВНАЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
СЕМЯН - ПЕРСПЕКТИВНЫЙ АГРОПРИЕМ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
А.П. Тибирьков, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент И.В. Юдаев, кандидат технических наук, доцент Е.В. Азаров, соискатель
Волгоградский государственный аграрный университет
В статье изложены материалы полевого и лабораторного опытов, проведенных в сухостепной зоне светло-каштановых почв Волгоградской области и лабораториях ФГБОУ ВПО Волгоградского ГАУ, которые выявили положительное действие предпосевной электрофизической обработки семян озимой пшеницы сорта Донской сюрприз на такие показатели, как всхожесть семян и урожай зерна.
Ключевые слова: растениеводство, озимая пшеница, электрофизическая обработка, урожай, качество зерна, семена.
По данным территориального органа Росстата, по Волгоградской области на 1 декабря 2010 г. производство зерна в регионе за год составило около 1,53 млн т [2]. Это можно считать несомненным успехом, учитывая сложные, а порой экстремальные агрометеорологические условия региона. Достигнут такой результат благодаря расширению посевов сортов озимой пшеницы полуинтенсивного типа и совершенствованию их агротехники.
Вместе с тем, есть резервы для получения более высоких урожаев, поскольку лучшие из районированных сортов озимой пшеницы, по данным селекционных учреждений-оригинаторов, имеют генетический потенциал зерновой продуктивности порядка 8,0-10,0 т/га. Однако из-за дороговизны минеральных удобрений сельскохозяйственные предприятия в настоящее время не могут применять их в нужных для этого дозах на всей площади посевов. Поэтому нужен поиск инновационных технологий и средств повышения урожайности озимой пшеницы [3, 4].
Цель проведенных исследований заключалась в оценке эффективности предпосевной обработки электрофизическим воздействием семян озимой пшеницы сорта Донской сюрприз с последующими лабораторным экспериментом проверки на всхожесть и закладкой полевого опыта.
Специфика исследований
Лабораторный эксперимент проводился в стандартных условиях по тепло-и влагообеспеченности в пластиковых горшочках. Почва для исследований отбиралась, согласно дальнейшему проведению полевого опыта, светлокаштановая солонцеватая тяжелосуглинистая. Плотность почвы в экспериментальных горшочках создавалась аналогичная полевым условиям - 1,2 т/м3. Значения влажности почвы на первых этапах всходов семян озимой пшеницы соответствовали полевым значениям - 19,5 %. Температура проведения
исследований составила 17 0С. Повторность эксперимента трехкратная. Норма высева - оптимальная для озимых зерновых в данных условиях - 3,0 млн всх. семян/га.
Полевой опыт проводился на светло-каштановых почвах в условиях Опытного поля УНПЦ «Горная Поляна» при ФГБОУ ВПО Волгоградский ГАУ.
Схема опыта включала вариант предпосевной электрофизической обработки семян сорта Донской сюрприз и контрольный посев. Значения влажности, плотности почвы и температурного режима на первых этапах проведения опыта были аналогичны лабораторным.
Расположение вариантов в опыте систематическое, повторность трехкратная, площадь делянок соответственно: опытная - 280,8 м , учетная - 266,4 м2. Сев осуществляли элитными семенами по черному пару во второй половине сентября стандартным рядовым способом сеялкой С3-3,6 с междурядьями 15 см. Норма высева составила 3,0 млн всх. семян/гектар.
Результаты исследований
Добиться высоких по количеству и стабильных по качеству урожаев зерна озимой пшеницы на фоне малозатратных, ресурсосберегающих технологий возделывания - основа стратегии развития растениеводческой отрасли АПК.
В качестве перспективной технологии предложен вариант предпосевной электрофизической обработки материала. За основу (как основная гипотеза) был взят тот факт, что электрический ток кратковременного воздействия оказывает влияние на клеточную оболочку живых органов (и органелл) семенного материала.Иногда вторичная оболочка играет и роль склада питательных продуктов: образующие ее вещества могут превращаться в другие, более простые, которые расходуются как питание. При этом клетка затрачивает некоторое количество внутренней энергии. При обработке же электрофизическим воздействием, даже кратковременным, преобразование сложных полисахаридов в более простые становится более легким - с меньшими затратами энергии.
Усилиями исследователей двух факультетов агротехнологического и электроэнергетического были разработаны и опробованы методики проведения экспериментов, изготовлены две высоковольтные установки для электрического воздействия. Первая из них - с максимальным напряжением постоянного тока 15 кВ, позволяет получать как постоянное, так и импульсное электромагнитное поле. Для режима с импульсным напряжением реализована возможность регулирования частоты импульсов. Структурная схема представлена на рисунке А. Вторая установка способна выдать максимальное напряжение в 700 кВ переменного тока и фиксированную частоту порядка 150 кГц.
Измерительные ячейки, в которых проводилась электрообработка посевного материала, представлены двумя видами: первая из них представляет собой открытый контейнер, изготовленный из гетинакса, с установленными вдоль стенок узкими электродами (рисунок Б), вторая (конденсаторного типа) - закрытый стеклотекстолитовый контейнер, с электродами, расположенными в плоскостях дна и крышки.
Данные установки позволяют изменять напряжение питания, переключать режимы «постоянный ток», «импульсный ток», изменять частоту импульсов и, как следствие, регулировать в широких пределах количество подводимой к объекту энергии, т. е. поглощаемую дозу облучения, что дает дополнительную возможность выбора оптимальных режимов электроимпульсной обработки посевного материала [1].
Рисунок А - Структурная схема импульсной установки
Рисунок Б - Измерительная ячейка во время обработки дуговым разрядом
Проведенными нами экспериментами было установлено, что электромагнитное поле оказывает существенное влияние на функционирование клеточной оболочки и распределение, а также превращение (в более простые) основных питательных веществ в самой клетке без особых энергетических затрат самого зародыша . При этом время, затраченное на прорастание семян в полевых условиях (да и в лабораторных то же), заметно сокращается.
Рисунок 1 - Варианты опытов с озимой пшеницей через 72 часа после начала: электрофизическая обработка (1) и контроль (без обработки - 2)
Так, при лабораторном исследовании было установлено, что время прорастания семенного материала и всходов культурных растений на изучаемом варианте электрофизической обработки на 72 часа опережал контрольный вариант (без обработки) (рис. 1).
В полевых условиях на Опытном поле ФГБОУ ВПО Волгоградский ГАУ в том же году (2010-2011 гг.) было повторно проведено исследование по влиянию стимуляции электромагнитным полем на энергию прорастания и всхожесть семян, а также на урожай зерна озимой пшеницы и его качество.
Для опытов был взят тот же самый сорт озимой пшеницы Донской сюрприз, разновидность - лютесценс. Повторность в опытах трехкратная, размещение делянок - систематическое. Норма высева составила 3,0 млн всх. семян/га; глубина сева, ширина междурядий - классическая: h = 6 см, Н = 15 см (С3-3,6). Срок сева -оптимальный для данной почвенно-климатической зоны (светло-каштановые почвы правобережья Волги) - 2-я декада сентября.
Рисунок 2 - Процесс прорастания семян озимой пшеницы: слева -электрофизическая (электромагнитная) обработка, справа - контроль (без
обработки)
Для соблюдения точности и чистоты эксперимента в схему опыта был введен вариант с необработанным семенным материалом - контроль (чистый посев), а также, чтобы исключить гипотетическую вероятность влияния стимуляций химической природы, а не искомой электрофизической - был введен вариант с добавлением к контролю стартовых доз минерального питания.
Удобрение КРК (азофоска) вносилось в расчетной дозе по необходимому элементу питания для растений на первых этапах органогенеза - фосфору - Р20. Сев проводился с обязательным прикатыванием посевов.
Установлено, что последствия электрофизического воздействия начинают проявляться уже на первых этапах развития растений. Через 48 часов 72 % семян, подвергшиеся электрофизическому воздействию, имели проросток длиной до 1,0 см, 18 % - до 1,5 см с тремя активными корешками, в то время как семена двух других вариантов лишь слегка набухли.
Рисунок 3 - Прорастание семян озимой пшеницы: 96 часов после посева - вариант с электрофизической обработкой (слева) и контроль
(без обработки - справа)
На 5 сутки семена, прошедшие электрофизическую стимуляцию, определились дружными всходами, на 11 сутки взошли семена с химической стимуляцией (с внесением удобрений), а на 14-15 сутки отметились всходы контроля (см. рис. 2 и 3).
Полевая всхожесть семян у исследуемых вариантов составила: электрофизическая обработка 282 шт./м2 (94,00 %), контроль - 268 шт./м2 (89,33 %), контроль+удобрения - 271 шт./м2 (90,33 %).
Стоит отметить, что за весь период прорастания семян выпало только 4 мм осадков.
К зимнему периоду растения, появившиеся из семян с электрофизической обработкой имели преимущество перед контролем в дополнительные 182 0С суммы активных температур.
Таким образом, отмечаем, что энергия прорастания семян от действия электрофизической стимуляции выше обычных семян (без обработок) в 2,8-3,0 раза, а с добавлением удобрений - в 2,2 раза.
Другой интересной особенностью положительного влияния электрофизической обработки на посевные качества семян является отношение к такому элементу структуры урожая, как кустистость. В то время как варианты «контроль» и «контроль + удобрение (КРК)» перед уходом в зимний период имели 2-3 побега, растения при электрофизической обработке семян отметились 3-4 побегами.
В июле (14.07.2011 г.) проводилась уборка зимой пшеницы посевов исследуемых вариантов. На фоне экстремальных условий вегетации весеннелетнего периода (практически отсутствовали осадки в основные этапы органогенеза) полученные данные указывают на то, что количественные и качественные показатели урожая зерна, полученного от растений при электрофизической обработке (ЭФО), практически не уступают варианту с внесенными удобрениями и превосходят значения показателей контрольного варианта (табл. 1 и 2).
Таблица 1 - Урожайность зерна изученных вариантов в 2011 г., т/га
Вариант Урожайность, т/га Прибавка урожая, т/га
контроль 2,837 ---
контроль + КРК 2,942 0,105
ЭФО 2,940 0,103
НСР05 = 0,025 т
Таблица 2 - Влияние ЭФО и удобрений на показатели качества озимой пшеницы ___________________________________Донской сюрприз________________________________________
Вариант Масса 1000 зерен, г Натура, г/л Стекло-видность, % Клейковина Белок (сыр.), % Азот, %
% ИДК
Контроль 26,7 757,4 97,5 38,2 77,5 16,25 2,85
Контроль + КРК 27,3 777,5 97,0 41,0 82,5 18,24 3,20
ЭФО 27,2 774,4 97,5 40,2 70,0 16,42 2,88
Проанализировав данные таблицы 2, можно заметить, что небольшое преимущество варианта с удобрениями над электрофизической обработкой (ЭФО) отмечается только по содержанию клейковины - 0,80 %, белку - 1,82 и массе 1000 зерен - 0,11 г, но есть одно замечание - с экономической позиции вариант с применением минерального питания более затратен. Дополнительные затраты на внесение удобрений, а это 1600 руб./га, снижают преимущество к значению контроля.
Библиографический список
1. Азаров, Е.В. Технологическая эффективность электростимуляции озимого тритикале [Текст]/ Е.В. Азаров, М.Н. Белицкая, И.Р. Грибуст // Техника в сельском хозяйстве. - 2012. -№1. - С. 11-13.
2. Доклад. Социально-экономическое положение Волгоградской области в январе-ноябре 2010 года [Текст]: официальное издание//Стат. сб./ Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Волгоградской области. - Волгоград, 2010. - 158 с.
3. Тибирьков, А.П. Реакция новых сортов озимой пшеницы на норму посева, удобрения и агрометеорологические условия степной зоны черноземных почв Волгоградской области [Текст]: автореферат дис. ... канд. с.-х. наук: 06.01.09./Тибирьков Александр Павлович. - Волгоград, 2006. - 26 с.
4. Тибирьков, А.П. Урожайность озимой пшеницы при обработке семян агрохимикатами и разных системах удобрения [Текст]/ А.П. Тибирьков, В.И. Филин // Плодородие. - №1. - 2009. - С. 22-23.
Е-та11:а1ехйЫг@атаП.сот
