CC BY
150
УДК631.471. 631.445.
РАЗВИТИЕ КОРНЕВОЙ СИСТЕМЫ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В АГРОЭКОСИСТЕМАХ НА СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЕ
С.И. ЗИНЧЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук, зав. отделом
А.А. БЕЗМЕНКО, научный сотрудник И.М. ЩУКИН, младший научный сотрудник Владимирский НИИСХ Россельхозакадемии Д.А. ТАЛЕВА, аспирант РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева E-mail: [email protected]
Резюме. Проникновение корневой системы вглубь подпахотных слоёв и её развитие надёжно гарантирует растениям снабжение водой и питательными веществами, когда верхние слои пересыхают. Цель наших исследований обусловлена необходимостью определения влияние приёмов основной обработки на формирование массы и распространение корневой системы в пахотном и подпахотныхгоризонтахсерой лесной почвы. Исследования проводили в многолетнем полевом опыте на серой лесной среднесуглинистой почве в севообороте (овес + клевер - клевер I года пользования - клевер II года пользования - озимая рожь - яровая пшеница - ячмень). Схема эксперимента предусматривала следующие варианты: ежегодная плоскорезная обработка на 6...8 см; ежегодная плоскорезная обработка на 20.22см; ежегодная отвальная вспашка на 20.22см; ярусная вспашка на 28.30 см под озимую рожь и плоскорезная обработка на глубину 6.8 см под остальные культуры. Густота всходов озимой ржи, яровой пшеницы и ячменя в наших исследованиях не зависела от приёма и глубины основной обработки. В агроэкосистемах корни зерновых культур проникают в пахотные и подпахотные слои серой лесной почвы на глубину не менее 150 см. Наибольшая масса корней озимой ржи и ярового ячменя формируется в агроэкосистемах с ежегодной отвальной вспашкой на глубину20.22см, а у яровой пшеницы - при ежегодной отвальной вспашке или плоскорезной обработке на 20.22 см.
Ключевые слова: агроэкосистема, серая лесная почва, приемы основной обработки, корневая система, озимая рожъ, яровая пшеница, яровой ячмень.
Все процессы, происходящие в окружающей среде, тесно взаимосвязаны и находятся в равновесии. Причиной его нарушения зачастую становится воздействие человека на экосистему, которое может иметь как положительные, так и отрицательные последствия. Примером такого влияния может быть механическое воздействие на почву с использованием различных приёмов основной обработки. О его характере и направленности можно судить по ответной реакции биологических объектов, к числу которых относится проникновение корневой системы сельскохозяйственных растений вглубь пахотных и подпахотных горизонтов.
Корневая система не только снабжает растение водой и питательными веществами. В корнях происходят процессы образования сложных органических веществ из минеральных соединений
азота и фосфора, а также ряд других химических превращений [1, 2].
На важность корневой системы указывали многие авторы [2...4]. Установлено, что она сохраняет жизнеспособность в сухой почве, а при её увлажнении начинает расти и функционировать [5, 6].
Это актуально и для Опольной зоны, так как в отдельные годы абиотические условия в первой половине лета обусловливают пересыхание верхних слоёв почвы, а во вторую - их увлажнение [7]. Следовательно, интенсивный рост и проникновение корневой системы вглубь подпахотных слоёв надёжно гарантируют растениям снабжение водой и питательными веществами при пересыхании верхних горизонтов. Исследования, проведённые на южных карбонатных и обыкновенных чернозёмах, по изучению влияния приёмов основной обработки и её глубины на проникновение корневой системы яровой пшеницы показали, что глубина проникновения корневой системы зависит от увлажнения почвенного профиля. При одинаковой глубине промачива-ния подпахотных слоёв почвы, проникновение их вглубь не зависит от приёма и глубины обработки почвы [6].
Цель наших исследований - определить влияние приёмов основной обработки на формирование массы и распространение корневой системы в пахотном и подпахотных горизонтах серой лесной почвы.
Условия, материалы и методы. Исследования проводили в полевом многолетнем опыте (заложен в 1986 г.) во Владимирском НИИСХ (г. Суздаль) с 2009 по 2011 гг., в севообороте: овес + многолетние травы (клевер) - многолетние травы I и II года пользования - озимая рожь - яровая пшеница - ячмень. Схема опыта предусма-
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 5 щ 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30
Рисунок. Распределение корневой системы в профиле серой лесной почвы: А - озимой ржи, Б-яровой пшеницы, В - ярового ячменя, %: - ежегодная плоскорезная обработка
на 6...8 см; — — - ежегодная плоскорезная обработка на 20...22 см; ■ - ежегодная отвальная вспашка на 20.. .22 см (контроль); • - ярусная вспашка под озимую рожь на 28.. .30
см, под остальные культуры плоскорезная обработка на 6...8 см.
тривала следующие варианты: ежегодная плоскорезная обработка на глубину 6...8 см; ежегодная плоскорезная обработка на 20.22 см; ежегодная отвальная вспашка на 20.22 см; ярусная вспашка на 28.30 см под озимую рожь, под остальные культуры в севообороте плоскорезная обработка на 6.8 см. Опыт заложен на серой лесной среднесуглинистой почве.
Для характеристики распространения корневой системы озимой ржи (Память Кондратенко), яровой пшеницы (МиС) и ярового ячменя (Зазерский 85) использовали метод «бура» [1].
Корневая система злаков мочковатая и состоит из зародышевых и узловых корней. Прирост её прекращается или становится ничтожным у озимой ржи в период цветения-созревания, а у пшеницы и ячменя - в фазе колошения [8, 9]. Поэтому глубину проникновения корней озимой ржи в пахотные и подпахотные слои почвы определяли в фазе цветения, пшеницы и ячменя - в фазе колошения до глубины 150 см.
Результаты и обсуждение. Запасы продуктивной влаги во всех изучаемых вариантах в слое 0.20 см при посеве озимой ржи колебались в пределах 20,3...24,2 мм, яровой пшеницы - 37,0.41,2 мм, ярового ячменя - 33,6.37,7 мм, что обеспечило дружные всходы этих культур. Влияние приёмов обработки на густоту всходов при высоком увлажнении посевного слоя почвы было одинаковым.
Основная масса корней озимой ржи (до 90 %), как утверждает В.Г. Ротмистров (1939), размещается в верхнем слое почвы. В более глубокие горизонты проникает незначительная их часть. Глубина залегания корней зависит от рыхлости почвы. Согласно результатам исследований этого автора у озимой ржи она достигает 120.130 см. По данным других исследователей до 2 м [9].
В нашем эксперименте корневая система озимой ржи на фоне всех изучаемых приёмов основной обработки проникла на глубину отбора почвенных образцов - до 150 см (рис. А). При ежегодной мелкой обработке на 6.8 см в слое 0.10 см было сосредоточено 40,3 % корней, при ежегодной безотвальной обработке и отвальной вспашке на 20.22 см - 27,1 и 32,7 % соответственно, в варианте с ярусной вспашкой - 18,1 %.
Основная масса корневой системы озимой ржи в изучаемых вариантах располагалась в горизонте 0.50 см -73,4.78,2 %. В слое 0.100 см находилось 91,8.95,3 % корней, а 100.150 см - 4,7.. .8,2 %.
При ярусной обработке корневая система озимой ржи в слое 0.40 см в отличие от других вариантов размещалась более равномерно.
В случае ежегодной безотвальной обработки на 6.8 см масса корней в изучаемом слое почвы была меньше, чем при отвальной вспашке, на 29,6 %, на фоне ежегодной безотвальной обработки на 20.22 см - на 9,7 %, при ярусной вспашке на 28.30 см - на 6,2 %.
Размещение корневой системы яровой пшеницы по горизонтам, как отмечает ряд исследователей, зависит от типа почвы. На подзолистых почвах Дальнего Востока до 85 % биомассы корней сосредотачивается в слое 0.10 см. На чернозёмных почвах более увлажнённых районов до 20.40 % корней размещается в пахотном слое [8]. На южных карбонатных чернозёмахпроникновение зародышевых корней зависело не от приёма и глубины основной обработки, а от промачивания почвенного профиля перед посевом [6].
Наши исследования в условиях Ополья показали, что корневая система яровой пшеницы имеет свои особенности распространения в почве, отличные от озимой ржи (рис. Б). В верхнем 10 см слое располагаются 19,4.26,0 % корней от их общей массы. В слое 0.50 см - 59,6.69,8 %. Причем наибольшие величины этого показателя характерны для вариантов с ежегодной плоскорезной и отвальной обработкой на 20.22 см - 64,5.69,8 %. В слое 0.100 см расположены
88.3.90.1 % корней, в слое 100.150 см - 9,9.11,7 %.
Наибольшая масса корневой системы отмечена в
вариантах с ежегодной плоскорезной обработкой и отвальной вспашкой на 20.22 см. На фоне ежегодной плоскорезной обработки на 6.8 см она была меньше, чем после отвальной вспашки, на 53,3 %, в варианте с разноглубинным рыхлением в севообороте - на 23,1 %.
Определение массы корней в период колошения ячменя показало, что в варианте с периодической ярусной вспашкой она была на уровне ежегодной плоскорезной обработки на 6.8 см. Величины этих показателей были ниже, чем после ежегодной вспашки, соответственно на
30.1 и 35,1 %. На фоне ежегодной плоскорезной обработки на 20.22 см масса корневой системы была меньше, чем в варианте с отвальной вспашкой, на 16,2 %.
Распределение корней ярового ячменя по слоям происходило следующим образом. В горизонте 0.10 см их масса составляла17,6.26,1 %. Наибольшая величина этого показателя, как и по другим культурам в этом слое, отмечена после ежегодной безотвальной обработки на 6.8 см. В слое 0.50 см располагалось 59,8.62,7 % корней, 0.100 см - 85,5.89,3 %, 100.150 см - 10,7.14,5 %.
Выводы. Исследования, проведённые на серой лесной почве Опольной зоны, показали, что густота всходов растений озимой ржи, яровой пшеницы и ячменя не зависят от приёма и глубины основной обработки.
Глубина проникновения корней озимой ржи, яровой пшеницы и ячменя в пахотные и подпахотные слои серой лесной почвы составляет не менее 150 см.
Формирование массы корневой системы в пахотных и подпахотных слоях агроэкосистем зависит от приёма и глубины основной обработки почвы. Наибольшая величина этого показателя у озимой ржи и ярового ячменя отмечена при ежегодной отвальной вспашке на 20...22 см, у яровой пшеницы - при ежегодной отвальной вспашке и плоскорезной обработке на 20.22 см.
Литература.
1. Красильников П.К. Методика полевого изучения подземных частей растений. - Л., 1983. С. 127-132.
2. Устименко А.С., Данильчук П.В., Гвоздиковская А.Т. Корневые системы и продуктивность сельскохозяйственных растений: под ред. Н.Г. Городнего. Киев. - 1975. - 368 с.
3. Измаильский А.А. Влияние глубокой обработки на первоначальное раз-витие озимой ржи и пшеницы. //Земледельческая газета. - 1881. - № 8. - С. 3.
4. Красовская И.В. Корневая система яровой пшеницы и рост её в зависимос-ти от весенних условий // Отчёт НИИ Юго-Востока за 1943-1945 гг. - Саратов, 1947 г. - 100 с.
5. Зинченко И.Г., Зинченко С.И. Вопросы производства зерна яровой пшеницы в Северных областях Казахстана. - Алматы, 1997. - С. 62-69.
6. Зинченко С.И. Основы обработки черноземов. - М., 2006. - С. 203-219.
7. Научные основы систем земледелия Владимирской области: под общей редакцией И.В. Бирюкова, С.И. Зинченко. -Владимир, 2010. - 308 с.
8. Иванов П.К. Яровая пшеница. - М., 1971. - 328 с.
9. Тиунов А.Н., ГлухихК.А., Хорькова О.А., Шернин А.И. Рожь. - М., 1972. - 352 с.
ROOT SYSTEM DEVELOPMENT IN AGRO GRAIN IN GRAY FOREST SOIL S.I. Zinchenko, A.A. Bezmenko, I.M.. Shchukin, D.A. Taleva
Summary. Penetration of root system deep into subarable layers and development of its weight reliably guarantees to plants supply by their water and nutrients if the top layers dry up. Need to reveal influence of receptions of the main processing on formation of weight and distribution of root system in arable and the subarable horizons of the gray forest soil became the purpose of our researches. Researches conducted in field long-term experiment I BEND the Vladimir NIISH (Suzdal) on the gray forest middle loany soil. Crop rotation in experience: oats +long term herbs (clover) - long term herbs of 1 g of using - long term herbs of 2 g of using - a winter rye - a spring-sown field - barley. The following options were studied: 1-annual flat sharp processing on depth of 6-8 cm; 2-annual flat sharp processing on depth of 20-22 cm; 3-annual dump plowing on depth of 20-22 cm; 4-level plowing on depth of 28-30 cm under a winter rye, under other cultures in a crop rotation carried out flat sharp processing on depth of 6-8 cm. Experience is put on the gray forest midle loany soil. Researches showed that density of shoots of a winter rye, a spring-sown field and barley doesn't depend on reception and depth of the main processing. In agroecosystems roots of grain crops get into arable and subarable layers of the gray forest soil on depth not less than 150 cm. The highest mass of roots of a winter rye and summer barley is formed in agroecosystems with annual dump plowing on depth of 20-22 cm, and at a spring-sown field - with annual dump plowing and flat sharp processing on 20-22 cm. Keywords: agroecosystem, gray forest soil, receptions of the main processing, root system, winter rye, spring-sown field, summer barley.
УДК 633.11 «321»:533.9.082.74
ВЛИЯНИЕ СВЧ-ЭНЕРГИИ И ВИТАМИНА В. НА ПОСЕВНЫЕ
_ _ _ _ и _ _ _ __ _
КАЧЕСТВА И ЛИНЕЙНО-ВЕСОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ СЕМЯН ПШЕНИЦЫ
И.В. ЕГОРОВА, аспирант Н.В. ВЕРБИЦКАЯ, аспирант
Е.П. КОНДРАТЕНКО, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
О.М. СОБОЛЕВА, кандидат биологических наук, доцент
Кемеровский ГСХИ E-mail: [email protected]
Резюме. В статье представлены материалы двухлабораторных опытов по изучению влияния СВЧ-энергии и витамина В1 на посевные качества семян яровой мягкой пшеницы Целинная 3 С и озимой мягкой пшеницы Новосибирская 40. Исследования проводили с целью определения влияния изучаемых экологических факторов на всхожесть, энергию прорастания и линейновесовую характеристику проростков пшеницы. Предпосевную обработку семян электромагнитными волнами осуществляли на установке Panasonic NN-SM330WZPE мощностью 1200 кВт. Частота излучения в рабочей камере составляла 2450 МГц экспозиция 5, 10 и 15 сек., после этого семена замачивали в растворе витамина В1 с концентрацией 0,01 и 0,1%. Наиболее эффективным было 1предпосевное воздействие на семена яровой мягкой пшеницы сорта Целинная 3 С электромагнитным полем в течение 5 сек. совместно с обработкой витамином В1 в концентрации 0,1 %. В этом варианте отмечены наибольшая всхожесть (99 %) и накопление сухого вещества корневой системы (4,21 г).
Ключевые слова: яровая и озимая мягкая пшеница, СВЧ-энергии, витамин В1, длина и масса корней, длина и масса проростков, всхожесть,1энергия прорастания.
Обеспечение продовольственной безопасности любого государства базируется на высоком уровне производства зерна и кормов для животноводства.
Это достигается путем повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Высокий урожай можно вырастить из хороших семян. Поэтому ученые всего мира ведут поиск путей повышения их качества [1].
Яровая пшеница - наиболее распространенная культура в Северном Казахстане и Западной Сибири, где под нее ежегодно отводится около 14 и 20 млн га соответственно.
Однако качество семенного материала и продуктивность посевов далеки от максимально возможных показателей в силу отрицательного влияния неблагоприятных климатических факторов.
Высокая относительная влажность и низкая среднесуточная температура в период формирования зерна приводят к ряду нежелательных явлений. Ранние заморозки нарушают нормальный ход налива, что вызывает необратимую деструкцию запасных и конституционных белков в формирующемся зерне, снижает его посевные качества [2].
В последние годы в сельском хозяйстве все шире используют различные нетрадиционные физические и биологические средства и приемы воздействия, обеспечивающие увеличение объемов производства и улучшение качества продукции [3, 4]. Например, для преодоления физиологической неполноценности и повышения всхожести осуществляют обработку в поле сверхвысокой частоты (СВЧ) [5]. Французские ученые [6] установили, что предпосевная обработка семян ржи и пшеницы витаминами В1 и РР улучшает рост и развитие растений на 11,1.32,0 %, а озимой пшеницы - на 20.25%. Кроме того, наряду с высокой эффективностью, физические и биологические методы, как правило, отличаются низким уровнем негативных последствий [5].
Цель наших исследований - изучить влияние физических (СВЧ-энергия) и биологических (витамин В1) воздействий на всхожесть, энергию прорастания и линейновесовые характеристики проростков пшеницы.
Условия, материалы и методы. Опыты проводили в 2010-2012 гг. в ГУ «Сандыктауская семенная лаборатория» республики Казахстан на семенах яровой мягкой пшеницы сорта Целинная 3 С. Схема опыта предусматривала предпосевную обработку семян электромагнитными волнами на установке Panasonic NN-SM330WZPE мощностью 1200 кВт. Частота излучения в рабочей камере составляла 2450 МГц экспозиция 5, 10 и 15 сек., после этого семена замачивали в растворе витамина В1 в концентрации 0,01 % и 0,1 %. Контрольные образцы не обрабатывали.
