CC BY
95
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 591:581.11
УСТАНОВЛЕНИЕ РЕГЛАМЕНТОВ ПРИМЕНЕНИЯ ЭХА ВОДЫ В ЗЕРНОВЫХ АГРОЦЕНОЗАХ
М.Н. Белицкая, доктор биологических наук И.Р. Грибуст, кандидат сельскохозяйственных наук
ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт агролесомелиорации
Россел ьхозакадемии
Е.Э. Нефедьева, доктор биологических наук Волгоградский государственный технический университет
На основании лабораторных и полевых наблюдений анализируется влияние электрохимически активированной воды на рост и развитие растений зерновых культур. Приводятся данные по энтомологической обстановке на зерновом поле.
Ключевые слова: электроактивированная вода, анолит, католит, предпосевная обработка семян, энтомологическая ситуация, всхожесть семян, проростки, масса листьев, корней узлов кущения, структура урожая.
Более полная реализация потенциала сельскохозяйственных культур при снижении негативного воздействия на окружающую среду возможна за счет создания наукоемких технологий возделывания [3, 7]. Это требует разработки программ, направленных на оздоровление посевного материала, улучшение роста и развития растений. Большой интерес представляет электрохимически активированная вода (ЭХА вода). Использование ЭХА воды увеличивает всхожесть семян, регулирует рост и развитие растений [2, 5, 4, 1]. Она оказывает влияние на вредные организмы, что позволяет использовать ее для борьбы с вредителями и болезнями [6]. Вместе с тем это экологически безопасное, дешевое и доступное средство.
Для подтверждения справедливости выявленных закономерностей нами с 2005 года проводились исследования по оценке комплексного защитно-стимулирующего действия электроактивированной воды в зерновых агроценозах. Широкая производственная проверка эффективности ЭХА воды подтвердила положительное действие ее на иммунный статус и стартовый рост растений, особенно вторичной корневой системы.
Установлено, что предпосевная обработка семян ЭХА водой способствует улучшению энтомологической ситуации в течение вегетационного периода (табл. 1).
Таблица 1 - Изменение энтомологической ситуации в агроценозе озимой пшеницы под влиянием ЭХА воды
Варианты Повреждено растений хлебными блошками, % Повреждено колосьев, шт/м2 Численность пшеничного трипса, шт/колос
вредной черепашкой меромизой
Анолит, +500 29,4 13,2 0,6 53,0
Католит, -300 21,1 13,6 1,4 58,3
Контроль 78,3 16,4 2,3 192,0
В ранневесенний период снижается поврежденность растений хлебными блошками на 57,2-48,9 %, отмечается уменьшение вредоносности вредной черепашки на 17,1-19,5 % и меромизы на 39,1-73,9 %. Максимальному отрицательному воздействию данного средства подвергаются биоценотические связи растений с пшеничным трип-сом, численность которого на опытных вариантах сокращается в 3,3-3,6 раза.
Другие вредители неоднозначно реагируют на применение электроактивирован-ной воды. Подавлению численности хлебных блошек в большей степени способствует католит, а злаковых мух - анолит. Действие анолита и католита на сосущих вредителей сходно.
Существенное ингибирующее воздействие на вредителей оказывает при опрыскивании посевов анолит. В период кущение-трубкование раствор негативно влияет на вредную черепашку, численность клопа на опытном варианте уменьшилась на 9,633,4 %. При использовании ЭХА воды с ОВП + 500 мВ наблюдалось снижение численности цикадок на 55,1 %. Хлебные жуки практически не реагируют на внесение в стеблестой ЭХА воды.
Энтомоцидным действием в отношении пшеничного трипса при некорневой обработке посевов обладают растворы с ОВП от +800 мВ до +900 мВ. Применение их обеспечивает снижение плотности вредителя почти в три раза относительно контроля за счет личинок. Количество взрослых насекомых на этих вариантах соответствовало контролю. Исключением оказался вариант, обработанный ЭХА водой с ОВП + 500 мВ, где число имаго в 1,8-2,2 раза превышало контроль. Таким образом, под влиянием растворов с ОВП + 800...+ 900 мВ уменьшилась численность популяции пшеничного трипса.
Влияние ЭХА воды на устойчивость зерновых культур к вредным насекомым обусловлено, на наш взгляд, следующими механизмами: наличие структурноморфологических, анатомо-биохимических (механических) барьеров, обусловленных строением покровных и внутренних тканей; несовпадением фенологии растений и вредных насекомых; антибиотическим воздействием. Надежность барьеров определяется ускорением процесса дифференциации конуса нарастания, плотностью прилегания листовых влагалищ и колосковых чешуек, повышенным содержанием клетчатки - механической преграды для заселения растений вредными насекомыми, их питания, откладки яиц и др. Применение ЭХА воды ускоряет прорастание семян зерновых культур и в дальнейшем наступление отдельных фенофаз на 2-3 суток.
ЭХА вода практически не оказывает негативного воздействия на индифферентных насекомых и энтомофагов, т.е. использование данных средств является одним из эффективных приемов сохранения биоразнообразия.
Электроактивированные растворы оказывают влияние на всхожесть семян озимой пшеницы, в частности, ЭХА вода с редокс-потенциалом - 500 мВ способствовала снижению всхожести на 25,7 %, а с ОВП - 700 мВ обеспечивает увеличению всхожести на 5,9 % (рис. 1).
100
й? 80-----
* Г-Н
1 60 —
О
X
ш 40------ ------- ------- ------- -
20----
0 -------- 1 --------- 1 --------- 1—----------1—
контроль ОВП +500 ОВП -500 ОВП -700
Рисунок 1 - Влияние ЭХА воды на всхожесть семян пшеницы
Причины изменения всхожести можно объяснить, используя показатель фосфоресценции при комнатной температуре (ФКТ) (рис. 2), определенный по методике, разработанной Т.В. Веселовой и В.А. Веселовским (МГУ). Коэффициент корреляции между всхожестью и ФКТ составляет -0,94 + -0,98. В партиях выделяют 3 фракции по мере возрастания ФКТ: I - семена, из которых вырастают нормальные проростки, II - семена, из которых вырастают проростки с морфологическими дефектами, III - преимущественно мертвые семена. Семена II фракции лабильны и при определенных условиях могут вести себя либо как семена I фракции, либо - II.
2 ^-Контроль
Ш
о 20 п
0
£ ф 5 с
го -
СО £0 !'■'
1
1?
1110-
О
Ц
§ 5-
т
О -
0...19 20...39 40...59 60...79 80...99 100...119
ФКТ, отн. ед.
Рисунок 2 - Распределение семян по ФКТ после обработки ЭХА водой
Распределение в контроле имело вид кривой с максимумом (40...59 отн. ед.), которым соответствовали семена I фракции. Ослабленные семена фракции II относились к классу 80.99, а мертвые семена фракции III - к классу 100.119. Распределение ФКТ семян, обработанных ЭХА водой +500 мВ, по критерию у2 соответствовало контролю. Распределение ФКТ семян, обработанных ЭХА водой - 500 мВ, по критерию %2 отличалось от контроля (Р05). Причиной был переход нормальных семян из I фракции во П-Ш фракцию. Увеличить всхожесть можно только за счет живых семян. Следовательно, под действием воды с ОВП - 700 мВ (ФКТ не определяли), увеличивающей всхожесть, часть семян фракции II переходила во фракцию I. Эти семена принято называть «улучшенными».
Ни г+1 рН
pH
Обработка семян пшеницы ЭХА водой оказала последействие на морфологические особенности проростков. ЭХА вода с ОВП -500 мВ и -700 мВ способствовала увеличению длины побега проростков и преимущественному накоплению сухого вещества в побегах. Длина и сухая масса корней во всех вариантах опыта практически не отличалась, так же как и сухая масса эндосперма.
Морфологические особенности проростков после действия ЭХА воды на семена были основой повышения урожая растений, поскольку в 8 сут. у проростков формировались зачатки вегетативных органов.
Результаты лабораторных исследований послужили основанием для проведения производственных испытаний. Предпосевная обработка семян ЭХА водой способствовала равномерному появлению всходов на поле на 2-4 дня раньше, чем на варианте с использованием химического протравителя (Дивиденд Стар) и в контроле (водопроводная вода). В дальнейшем разница в длине межфазных периодов составляла 1-2 суток. На зимовку растения опытных вариантов ушли. При действии ЭХА воды с ОВП анолитом растения были на 2,2 см выше, имели большее количество стеблей (особенно в верхнем узле кущения - на 23,5 %), а также массу листьев, корней и узлов кущения (на 17,6; 4,3 и 4,3 % соответственно) по сравнению с контролем. Коэффициент кустистости под действием ЭХА воды был в 1,3-1,2 выше, чем в контроле. В осенний период в тканях растений зафиксировано повышенное содержание сахаров.
Биометрический анализ структуры урожая озимой пшеницы выявил положительное влияние предпосевной обработки ЭХА водой на основные элементы, слагающие урожай.
150
1100
2
с;
с[
50
250
200
с, 150
о
со
к
со
X
>
о
100
50
Контроль
Контроль
анолит,
католит,
Рисунок 3 - Последействие обработки семян пшеницы ЭХА водой на длину корня и побега 8-суточных проростков
Рисунок 4 - Последействие обработки семян пшеницы ЭХА водой на распределение сухого вещества в частях 8-суточных проростков
|—| побег |~| корень |—| эндосперм
На опытных вариантах увеличилось количество растений, также как и число стеблей, в том числе продуктивных. Лучшие результаты показал анолит, +500 мВ. Это явление могло быть связано с увеличением устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды, поскольку изначальная всхожесть в этих вариантах не превышала контроль.
Под влиянием ЭХА воды несколько уменьшилась высота растений, но увеличилась масса соломы, что могло способствовать формированию более коренастых растений и препятствовать полеганию.
Урожайность растений (масса зерна) после обработки ЭХА водой увеличилась не за счет количества зерен в колосе и массы 1000 зерен, а за счет увеличения количества продуктивных стеблей. Увеличение урожая составило 10,1 % и 21,8 % для ЭХА воды с ОВП +500 мВ и -500 мВ соответственно, причем базовый урожай в контроле составил 15,7 ц/га.
Еще более результативным оказалось сочетание обработки посевного материала с опрыскиванием посевов ЭХА водой: урожайность озимой пшеницы возросла на 1,21,7 ц/га или на 10,8-15,3 % (табл. 2). По всем другим элементам структуры урожая улучшение показателей было несколько менее выраженным.
Полученные данные хорошо согласуются с результатами при изучении действия ЭХА воды на других зерновых культурах. Как видно из представленных данных, более эффективным является анолит. Прибавка урожая зерна при обработке этим средством посевного материала была на уровне 22,6-52,1 %, при сочетании данного приема с некорневой обработкой посевов - 25,7-50,2 %.
Таблица 2 - Влияние ЭХА воды при разных способах применения на урожайность сельскохозяйственных культур
Bарианты Озимая тритикале Яровая пшеница Ячмень
Предпосевная обработка семян
Контроль 9,0 27,8 23,5
Анолит 10,9 34,1 30,4
Католит 11,3 32,3 32,1
Предпосевная обработка семян + Опрыскивание посевов
Анолит 12,4 35,7 34,1
Католит 12,б 34,5 35,3
Выявлено положительное действие ЭХА воды на качество продукции. Натура зерна увеличилась на 10 и 15 г/л. Анолит и католит способствуют изменению и других качественных показателей зерна.
Таким образом, использование электроактивированной воды для предпосевной обработки семян и сочетание данного приема с опрыскиванием посевов является эффективным экологически безопасным и ресурсосберегающим способом, успешно конкурирующим с применением химических средств защиты растений и стимуляторов роста.
Библиографический список
1. Горягина, Е.Б. Предобработка незрелых зародышей гибридов рапса ярового и горчицы белой на этапе введения в культуру in vitro [Текст]/ Е.Б. Горягина // Материалы VI Международной конференции молодых ученых и специалистов/ ВНИИМК, 2011. - С. 66-69.
2. Джурабаев, М. Применение электроактивированной воды в сельском хозяйстве [Текст]/ М. Джурабаев //Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1986. - № 11. -С. 51-53.
3. Кирюшин В.И. Экологизация земледелия и технологическая политика [Текст]/ В.И. Кирюшин. - М. : Изд-во МСХА, 2000. - 473 с.
4. Осадченко, И.М. Повышение посевных качеств семян арбуза, дыни и кабачка с применением биологически активных веществ [Текст]/ И.М. Осадченко, О.В. Харченко, В.Н. Чур-зин //Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. - 2009. - № 2(14). - С. 49-53.
5. Пындак, B.^ Перспективы применения экологически чистых активированных водных растворов в растениеводстве [Текст] / B.^ Пындак, B.B. Лагутин, А^. Юш-кин //Поволжский экологический вестник. РЭА. Bолгогр. отделение. - Bолгоград : Изд-во BолгГУ, 2001. - Bbm. S. - С. 119-122.
6. Харченко, О^. Bлияние электрохимически активированной воды на посевные качества семян зерновых и бобовых культур и продуктивность ярового ячменя на светлокаштановых почвах волгоградской области [Текст] : автореф. дисс. на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук / О^. Харченко. - Bолгоград, 200S.
7. Яшутин, H.B. Гибкие наукоемкие севообороты и технологии возделывания полевых культур [Текст] / H.B. Яшутин //Bестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2007. - № 3. - С. 19-25.
E-mail: vnialmi@avtlg@ru
б
