CC BY
168
Ю. Мосей // Сибирская деревня: история, современное состояние, перспективы развития : сб. науч. тр. / Омск, 2010. — С. 268-276.
2. Агроклиматические ресурсы Омской области. — Л. : Ги-дрометеоиздат, 1971. — 106 с.
3. Семерханова, Е. Я. Динамика влагозапасов и дефицитов увлажнения активного слоя почвы в условиях южной лесостепи Омского Прииртышья / Е. Я. Семерханова, В. И. Шмаков,
А. В. Селезнев // Омский научный вестник. — 2011. — № 1(104). — С. 199 — 203.
4. Семерханова, Е. Я. Природная тепло-влагообеспечен-ность — основа рационализации водопользования на агроландшафтах / Е. Я. Семерханова // Геосистемы: факторы развития, рациональное использование, методы управления : сб. науч. тр. / Туапсе, 2008. — С. 199 — 203.
5. Посыпанов, Г. С. Практикум по растениеводству / Г. С. Посыпанов — М. : Изд.-во Мир, 2004. — С. 256.
СЕМЕРХАНОВА Екатерина Яковлевна, аспирантка кафедры природообустройства и мелиорации.
Адрес для переписки: e-mail: [email protected] ШМАКОВ Виктор Иванович, кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры природообустройства и мелиорации.
Адрес для переписки: e-mail: [email protected] СЕЛЕЗНЕВ Александр Владимирович, аспирант кафедры природообустройства и мелиорации.
Адрес для переписки: e-mail: [email protected]
Статья поступила в редакцию 17.05.2012 г.
© Е. Я. Семерханова, В. И. Шмаков, А. В. Селезнев
УДК 63186 А. Ф. СТЕПАНОВ
А. В. МИЛАШЕНКО Н. А. ПРОХОРОВА
Омский государственный аграрный университет им. П. А. Столыпина
Администрация Полтавского муниципального района Омской области
ВЛИЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ НА ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН,
РОСТ И РАЗВИТИЕ ВАЙДЫ КРАСИЛЬНОЙ
Мивал-Агро, Фитоп А и Фитоп Б стимулируют рост и развитие проростков обработанных семян (плодов) вайды красильной, повышают энергию прорастания и всхожесть семян на 3—7%, а также улучшают формирование корневой системы и надземной части растений.
Ключевые слова: вайда красильная, биологические препараты, энергия прорастания и всхожесть семян, корневая система, надземная часть растений.
Введение. В настоящее время достаточно широко ведется поиск приемов улучшения роста и повышения урожайности сельскохозяйственных культур. В мировой и отечественной практике все шире начинает применяться искусственное регулирование развития и роста растений за счет воздействия на них активными веществами — регуляторами роста.
Регуляторы роста, проникая в растительные клетки, изменяют активность физиологических процессов — интенсивность фотосинтеза и дыхания, накопление хлорофилла, активность ферментов. При их применении улучшается рост и развитие растений, повышается урожайность, улучшается качество и снижается себестоимость получаемой продукции [1].
Использование синтетических и природных регуляторов роста, а также бактериальных препаратов для активации метаболических процессов растений и повышению их продуктивности, может стать од-
ним из приоритетных направлений современного растениеводства. В ближайшем будующем регуляторы роста растений будут пользоваться на рынке не меньшим спросом, чем гербициды и минеральные удобрения [2].
Воздействие регуляторов роста и бактериальных препаратов на растения возможно на разных этапах их роста и развития. Степень их воздействия на растения во многом зависят от химического состава препарата. Однако наиболее эффективный прием — обработка семян перед посевом, которые в период прорастания обладают высокой пластичностью и восприимчивостью к изменениям условий внешней среды. Поэтому использование препаратов в этот период может оказывать полифункциональ-ное действие. В условиях Западной Сибири работ по изучению влияния регуляторов роста на прорастание семян, формирование и продуктивность растений вайды красильной ранее не проводилось.
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (114) 2012 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (114) 2012
Вайда красильная — двулетнее, зимостойкое, засухоустойчивое, озимого типа развития семейства капустных растение. В год посева формирует розетку листьев, пригодную для выпаса скота, во второй — обеспечивает получение самого раннего зеленого корма в Сибири. Особо перспективна как кормовая культура для засушливых условий юга данного региона [3].
Цель исследований — выявить эффективность применения регуляторов роста при обработки семян (плодов) и вегетирующих растений вайды красильной.
Методика исследований. Исследования проводили в 2006 — 2009 гг. в лаборатории кормопроизводства, технологии хранения и переработки продукции растениеводства и на опытном поле Омского государственного аграрного университета им. П. А. Столыпина (ОмГАУ), расположенного в южной лесостепи Омской области. В исследованиях использовали утвержденные методики [4], ГОСТы [5], регуляторы роста стимулирующего и защитного действия.
Биопрепарат Мивал-Агро, представляющий собой смесь биологически активного кремния (1-хлор-метилсилатран или мивал) и крезацина (триэтано-ламмониевая соль орто-крезоксиуксусной кислоты), которое по спектру действия дополняют друг друга и является регулятором активности роста и развития растений. Препарат активизирует процессы жизнедеятельности растений, стимулирует формирование корневой системы, работает как антистрессовый адаптоген, антиоксидант и иммунопротектор. Разработчиком и производителем препарата является ООО «АгроСил» г. Москва.
Препараты Фитоп А и Фитоп Б были получены путем выделения из почвы штамма бактерий Bacillus Subtilis, депонированного во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов под номером В-7036 и смешивания спор штамма с наполнителем. В первом случае в качестве наполнителя использовали смесь сахара с крахмалом в соотношении 1:1, во втором — гуматы. Препарат обладает высокой анта-гогической активностью к различным видам заболеваний растений, ферментирует глюкозу, арабинозу, манит, ксилозу с образованием кислоты без газа. Авторами препарата являются Костровский В. Г., Ле-ляк А. И., Ламанович Н. В., Варанд А. В., Репин В. Е., патент 2086128.
Проращивание семян вайды красильной проводили в растильнях между слоями фильтровальной бумаги при температуре 20°С. При опудривании семян в качестве прилипателя использовали 2% раствор ПВА для образования пленки. Замачивание семян в течение 30 мин осуществляли в растворе препарата Мивал-Агро с концентрацией: 0,02, 0,05, 1,0 и 1,5 г/л.
Наблюдение за проникновением корней в глубину, динамикой их роста в лабораторном опыте проводили в специальных с наклонными стенками стеклянных сосудах глубиной 30 см. На дно сосуда перед набивкой помещали дренаж. Содержание питательных элементов в почве составляло: азота общего — 0,8, фосфора — 1,0, калия — 0,6%, кислотность — рН 5,5.
Посев наклюнувшихся семян проводили рядами вдоль наклонных стенок. Во время проведения исследований сосуды с боков закрывали черной бумагой, не пропускающей свет, и поддерживали температуру воздуха 19 — 21°С, температуру почвы — 17—19°С, влажность почвы — 60 — 65% от полной
полевой влагоемкости. Динамику роста надземной части и корней вайды определяли путем промера высоты десяти и закрепленных растений через каждые 5 суток.
В полевых условиях посев семян (плодов) вайды красильной проводили в третьей декаде мая в 2007 и 2008 гг. на лугово-черноземной почве. Мощность ее пахотного горизонта 28 см, вскипание от соляной кислоты — с глубины 111 см, уровень грунтовых вод — 3,5 — 6,0 м.
Результаты и их обсуждение. Для семян вайды красильной характерен неглубокий физиологический или слабый эндогенный покой, который отмечается у свежеубранных семян многих видов растений. Плод у вайды — невскрывающийся крылатый стручок, семена с редуцированным эндоспермом. Данный тип покоя наблюдается у растений, обитающих не только в умеренной и субтропической зонах, но и в засушливых тропических областях. Он обычно проявляется в полном отсутствии прорастания или пониженной всхожести семян, а нередко — в сужении диапазона температурных или световых условий прорастания. У семян, находящихся в слабом эндогенном покое, задержка прорастания связана в основном с присутствием в околоплоднике ингибиторов. Они найдены в околоплоднике многих видов. Химическая природа ингибиторов изучена довольно слабо. Однако ясно, что в их число входят различные фенолы и абсцизовая кислота. По данным М. Г. Николаевой [6], в околоплоднике вайды красильной содержатся ингибиторы фенольной природы и до 30% жирного масла, которое, в свою очередь, может препятствовать процессу прорастания.
Согласно нашим исследованиям, семена вайды красильной начинали прорастать сразу после уборки, но всхожесть их была очень низкой — 3—16%. Наиболее активное прорастание семян отмечалось после шести месяцев хранения, в среднем за годы исследований всхожесть составляла 40%, а в отдельные годы — до 46% (табл. 1). По истечении одного года хранения наблюдалось снижение энергии прорастания и всхожести семян. Такое быстрое снижение посевных качеств, в течение двух лет, можно объяснить первоначальным получением плодов низкого качества. Во все годы исследований отмечалось сильное повреждение плодов (32 — 40%) семенным рапсовым скрытнохоботником, который выгрызал семена из них, что приводило к снижению всхожести. При освобождении семян данной культуры от оболочки плода путем обрушивания их всхожесть значительно возрастала (рис. 1).
Энергия прорастания и всхожесть свежеубран-ных семян, извлеченных из плодов, были достоверно выше, чем у семян, находящихся в плодах. Так, в среднем за 2006 — 2008 гг. исследований энергия прорастания и всхожесть семян вайды составляла соответственно 48 и 56%, что на 37 и 40% больше, чем на контроле. В 2006 г. всхожесть свежеубранных семян из обрушенных плодов достигала 60%, что соответствовало требованиям ГОСТ 28636 — 90 (табл. 2).
Следовательно, для посева вайды красильной можно использовать плоды и семена урожая прошлых лет, но для посева в год уборки лучше использовать семена обрушенных плодов, что значительно повышает их всхожесть.
Различные способы предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур известны с древнейших времен. Прежде её проводили лишь с целью дезинфекции семян, сейчас обработка их перед посевом предполагает обогащение регулято-
Прорастание семян вайды красильной в необрушенных плодах, %
Срок определения качества семян Год уборки семян В среднем
2006 2007 2008
Энергия прорастания Всхожесть Энергия прорастания Всхожесть Энергия прорастания Всхожесть Энергия прорастания Всхожесть
После уборки 3 16 1 7 1 3 2 9
После хранения: 10 сут. 9 10 9 9 2 3 7 7
20 сут. 11 18 9 10 3 3 8 10
1 мес. 22 32 12 13 8 9 14 18
2 мес. 19 36 19 24 9 11 16 24
3 мес. 30 36 24 25 21 26 25 29
6 мес. 36 46 29 32 28 43 31 40
1 год 39 49 19 20 20 32 26 34
1,5 года 32 39 14 15 - - 23 27
2 года 28 36 11 11 - - 20 24
НСР05 3 4 3 3 3 4 3 4
Рис. 1. Всхожесть плодов и семян вайды красильной
рами роста, витаминами, микроэлементами, а также покрытие оболочками, содержащими пестицидные вещества.
Наиболее распространенным способом предпосевной подготовки семян является их воздушно-тепловой и солнечный обогрев. Сущность способа заключается в воздействии на семена теплого атмосферного или искусственно подогретого воздуха (при вентиляции). Воздушно-тепловой обогрев повышает пористость и воздухопроницаемость семенных оболочек, усиливает ферментативные процессы и тем самым способствует повышению энергии прорастания и всхожести семян. В весенние теплые сухие и солнечные дни в складах открывают окна и двери, а семена рассыпают на асфальтовых площадках тока тонким слоем, периодически перелопачивая их или пропуская через зерноочистительные машины. При такой обработке погибает значительная часть эпифитной микрофлоры. Эффективность данного приема повышается при проведении его в течение 2 — 4 сут. Солнечные лучи не только обеззараживают семена, но и стимулируют их прорастание.
К важным условиям получения максимального урожая зеленой массы и семян высокого качества относятся создание на посевах оптимальных условий жизнедеятельности для растений с применением агрономически полезных микроорганизмов и биопрепаратов. Такой подход способствует уменьшению химизации сельского хозяйства, использование этих технологий позволяет получать экологически чистую продукцию. Это необходимо, поскольку на рост и развитие растений оказывают влияние экологические условия места возделывания, а также микроорганизмы, населяющие почву, в которой находится богатый запас элементов питания [7].
В настоящее время разработаны высокоэффективные микробиологические препараты на основе полезных ризосферных бактерий, обладающих по-лифункциональным действием, и веществ стимулирующего действия. Микроорганизмы, являющиеся основой этих биопрепаратов, тесно взаимодействуют с растениями (образуя «ассоциативный симбиоз») и способны выполнять ряд функций, полезных для растений.
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (114) 2012 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (114) 2012
Влияние обрушивания плодов на энергию прорастания и всхожесть семян вайды красильной (в среднем за 2006-2008 гг.), %
Плоды и семена Энергия прорастания Всхожесть семян
Плоды (контроль) 11 16
Семена 4В 56
НСР05 4 10
Таблица 3
Влияние обработки плодов вайды красильной биологическими препаратами на прорастание семян (в среднем за 2006-2008 гг.), %
Прием обработки плодов Энергия прорастания Всхожесть семян
Фитоп А Фитоп Б Фитоп А Фитоп Б
Без обработки (контроль) 26 20 30 21
Опудривание плодов: сухих 29 24 34 2В
смоченных водой 25 21 27 26
с прилипателем 24 21 2В 25
НСР05 10 3 4 3
Использованные в наших исследованиях биологические препараты Мивал-Агро, а также Фитоп А и Фитоп Б (рабочие названия), основанные на действии штамма бактерий Bacillus Subtilis, обладают стимулирующим, защитным и рострегулирующим действием. Применение Фитоп А и Фитоп Б для обработки плодов вайды красильной было наиболее эффективным и позволяло повысить энергию прорастания и всхожесть семян (табл. 3).
При замачивании плодов в растворе Мивал-Агро с концентрацией от 0,02 до 1,50 г/л воды также наблюдалась положительная тенденция к увеличению энергии прорастания и всхожести семян вайды, что объясняется активизацией биохимических процессов в семенах и проростках растений. Механизм действия при проведении обработок посевного материала сводится к тому, что при инокуляции происходит искусственное заселение поверхности семян полезной микрофлорой.
К. Е. Овчаров [8] отмечает, что применение фи-
полифункциональным действием на семена или растение, является гарантией раннего прорастания, более интенсивного формирования корневой системы и, как следствие, быстрого появления всходов. Развитие корневой системы как органа с многообразными синтетическими функциями занимает центральное место в физиологии растений, поскольку корни — это место синтеза разнообразных веществ, которые поступают из них в другие части растения и определяют регулирующее действие обмена веществ и продуктивность растительного организма.
Нами установлено, что биологические препараты ускоряли появление всходов и первого настоящего листа, способствовали более интенсивному росту надземной части и корневой системы растений. Например, в варианте с применением препарата Фи-топ Б у вайды красильной первый настоящий лист появлялся на 7 сут раньше, длина главного корня на 30-е сут с момента посева была на 2,3 см, а боковых корней — на 3 шт. больше, чем на контроле (табл. 4).
Положительный эффект от применения препаратов Фитоп А и Фитоп Б можно объяснить биологической активностью штамма бактерий Bacillus Subtilis. При посеве семян, обработанных биологическими препаратами, бактерии, нанесенные на их поверхность, начинают интенсивно размножаться и активно колонизируют ризосферу развивающегося растения. Бактерии Bacillus Subtilis в процессе своей жизнедеятельности синтезируют вещества, ингибирующие развитие таких патогенных видов, как Fusarium, Helminthosporium, Altemaria, Puccinia, Phitophtora, а также оказывают положительное влияние на развитие полезных микроорганизмов. Им присуща в большей или меньшей степени способность синтезировать гормоны роста и фиксировать азот атмосферы, что благоприятным образом сказывается на поглотительной активности корней и общей продуктивности сельскохозяйственных культур [9].
Таким образом, биологические препараты Ми-вал-Агро, Фитоп А и Фитоп Б положительно влияют на рост, развитие корневой системы и надземной части вайды красильной. Наибольший эффект наблюдается при обработке семян препаратами Фитоп А и Фитоп Б.
С целью выявления дальнейшего влияния препаратов на рост и развитие вайды нами были проведены и полевые опыты. Как показали наши исследования, положительное влияние биологических препаратов в полевых условиях сказывается на растениях
не только первого, но и второго года жизни (табл. 5). зиологически активных соединений, обладающих В годы наблюдений (2007 — 2009 гг.) вайда в вариан-
Таблица 4
Влияние биологических препаратов на рост и развитие вайды красильной (лабораторный опыт, в среднем за 2007-2009 гг.)
Биологический препарат Период развития, сут. На 30-е сут. с момента посева
посев -полные всходы посев -появление 1-го настоящего листа посев -появление боковых корней 1-го порядка посев -появление боковых корней 2-го порядка длина главного корня, см число боковых корней, шт. высота растений, см
мин. макс.
Без обработки (контроль) 3 1 4 16-17 7 1 В - 5,1 2 4 5,0
Мивал-Агро 2 1 3 16-17 13-15 - 4,5 2 4 5,3
Фитоп А 5 1 6 16-17 9-10 34-35 5,В 2 5 5,4
Фитоп Б 2 1 3 9-10 7 1 В - 7,4 2 7 5,6
Биометрические показатели и урожайность вайды красильной в зависимости от применяемых биологических препаратов (полевой опыт, в среднем по двум закладкам 2007, 2008 гг.)
Показатель Год жизни Без обработки /контроль/ Биологический препарат
Мивал-Агро Фитоп А Фитоп Б
Высота растений, см 1-й 19,2 19,5 20,5 19,0
2-й 74,0 76,5 74,5 74,5
Масса растения, г 1-й 3,В 4,5 4,0 3,5
2-й 29,0 29,5 30,9 2В,0
Облиственность, % 1-й 100 100 100 100
2-й 21,3 22,5 22,0 21,5
Площадь листьев, м2/м2 1-й 1,3В 1,50 1,40 1,55
2-й 2,03 2,05 2,0В 2,05
Урожайность зеленой массы, т/га 1-й 4,7 5,9 5,1 4,В
2-й 10,2 10,5 10,5 10,4
Всего 14,9 16,4 15,6 15,2
тах с применением препаратов превосходила по высоте, массе, облиственности и площади листьев растения контрольного варианта. При этом повышалась и урожайность зеленой массы: в первый год с 4,7 т/ га на контроле до 5,9 т/га при применении Мивал-Агро, а в сумме за два года жизни — на 1,5 т/га или 10,1% (табл. 5).
Кроме того, нами было замечено, что растения вайды, выросшие из семян, обработанных биологическими препаратами, раньше, до 3 сут., и интенсивнее отрастали после скашивания, имели на 2 — 5 см больше высоту к уборке и отличались повышенной урожайностью.
Заключение. Семена вайды красильной сразу после уборки имеют низкую энергию прорастания и всхожесть (3—18%), но по истечении шести месяцев хранения и периода послеуборочного дозревания их всхожесть достигает максимальной — 40 — 46%. Для посева в год уборки лучше применять семена из обрушенных плодов, что повышает их всхожесть на 40-42%.
Биологические препараты Мивал-Агро, Фитоп А и Фитоп Б стимулируют рост и развитие проростков обработанных семян (плодов) вайды красильной, повышают энергию прорастания и всхожесть семян на 3-7%, способствуют формированию более развитой корневой системы, надземной части растений и повышению их урожайности.
Библиографический список
1. Скуратович, Л. В. Эффективность обработки стимуляторами растений яровой пшеницы на поздних фазах развития / Л. В. Скуратович, И. В. Грехова // Земледелие и химизация. — 2007. — № 12. — С. 28 — 31.
2. Остапенко, А. П. Обработка семян регуляторами роста повышает урожай / А. П. Остапенко // Земледение. — 2004. — № 1. — С. 38 — 39.
3. Степанов, А. Ф. Вайда красильная в кормопроизводстве Западной Сибири : моногр. / А. Ф. Степанов, А. В. Милашенко,
Д. О. Тищенко, А.С. Гарагуль ; под. общ. ред. А.Ф. Степанова. — Омск : Сфера, 2010. — 256 с.
4. Методические указания по проведению полевых опытов с кормовыми культурами. — М. : 1977. — 196 с.
5. ГОСТ 28636-90. Семена малораспространенных кормовых культур. Сортовые и посевные качества. Технические условия. — Введ. 1991 — 01 — 07. — М. : Изд-во стандартов, 1990. — 21 с.
6. Николаева, М. Г. Физиология глубокого покоя семян / М. Г. Николаева. — Л. : Наука, 1967. — 205 с.
7. Ижик, Н. К. Полевая всхожесть семян / Н. К. Ижик. — Киев : Урожай, 1976. — 200 с.
8. Овчаров, К. Е. Физиология формирования и прорастания семян / К. Е. Овчаров. — М. : Колос, 1976. — 255 с.
9. Пат. 2086128 Российская Федерация, МПК А01 № 63/00, С12 № 1/20, С12 R1:07. Штамм бактерий Bacillus Subtilis для получения препарата против грибных болезней растений / В. Г. Костровский, А. И. Леляк, Н. В. Ламанович, А. В. Варанд,
В. Е. Репин ; заявитель и патентообладатель А. И. Леляк. — № 95118765/13 ; заявл. 31.10.1995 ; опубл. 10.08.1997. - 4 с.
СТЕПАНОВ Александр Фёдорович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор (Россия), заслуженный работник высшей школы Российской Федерации, заведующий кафедрой кормопроизводства, технологии хранения и переработки продукции растениеводства Омского государственного аграрного университета им. П. А. Столыпина (ОмГАУ). МИЛАШЕНКО Александр Васильевич, кандидат селькохозяйственных наук, глава Полтавского муниципального района Омской области. ПРОХОРОВА Наталья Алексеевна, кандидат сельскохозяйственных наук, заведующая кафедрой плодоовощеводства и ботаники ОмГАУ.
Адрес для переписки: [email protected]
Статья поступила в редакцию 17.09.2012 г.
© А. Ф. Степанов, А. В. Милашенко, Н. А. Прохорова
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 2 (114) 2012 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ
