CC BY
103
АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО
УДК 541.13:631.53
ВЛИЯНИЕ ЭЛЕКТРОАКТИВИРОВАННОЙ ВОДЫ ПРИ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКЕ СЕМЯН НА РОСТ, РАЗВИТИЕ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ
ELECTRIC ACTIVE WATER, INFLUENCE ON SPRING BARLEY GROWING DEVELOPMENT AND PRODUCTIVITY UNDER BEFORE SOWING SEEDS PROCESSING
И.М. Осадченко, старший научный сотрудник, доктор химических наук
И.Ф. Горлов, директор ВНИИ ММС и ППЖ академик, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
ГУ Волгоградский НИТИ мясомолочного скотоводства и переработки продукции животноводства Россельхозакадемии
I.M. Osadchenko, I.F. Gorlov
Volgograd Research and Development Technical Institute of meat milk stoc^breeding and its products processing of Russian Agricultural academy
О.В. Харченко, ассистент
В.Н. Чурзин, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
ФГОУ ВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия
O.V. Harchenko, V.N. Churzin
Volgograd state agricultural academy
В лабораторных и полевых опытах изучена эффективность применения электроактивированной воды для повышения урожайности ярового ячменя.
Electric active water using for spring barley productivity increasing is studied in laboratory and field experience.
Ключевые слова: семена, обработка, электроактивация, ячмень.
В настоящее время важной проблемой земледелия является повышение урожайности сельскохозяйственных культур. Известны различные методы стимуляции процессов прорастания семян, роста, развития растений и повышения урожайности: обработка ультразвуком, химически активными веществами, электрическим и магнитным полями. Одним из перспективных методов активации прорастания семян является обработка семян перед посевом электрохимически активированной (ЭХА) водой. В литературе описаны различные способы обработки семян зерновых и других культур ЭХА растворами [1-2]. Однако в большинстве случаев не указываются условия получения ЭХА воды и качества исходной воды (растворов), обработки семян, роста растений и конечной их продуктивности. Нет единой точки зрения об эффективности различных фракций ЭХА воды - католита и анолита, механизме их действия. В одних публикациях указывается, что стимулирующим действием (биологической активностью) обладает католит, в других - анолит. По-видимому, это связано с различием и параметрами ЭХА воды, качественными показателями почвы, погодными условиями.
В Волгоградской области одной из важнейших продовольственных и фуражных культур является яровой ячмень. Весенне-летняя засуха бывает каждые пять-шесть лет из десяти.
Дефицит осадков (125-155 мм за вегетационный период) ограничивает урожайность ярового ячменя (1,4-2,0 т/га), что определяет дефицит и высокую стоимость растениеводческой и животноводческой продукции.
Для решения задачи региональной продовольственной безопасности требуются новые технологии выращивания зерновых культур, в том числе ярового ячменя.
Цель работы - выяснение влияния предпосевной обработки семян ярового ячменя электроактивированной водопроводной водой на рост, развитие и урожайность ярового ячменя.
Работу выполняли в 2004-2006 гг. в лабораториях ГУ ВНИТИ ММС и ППЖ и ВГСХА и на опытном поле учхоза ВГСХА на светло-каштановых почвах с содержанием гумуса 1,74 % . Почва имела реакцию почвенного раствора, близкую к нейтральной. Обеспеченность почвенного участка минеральным азотом низкая, подвижным фосфором -от низкой до высокой, обменным калием - повышенная и высокая. Изучали семена ярового ячменя сорта Прерия.
ЭХА водопроводной воды проводили на установке типа «СТЭЛ-МТ-1» выпуска ВНИИМТ 1993 г. в проточном режиме. Установка состояла из диафрагменного электролиза-активатора, сосудов для исходной жидкости, католита, анолита, источника постоянного тока с амперметром (УЗ-ПА-6/12-6) и соединительных трубок. Катод и анод были изготовлены из титана, поверхность анода была покрыта смесью оксидов титана и рутения (аноды типа ОРТА, используемые в производстве хлора и каустика). После проведения серии лабораторных опытов определены оптимальные параметры ЭХА воды и качества католита и анолита: скорость протока католита и анолита 4-6 л/ч, температура 15-250С, сила тока 0,5-0,6 А (плотность тока 0,03-0,10 А/см2), напряжение на электролизере 4-5 В. Определили качество воды: рН, окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) относительно хлорсеребряного электрода, сравнили содержание оксидантов в расчете на активный хлор:
Качество исходной воды и фракций ЭХА воды
рн ОВП, мВ содержание оксидантов, мг/л
исходная вода 6,5-8,0 +200...+300 -
католит 10-11,5 -400...-850 -
анолит 2,6-4,5 +700...+900 20-40
В лабораторных условиях семена замачивали в чашках Петри в течение 2-х часов и определяли энергию прорастания (% проросших семян на 3-й день) и всхожесть (% проросших семян на 7-й день), длину проростков и корешков (на 7-й день). В контроле замачивание было в дистиллированной воде. Данные по энергии и всхожести представлены в табл. 1.
В опытном варианте по сравнению с контролем энергия прорастания возросла в 3,6 раза, всхожесть - на 12 %, длина проростков - на 25 %, длина корешков - в 2,6 раза.
Таблица 1
Влияние ЭХА воды на посевные качества семян ячменя
Вариант обработки семян Энергия прорастания, % Всхожесть, % Длина проростков, мм Длина корешков, мм
контроль 25,0 99,0 84,7 46,3
анолит 90,0 87,0 109,7 122,8
В католите были получены менее значимые результаты, поэтому в дальнейшем в полевом опыте использовали для предпосевной обработки анолит (и воду в контроле). Полевой опыт проводили в 2006 году.
На контрольном и опытном участках (площади делянок 0,22 га) провели сев по известным технологиям в трехкратной повторности с учетом особенностей обработки семян.
Семена сорта Прерия замачивали в анолите в течение 2-х часов, затем сушили на воздухе, избегая действия прямых солнечных лучей (под навесом) до сыпучего состояния и проводили посев при норме высева 4,5 млн шт. семян на 1 га, наблюдали за ростом, развитием растений, проводили учет фаз развития, урожайности.
Вегетационный период - с 12 апреля по 13 июля 2006 г., помимо контрольных вариантов, были варианты без удобрений и с удобрениями К17Н17К17.
Определили показатели полноты всходов, общей выживаемости и густоты стояния перед уборкой (табл. 2).
Таблица 2
Влияние ЭХА воды на полевую всхожесть, выживаемость и сохранность растений (сорт Прерия, 2006 г.)
Вариант Полнота всходов, % Общая выживаемость растений, % Г устота стояния растений перед уборкой млн шт./га
контроль 50,9 2,65
анолит 85,5 66,0 2,97
контроль с ^17Н17К17 81,3 63,2 2,84
анолит с ^17Н17К17 83,8 72,2 3,24
Из данных таблицы 2 следует, что в опытных вариантах по сравнению с контролем повысилась эффективность замачивания семян: полнота всходов с анолитом и с анолитом и удобрениями соответственно на 2,2 и 2,5 %, общая выживаемость растений соответственно на 7,1 и 9,0 %, густота стояния соответственно на 0,32 и 0,40 млн шт./га выше по сравнению с контролем.
Проведена оценка фотосинтетической деятельности растений за период вегетации (табл. 3).
Таблица 3
Основные показатели фотосинтетической деятельности
Вариант Максим. площадь листьев, тыс. м2/га Фотосинтетический потенциал посева тыс. м2 дней/га Сухая биомасса кг/га Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2 сутки
контроль 19,34 1244,19 4831,78 8,92
анолит 20,93 1354,81 5073,25 8,59
контроль с ^17Н17К17 21,98 1450,68 5085,65 8,32
анолит с ^17Н17К17 23,77 1536,14 5206,56 8,01
Максимальная площадь листьев в опытных вариантах была выше, чем в контроле в анолите и анолите с удобрением соответственно на 1,59 и 1,79 тыс. м2/га, фотосинтетический потенциал соответственно на 110,62 и 85,46 тыс. м2 дней/га, сухая биомасса соответственно на 241,47 и 120,9 кг/га. Суммарное водопотребление составило
№ 4 (i2) loos
231,6 мм, коэффициент водопотребления 147,5 мм на 1 т зерна. Определена структура урожая ярового ячменя (табл. 4).
Таблица 4
Основные показатели структуры урожая ячменя
Вариант Количество растений млн шт./га Продуктивн ая кустистость Кол-во зерен в колосе, шт. Масса колоса, г Масса 1000 зерен, г Биологиче ская урожайнос ть, т/га
контроль 2,65 1,31 11,47 0,48 41,60 1,66
анолит 2,97 1,34 12,00 0,50 41,97 2,01
контроль с N17H17K17 2,84 1,37 12,43 0,52 42,20 2,04
анолит с N17H17K17 3,24 1,34 12,53 0,55 43,60 2,37
Как видно из табл. 4, продуктивная кустистость повышалась к контролю с применением анолита и анолита с КпИ^Кп соответственно на 0,03, масса 1000 зерен - на 0,37 и 1,40 г, биологическая урожайность - на 0,35 и 0,33 т/га. Урожайность зерна ярового ячменя в опытных вариантах также возросла (табл. 5).
Таблица 5
Эффективность применения ЭХА воды при выращивании ячменя
Вариант Урожайность, т/га Прибавка к контролю
т/га %
контроль 1,54 -
анолит 1,92 0,38 24,68
контроль с N17H17K17 1,89 -
анолит с N17H17K17 2,19 0,30 15,90
Прибавка урожая в вариантах с анолитом и с анолитом и удобрением соответственно (к контролю) составила 0,38 и 0,30 т/га или на 24,68 и 15,90 %. Уровень рентабельности в опытных вариантах по отношению к контролю с анолитом и с анолитом и удобрением составил соответственно 14,6 и 32,58 %.
Определено качество зерна ячменя по данным зоотехнического анализа (табл. 6).
***** известия *****
№ 4 (12) 2008
НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА
Таблица 6
Влияние ЭХА воды на питательную ценность зерна ячменя (среднее за два года)
Вариант Содержание компонентов, % натуральной влажности
Влага общая Сухое вещество Протеин Жир Клетчатка Зола Кальций Фосфор
контроль 12,34 87,66 10,30 2,20 9,41 3,00 0,57 0,10
анолит 11,45 88,55 10,91 2,70 9,80 3,40 0,61 0,11
контроль с Ы17Н17К17 12,30 87,70 10,20 2,60 7,90 3,20 0,59 0,10
анолит с ^7Н17К17 10,87 89,13 10,71 8,65 8,70 3,10 0,61 0,12
Из данных таблицы 6 следует, что по содержанию основных компонентов - сухому веществу, протеину, жиру, кальцию и фосфору качество ячменя в опытных вариантах выше, чем в контроле.
Таким образом, предпосевная обработка семян анолитом водопроводной воды, в том числе и на фоне удобрений, усиливала ростовые процессы в течение всей вегетации ярового ячменя. Под влиянием анолита-стимулятора увеличивалась ассимиляционная поверхность листьев, повышалась чистая продуктивность фотосинтеза, урожайность и качество ячменя, что указывает на целесообразность применения предложенного способа.
Анализ литературных данных и результатов собственных исследований позволяет сделать вывод, что стимулирующее действие электроактивированной воды связано как с оксидатной, бактерицидной и фунгицидной активностью анолита, так и с биологической активностью, полученной путем регулирования проницаемости мембран клеток и активированием эндосперма ячменя. На основании предложенной технологии разработаны и запотентованы способы предпосевной обработки семян зерновых и зернобобовых культур [3, 4].
