CC BY
28
УДК 631.563
ВЛИЯНИЕ НА УРОЖАЙНОСТЬ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ОЗОНОВОЗДУШНЫМ
АГЕНТОМ
С.А.Шабин, Е.В. Тышкевич, Т.С. Ершова
Костромской научно-исследовательский институт сельского хозяйства
В статье рассматриваются проблемы определения оптимальных параметров предпосевной обработки семян яровой пшеницы сорта Эстер озоновоздушным агентом. Для этого использовался высокочастотный генератор озона барьерного типа и камерный рециркуляционный озонатор в полевых опытах. В статье отмечено, что применение озоновоздушного агента способствовало снижению общего процента зараженности семян пшеницы болезнями. Эффективность обработки озоновоздушной смесью была проверена на двух разных озонаторах. Оценка влияния предпосевной обработки семян на урожайность яровой пшеницы проводилась по двум годам исследований. Актуальность работы состоит в экологической направленности инновационной технологии обработки семян сельскохозяйственных культур озоновоздушным агентом, способствующей частичному или полному отказу от токсичных пестицидов.
Ключевые слова: озон, озоновоздушный агент, генератор озона, предпосевная обработка, семена, яровая пшеница.
Современные технологии
предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур
предусматривают применение
пестицидов, способствующих
стимуляции процессов их роста, снижения пораженности вредителями и болезнетворной средой. Как известно, аналогичное действие может оказывать обработка семян озоновоздушным агентом, обеспечивая высокую экологическую чистоту
сельскохозяйственной продукции.
Озонирование - один из наиболее прогрессивных современных
технологических процессов. Это обусловлено тем, что озон, являясь одним из сильнейших окислителей, обладает мощными дезинфицирующими
свойствами. Он способен эффективно разрушать различные виды бактерий, вирусов, грибковых заболеваний, а также споры плесневых грибов и дрожжей в продукции сельского хозяйства. Озон экологически совместим с окружающей средой, не накапливается в грунте и в продукции растениеводства, не требует хранения и транспортировки, сокращает использование химических препаратов.
Озонирование семян различных сельскохозяйственных культур обладает универсальным действием: повышает их сохранность, увеличивает защиту от вредителей и грызунов, повышает энергию прорастания и всхожесть семян, а также урожайность
сельскохозяйственных культур.
Цель исследований - определение оптимальных параметров предпосевной обработки семян яровой пшеницы озоно-воздушным агентом с использованием генераторов озона барьерного типа, оказывающих наибольший эффект на урожайность сельскохозяйственных куль-тур.Для исследования технологических параметров предпосевной обработки семян яровой пшеницы озоновоздушным агентом в 2014-2015 г.г. использовался генератор озона ГОБОС-01, разработанный и изготовленный ФГБНУ «Костромской НИИСХ» (рис. 1) [1-3, 5].
В основе работы установки лежит принцип получения озона в режиме переменного высокочастотного барьерного разряда между активным и заземленным электродами, разделенными барьерным изолятором. Атмосферный воздух при помощи вентилятора через входной воз-
душный канал поступает в камеру, в которой установлены активный и заземленный электроды. Проходя вблизи активного электрода, молекулы кислорода воздуха преобразуются в молекулы озона, синтез которого происходит при подаче на электроды переменного высокочастотного напряжения. Полученный таким обра-
зом озон смешивается с атмосферным воздухом в смесительной камере и затем, образованный озоновоздушный агент поступает в бункер, в котором заложена обрабатываемая продукция. В конечном итоге, проходя через насыпной слой продукции, озоновоздушная смесь выбрасывается в атмосферу.
Рис. 1. Генератор озона барьерного типа ГОБОС-О1
Механическая часть высокочастотного генератора озона ГОБОС-01 была изготовлена целиком из металла. Такая конструкция обеспечивала максимальную надежность и механическую прочность установки, а также исключала вредные электромагнитные излучения установленного электрооборудования. Для обработки семян зерновых культур
Рис.2. Рециркуляционный камерный озонатор
на кафедре электропривода Костромской ГСХА был создан камерный рециркуляционный озонатор на основе явления барьерного разряда [4]. Для генерации озона была разработана разрядная камера, которая заключена в специально спроектированный и собранный герметичный корпус озонатора (рис. 2).
Озонатор был изготовлен из фанеры толщиной 6 мм с герметичной крышкой. В отделение для зерна помещается два мешка зерна по 50 кг. Для подачи озоновоздушной смеси в мешки с зерном предусмотрены гибкие шланги, которые оканчиваются металлическими трубками с большим количеством отверстий для равномерного распределения озона по объёму обрабатываемого мешка зерна. Для рециркуляции озоновоздушной смеси через разрядную камеру, и обрабатываемый материал установлен нагнетающий вентилятор. Для проведения испытаний и отработки технологических параметров предпосевной обработки семян яровой пшеницы на опытном поле в 2016 году был использован камерный рециркуляционный озонатор, разработанный научными сотрудниками КГСХА.
Результаты и их обсуждение. Перед посевом была проведена фитоэкс-пертиза семян яровой пшеницы сорта Эс-
Наличие сапрофитов до и после обработки семян яровой пшеницы озоновоздушной смесью проявило селективный характер действия озона на микроорганизмы. Сапрофиты всегда присутствуют в естественных природных биохимических процессах разложения
тер в филиале ФГБУ «Российский сельскохозяйственный центр» по Костромской области. Специалистами защиты растений филиала «Россельхозцентр» был сделан анализ семян яровой пшеницы до и после обработки озоновоздушной смесью по наиболее распространенным заболеваниям семян зерновых культур (таблица 1). Семена яровой пшеницы сорта Эстер урожая 2014 года были обработаны на установке ГОБОС-01. Данные экспертизы показали уничтожение болезни гельминтоспориозом в двух вариантах обработки и наличие зараженности аль-тернариозом (1%) при обработке озоном дозой 1,5 мг/м3. Семена яровой пшеницы сорта Эстер урожая 2015 года были обработаны камерным рециркуляционным озонатором. Данные экспертизы показали снижение общего процента зараженности зерна пшеницы болезнями в 1,5...2 раза по отношению к контролю.
1
органики и по своей природе не являются болезнетворными микроорганизмами. Полевые опыты проводились в 20152016 г.г. на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве.
Агрохимическая характеристика почвы представлена в таблице 2.
Таблица
Результаты фитоэкспертизы семян яровой пшеницы сорта Эстер
урожая 2014-2015 гг.
Режим обработки озоном Общий % зараженности Поражено по видам болезней, %
фузариоз альтер-нариоз гельмин-тоспориоз сапрофиты
Зерно урожая 2014 года
контроль (без озона) 13 - 11 2 2,0
озон 1,5 мг/м3 1 - 1 - 2,0
озон 2,8 мг/м3 - - - - 1,0
Зерно урожая 2015 года
контроль (без озона) 47 2 42 3 6,5
озон 1,5 мг/м3 30 2 26 2 3,0
озон 2,8 мг/м3 26 1 25 1 2,5
Таблица 2
Агрохимическая характеристика почвы опытного участка в 2015-2016 гг.
Агрохимические показатели Единица измерения Величина показателя по годам
2015 2016
рН солевой ед. рН 5,5 4,8
Гидролитическая кислотность мг-экв/100г 2,74 1,71
Сумма поглощенных оснований мг-экв/100г 7,83 10,47
Степень насыщеннсти основаниями % 74,1 71,2
Гумус % 1,4 1,25
Подвижный фосфор мг/кг 214 229
Обменный калий мг/кг 84 102
Кислотность почвы опытного участка варьировала от слабокислой до среднекислой. По степени гидролитической кислотности она была нейтральной и близкой к нейтральной. Отмечено очень низкое содержание гумуса, содержание подвижного фосфора было высоким, по количеству обменного калия почва относилась к среднему классу. Степень насыщенности почвы основаниями была высокой и составила от 71,2 до 74,1%.
Схема опыта с яровой пшеницей сорта Эстер:
1. Контроль (без озонирования);
2. Озон 1,5 мг/м3, время обработки 20 мин;
3. Озон 2,8 мг/м , время обработки 20 мин.
Применяемая в опыте агротехника общепринятая в Костромской области. Опыт заложен в трехкратной повторно-сти. Общая площадь делянки 20 м2 (2м х 10м), учетная площадь 18 м2.Сложные минеральные удобрения применяли под культивацию. В фазу кущения - начало выхода в трубку посевы обрабатывали от сорняков гербицидом Агритокс в дозе 1,2 л/га, с расходом рабочего раствора 250л/га.
Уборка урожая проводилась в фазу полной спелости. Статистическую обработку урожайных данных проводили методом дисперсионного анализа с использованием компьютерной программы AGROS-2.02.
Метеорологические условия были представлены Костромской метеостанци-ей.В 2015 году температура воздуха в мае-июне была выше среднемноголетне-го значения на 7,9оС и 3,3оС, а осадков выпало больше нормы на 86%. Дальнейшее развитие растений проходило в условиях затяжных дождей и температуры воздуха ниже многолетней, что сказалось на созревании зерна. В 2016 году влажность почвы перед посевом в слое 0-20 см находилась в оптимальных пределах и составляла 18,1-19,0%. В период активного роста в фазу молочно-восковой и восковой спелости наблюдалась кратковременная засуха, когда влажность пахотного слоя почвы составляла 4,2-4,3%. Прошедшие в последующие дни дожди пополнили запасы влаги в почве. В целом, условия вегетации 2016 года можно определить, как благоприятные. По итогам исследований были получены урожайные данные (таблица 3).
Таблица 3
Влияние озонирования на урожай яровой пшеницы сорта Эстер в 2015-2016 гг.
Варианты опыта Урожайность яровой пшеницы сорта Эстер
урожайность, т/га +/- к контролю
2015 год
контроль (без озона) 1,71
озон 1,5 мг/м3 2,08 0,37
озон 2,8 мг/м3 1,92 0,21
НСРо,5 0,17
2016 год
контроль (без озона) 2,51
озон 1,5 мг/м3 3,08 0,57
озон 2,8 мг/м3 2,68 0,17
НСРо,5 0,15
2015-2016 г.г.
контроль (без озона) 2,11
озон 1,5 мг/м3 2,58 0,47
озон 2,8 мг/м3 2,30 0,19
НСРо,5 0,18
В 2015 году наибольшая урожайность была в варианте озон 1,5 мг/м и составила 2,08 т/га, прибавка была 0,37 т/га или 17,8%. В 2016 году в этом же варианте урожайность составила 3,08 т/га, а прибавка к контролю - 0,57 т/га или 18,5%. В среднем за 2015-2016 годы урожайность в варианте озон 1,5 мг/м составила 2,58 т/га, а прибавка в среднем за 2 года - 0,47 т/га или 18,2%.
Биохимические показатели качества зерна позволили определить, насколько благоприятными были условия возделывания для культуры. Уровень белка в зерне яровой пшеницы больше 14% показывает ее высокое качество, пригодность для продовольственных целей. В 20152016 гг. уровень 14% содержания белка в зерне достигнут не был. Метеоусловия не способствовали формированию высокобелкового зерна, в силу избыточной влажности и недостатка тепла в отдельные периоды развития растений. Накопление фосфора и калия в зерне
обычно находится в противофазе, во влажном 2015 году меньше накапливался фосфор и составил от 0,92 до 0,95%, в 2016 году - калий, от 0,71 до 0,76% (таблица 4). В условиях 2015 и 2016 гг. в зерне яровой пшеницы сорта Эстер в полевом опыте накопление белка было примерно одинаковым и составило от 10,2 до 11,7%. Однако выход сырого белка был значительно выше в 2016 году, что обусловлено большей урожайностью. На контроле (без озонирования) выход сырого белка в 2016 году был на 101 кг/га или 57,7% больше, чем в 2015 году. В варианте озонирования 1,5 мг/м3 получено на 95 кг/га или 40,3% больше, чем в 2015 году. В варианте озонирования 2,8 мг/м3 получен на 99 кг/га или 46,5% больше выход сырого белка, чем в 2015 году. В среднем за 2015-2016 г.г. наибольший выход сырого белка получен в варианте озонирования 1,5 мг/м и составил 284 кг/га, больше чем в контрольном варианте на 58 кг/га или 25,7%.
Таблица 4
Основные биохимические показатели содержания фосфора и калия в зерне яровой пшеницы
Эстер урожая 2015-2016 гг.
Варианты опыта Биохимические показатели
P2O5, % K2O, % белок,% выход сырого белка, кг/га
биохимические параметры 2015 года
контроль 0,92 0,94 10,2 175
озон 1,5 мг/м3 0,96 1,02 11,4 236
озон 2,8 мг/м3 0,95 0,95 11,1 213
биохимические параметры 2016 года
контроль 1,16 0,72 11,0 276
озон 1,5 мг/м3 1,09 0,76 10,7 331
озон 2,8 мг/м3 1,15 0,71 11,7 312
биохимические параметры 2015-2016 гг.
контроль 1,04 0,83 10,6 226
озон 1,5 мг/м3 1,03 0,89 11,1 284
озон 2,8 мг/м3 1,05 0,83 11,4 263
Таким образом, применение озоновоздушного агента способствовало снижению общего процента зараженности зерна пшеницы болезнями в 1,5-2 раза по отношению к контролю. Прибавка урожайности составила 0,47 т/га или 18,2%. Выход сырого белка был на 58 кг или 25,7% больше.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент 2302370 Яи, МПК С01В 13/11. Ультразвуковой барьерный озонатор/ Тышкевич Е.В.; заявитель и патентообладатель ГНУ КНИ-ИСХ №2005141288/15; заявлено 28.12.05; опубл. 10.07.07; Бюл.№19.
2. Патент. 2307787 Яи, МПК С01В 13/11. Озонатор / Тышкевич Е.В.; заявитель и патентообладатель ГНУ КНИИСХ №2005119892/20, заявлено 25.06.2005; опубл. 10.10.07; Бюл.№28.
3. Патент 2352521 Яи, С01В 13/11. Высокочастотный барьерный озонатор / Тышкевич Е.В.; заявитель и патентообладатель ГНУ КНИ-ИСХ № 2007132403/15, заявлено 27.08.07; опубл. 20.04.09; Бюл.№11.
4. Метельков А.И., Бушуев И.В. Усовершенствование схемы управления рециркуляционным камерным озонатором //Труды Костромской государственной сельскохозяйственной академии. Первые шаги в науке. Выпуск 85. Караваево : Костромская ГСХА, 2016. С 218 - 222.
5. Тышкевич Е.В. , Шабин С.А., Виноградова Н.Л. Предпосевная обработка семян яровой пшеницы озоновоздушным агентом // Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение. 2015. № 4 (44). С 210 - 214.
6. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований).5-е изд., доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985. 351с.
Рукопись поступила в редакцию 31.10.2016
INFLUENCE ON THE YIELD OF SPRING WHEAT OF PRESOWING TREATMENT
OF SEEDS BY OZONE AIR AGENT
S. Shabin, E. Tyshkevich, T. Ershova
In article problems of definition of optimum parameters of presowing treatment of seeds of spring wheat of grade of Ester by ozone air agent are considered. The high-frequency generator of ozone of barrier type and chamber recirculating ozonizer in field experiments was for this purpose used. In article it is noticed, that application of the ozon air agent promoted decrease in the general percent of contamination of seeds of wheat by illnesses. Efficiency of treatment by ozone air mix has been checked up on two different ozonizers. The estimation of influence of presowing treatment of seeds on the yield of spring wheat was spent on two years of researches. The work urgency consists in an ecological orientation of innovative technology of treatment of seeds of agricultural crops by ozone air agent, promoting partial or full refusal of toxic pesticides.
Key words: ozone, ozone air agent, ozone generator, presowing treatment, seeds, spring wheat.
