CC BY
25
nitsa durum wheat in arid conditions of the steppe is able to form grain with a grain size equal to 700 - 812 g/l, glassy content - 90 - 95 %, protein content - 15.3 - 16.4 %, raw gluten - 33 - 39 %, and a General assessment of macaroni properties - 4.0 - 4.8 points. The profit from cultivating a new variety is 9827 rubles per 1 ha. Key words: spring durum wheat, variety, yield, stability, macaroni qualities.
DOI 10.37670/2073-0853-2020-83-3-57-62
-♦-
УДК 633.1
Влияние предпосевной обработки семян на водный режим и устойчивость к септориозу твёрдой яровой пшеницы в лесостепи Самарской области
Т.С. Нижарадзе, канд. биол. наук, Р.Г. Кирсанов, канд. физ.-мат. наук
ФГБОУ ВО Самарский ГАУ
Цель исследования - повышение устойчивости растений яровой пшеницы к длительной засухе в чернозёмной степи Поволжья. Увеличение продуктивности выращиваемых культур возможно при их повышении устойчивости к климатическим стрессам. Существенную роль в повышении устойчивости растений к высоким температурам и засухе могут играть стимуляторы роста растений, фунгициды нового поколения, применение физических методов как отдельно, так и в сочетании с другими факторами. Проведена предпосевная обработка семян твёрдой яровой пшеницы сорта Безенчукская 200 электромагнитным излучением аппарата КВЧ-терапии «Явь-1», импульсным магнитным полем (ИМП), биофунгицидом Агат-25К, комбинированным фунгицидм системного действия Дивиденд Стар и совместным воздействием ИМП + Агат-25К и рассмотрено её влияние на основные показатели устойчивости растений к длительной засухе. Установлено положительное влияние на общую оводнённость предпосевной обработки КВЧ на всех фазах развития твёрдой пшеницы. Высокий уровень оводнённости листьев в условиях водного стресса свидетельствует о повышенной способности вида растения адаптироваться к меняющимся условиям водоснабжения, о его более высокой засухоустойчивости. Наиболее значимо водоудерживающую способность растений в фазу кущения на 8,2 и 5,0 % повышало применение фунгицида Дивиденд Стар и комбинированное воздействие импульсным магнитным полем с биопрепаратом Агат-25К соответственно.
Ключевые слова: электромагнитное излучение, магнитное поле, Агат-25К, Дивиденд Стар, эффективность.
Среди большого разнообразия абиотических факторов наибольшее влияние на жизнедеятельность живых организмов оказывают влага и температура.
Анализ погодных условий, проведённый экологами, свидетельствует о глобальном изменении климата, включающем увеличение среднегодовой температуры. Обычным явлением для Приволжского федерального округа стали засухи, которые не лучшим образом сказываются на урожае зерновых культур и качестве продукции. Для анализа были выбраны годы с малым количеством осадков и экстремальными температурами, что особенно актуально в свете прогноза погоды на лето 2020 г., как лета с большой вероятностью повторения неблагоприятных погодных условий в части осадков.
Главным фактором, ограничивающим урожайность яровой пшеницы в чернозёмной зоне Поволжья, выступает влагообеспеченность посевов, включающая такие показатели, как общая оводнённость, водоудерживающая способность и содержание подвижной влаги.
Запасы продуктивной влаги в почве перед посевом играли решающую роль в лесостепи Среднего Поволжья при формировании урожая яровой пшеницы в острозасушливые годы. Их
значение снижалось в годы с повышенным выпадением осадков. При переувлажнении продуктивная влага в почве была использована растениями пшеницы в слабой степени (менее 10 %). Для создания 1 г сухого вещества пшеничному растению в условиях лесостепи Среднего Поволжья требуется в среднем 410 г воды, а в условиях Саратова - 480 г. В сухие годы наиболее продуктивными были сорта с высоким транспирационным коэффициентом [1].
Максимальная продуктивность выращиваемых культур возможна при повышении устойчивости к климатическим стрессам. Существенную роль в повышении устойчивости растений к высоким температурам и засухе могут играть стимуляторы роста растений [2], фунгициды нового поколения [3], применение физических методов [4, 5] как отдельно, так и в сочетании с другими факторами.
Наличие фитопатогенов обусловливает значительное влияние на расход воды растением. Например, растение пшеницы, поражённое листовой ржавчиной, увеличивает расход влаги на единицу сухого вещества на 32 - 104 % от средней нормы. Растения, поражённые ржавчиной в более ранние фазы роста и развития, расходуют больше воды, чем поражённые позже
[6, 7]. Влагообеспеченность растений в период вегетации оказывает влияние на инфекционный процесс и на формирование урожая. В 2005 г. (в условиях водного стресса) по мере нарастания инфекционного процесса уменьшалась зависимость продукционного процесса от развития болезни. Статистически достоверная связь урожайности и водоудерживающей способности отмечена лишь при уровне до 5 % поражения бурой ржавчиной. В благоприятном по влагообеспеченности 2006 г. растения не испытывали водного стресса, прослеживалась тесная зависимость между формированием урожая и развитием инфекционного процесса вплоть до 30 % поражения листьев ржавчиной. Влияние влагообеспеченности растений пшеницы на развитие и вредоносность септориоза в лесостепи Среднего Поволжья остаётся практически не изученным.
Цель исследования - сравнительная оценка влияния и выбор оптимального приёма предпосевной обработки семян физическими, биологическими и химическими методами для повышения засухоустойчивости и устойчивости твёрдой яровой пшеницы к болезням.
Задачи исследования: провести предпосевную обработку семян пшеницы с использованием различных по механизму воздействия методов и определить их влияние на водоудерживающую способность, общую оводнённость и подвижную влагу здоровых растений и поражённых септориозом.
Материал и методы исследования. Полевые опыты закладывали на 8-м поле первого селекционного севооборота Поволжского НИИ селекции и семеноводства им. П.Н. Константинова отдела яровой пшеницы. Перед посевом семена твёрдой яровой пшеницы сорта Безен-чукская 200 подвергались обработке в течение 30 мин. электромагнитным излучением аппарата КВЧ-терапии «Явь-1» с длиной волны 7,1 мм, импульсным магнитным полем (ИМП) с энергией W = 4,7 кДж и числом импульсов n = 5 (длительность импульса 15 - 20 мс); стимулятором роста на основе метаболитов штамма бактерий Pseudomonas aureofaciens H16 Агат-25К (4 мл на 1 л), комбинированным фунгицидом системного действия Дивиденд Стар (75 мл на 1 л) и совместным воздействием ИМП + Агат-25К. Семена контрольного варианта и вариантов с физическим воздействием предварительно увлажнялись на 1 %.
Определение водоудерживающей способности листьев пшеницы проводили с фазы кущения до фазы налива зерна по общепринятой методике [8].
Используя полученные данные, по методике Н.А. Гусева, В.А. Таренкова и Л.Н. Ивановой [9], рассчитывали общую оводнённость (W), во-доудерживающую способность (K) и содержание подвижной влаги в пробах (L) по формулам:
у = 100-(А-В) ЮО-(Б-В) А А
где А - масса сырая, мг; В - масса сухая, мг; Б - масса после завядания, мг.
Для анализа с каждого варианта отбирались хорошо развитые, физиологически активные листья, помещались в полиэтиленовые пакеты и доставлялись в лабораторию. Для определения показателей водного режима из каждого образца отбирали навеску массы листьев 500 мг в трёхкратной повторности. Пробы листьев раскладывали в коробки на 3 часа для завядания. Через 3 часа проводили повторное взвешивание и образцы помещали в сушильный шкаф, где выдерживали 3 часа при температуре 104 - 108 °С для высушивания до абсолютно сухой массы. Затем проводили взвешивание. Потеря воды за время увядания связана с водоудерживающей способностью, т.е. со способностью тканей листьев удерживать определённое количество воды. Чем меньше потеря воды, тем выше во-доудерживающая способность.
Результаты исследования. Изучение водного режима растений имеет большое значение как показатель жаро- и засухоустойчивости растений. Влияние на водный режим может дать дополнительные возможности получения стабильных урожаев.
Здоровые растения пшеницы сорта Безен-чукская 200 в фазах кущения и трубкования в 2009 г. имели наибольшую общую оводнённость и подвижную воду в варианте с КВЧ-облучением (табл. 1).
Высокий уровень оводнённости листьев в условиях водного стресса (за май и июнь выпало всего 32,8 мм осадков, ГТК = 0,26) свидетельствует о повышенной способности вида растения адаптироваться к меняющимся условиям водоснабжения, его более высокой засухоустойчивости. Следовательно, предпосевное облучение семян способствовало повышению засухоустойчивости твёрдой яровой пшеницы сорта Безенчукская 200. Водоудерживающую способность растений в фазу кущения на 8,2 и 5,0 % повышали применение фунгицида Дивиденд Стар и комбинированное воздействие импульсным магнитным полем с биопрепаратом Агат-25К соответственно. Все изучаемые приёмы вызывали повышение водоудерживаю-щей способности растений в фазу трубкования на 3,4 - 32,1 %.
В 2010 г. в условиях очень сложных по тепло- и влагообеспеченности (за июнь и июль выпало всего 5,4 мм осадков при среднесуточных температурах 23 - 27 °С) водоудерживающая способность пшеницы Безенчукская 200 в фазы кущения и трубкования превышала аналогичный показатель за 2009 г. Причём максимальную во-
доудерживающую силу имели только растения в варианте с КВЧ, а в фазу трубкования - при применении ИМП. В фазу молочной спелости водоудерживающая способность твёрдой пшеницы колебалась в зависимости от варианта от 25,3 до 30,3 % (в контроле - 26,6 %). Только три изучаемых приёма воздействия на семена (Агат-25К, Дивиденд Стар и ИМП + Агат-25К) повышали водоудерживающую силу растений на 9,2; 5,9 и 13,9 % соответственно. Длительная засуха и высокая среднесуточная температура вегетационного периода 2010 г. ухудшили показатели водного режима растений твёрдой пшеницы. К фазе восковой спелости водоудерживающая способность опытных растений незначительно отличалась от контрольного варианта.
Из последующих лет только 2014 г. соответствовал экстремальным климатическим условиям (ГТК = 0,36). Наилучшие показатели общей овод-нённости растений пшеницы сорта Безенчукская 200 наблюдались в варианте с КВЧ-облучением, биологическая эффективность которого в фазы
кущения и трубкования составляла 2,3 и 2,8 % соответственно.
Растения яровой пшеницы сорта Безенчукская 200, поражённые септориозом, в условиях засухи 2009 г. в фазу восковой спелости превосходили контрольный показатель водоудерживающей способности лишь в варианте с предпосевным облучением КВЧ-диапазона. Эффективность этого метода составляла 5,2 % (табл. 2). В экстремально засушливом 2010 г. все способы предпосевной обработки находились в отрицательной динамике по способности удерживать воду, тогда как показатель подвижной влаги возрастал в зависимости от варианта на 3,3 - 9,8 % относительно контроля.
Выводы. В результате исследования установлено влияние различных по механизму воздействия (физической, биологической и химической природы) предпосевных обработок семян зерновых колосовых в годы с экстремальными погодными условиями на основные показатели устойчивости растений к длительной
1. Параметры водного режима листьев здоровых растений яровой пшеницы сорта Безенчукская 200
Вариант опыта Фаза кущения, 04.06 Фаза трубкования, 18.06
О.О. В.С. П.В. О.О. В.С. П.В.
% БЭ % БЭ % БЭ % БЭ % БЭ % БЭ
2009 г.
Контроль 80,9 - 38,0 - 42,9 - 73,7 - 29,3 - 44,4 -
КВЧ-облучение 82,7 2,2 38,4 1,1 44,3 3,3 75,6 2,6 30,9 5,5 44,7 0,7
ИМП 79,4 1,9 35,5 6,6 43,9 2,4 76,0 3,1 35,4 20,8 40,6 8,6
Агат-25К 80,9 0 33,5 11,2 47,4 10,5 72,8 1,2 38,7 32,1 34,1 23,2
Дивиденд Стар 81,5 0,7 41,1 8,2 40,4 5,8 74,5 1,1 37,1 26,6 37,4 15,8
ИМП + Агат-25К 81,5 0,7 39,9 5,0 41,6 3,0 73,6 0,1 30,3 3,4 43,3 2,5
НСР05 0,6 1,1 1,3 1,3 2,1 2,2
2010 г.
Контроль 78,5 - 49,7 - 28,8 - 70,7 - 42,3 - 28,4 -
КВЧ-облучение 78,8 0,4 50,3 1,2 28,6 0,7 72,9 3,1 40,3 4,7 32,6 14,8
ИМП 80,7 2,8 48,3 2,8 32,4 12,5 74,0 4,7 47,7 12,8 26,3 7,4
Агат-25К 78,9 0,5 46,6 6,2 32,3 12,2 73,8 4,4 41,3 2,4 32,5 14,4
Дивиденд Стар 78,5 0 44,0 11,5 34,5 19,8 72,7 2,8 35,1 17,0 37,6 32,4
ИМП+Агат-25К 78,2 0,4 40,9 17,7 37,3 29,5 75,1 6,2 36,1 14,7 39,0 37,3
НСР05 0,8 2,2 1,8 0,7 2,3 2,2
Вариант опыта 20.07.2009 г. 12.07.2010 г
О.О. В.С. П.В. О.О. В.С. П.В.
% БЭ % БЭ % БЭ % БЭ % БЭ % БЭ
Контроль 65,1 - 25,2 - 39,9 - 59,3 - 22,6 - 36,7 -
КВЧ-облучение 69,7 7,1 26,5 5,2 43,2 8,3 60,6 2,3 21,2 6,2 39,4 7,4
ИМП 69,1 6,1 25,0 0,8 44,1 10,5 60,1 1,3 22,2 1,8 37,9 3,3
Агат-25К 65,6 0,6 24,3 4,8 41,3 3,5 59,6 0,5 20,1 11,1 39,5 7,6
Дивиденд Стар 69,3 6,5 23,8 6,7 45,5 14,0 60,1 1,3 19,8 12,4 40,3 9,8
ИМП + Агат-25К 63,5 2,5 22,9 10,2 40,6 1,8 56,8 4,2 18,8 16,8 38,0 3,5
НСР05 0,8 0,7 0,6 0,4 0,7 0,8
Примечание: О.О. - общая оводнённость; В.С. - водоудерживающая способность; П.В. - подвижная влага; БЭ - биологическая эфективность.
2. Параметры водного режима растений яровой пшеницы, поражённых септориозом
засухе - водоудерживающую способность растений, общую оводнённость и подвижную воду. Доказано различное влияние рассматриваемых предпосевных обработок семян яровой мягкой и твёрдой пшеницы на здоровые растения и больные септриозом, на водный режим листьев здоровых растений.
Литература
1. Головоченко А.П. Особенности адаптивной селекции яровой мягкой пшеницы в лесостепной зоне Среднего Поволжья: монография. Кинель, 2001. 380 с.
2. Как повысить устойчивость растений к засухе / О.А. Шаповал, И.П. Вакуленко [и др.] // Защита и карантин растений. 2011. № 3. С. 61 - 62.
3. Здрожевская С.Д., Гришечкина Л.Д. Влияние погодных условий на эффективность протравителей // Защита и карантин растений. 2019. № 2. С. 12 - 14.
4. Курьянович А.А., Жичкина Л.Н., Головоченко А.П. Влияние динамики водоудерживающей способности листьев, поражён-
ных бурой ржавчиной, на урожайность яровой пшеницы // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. 2008. № 4. С. 94 - 96.
5. Нижарадзе Т.С., Балашова И.Т. Повышение стрессоустойчи-вости зерновых культур под влиянием физических методов на ранних стадиях развития растений // Методы и технологии в селекции растений и растениеводстве: матер. IV Междунар. науч.-практич. конф. Киров, 2018. С. 135 - 140.
6. Маслова М.В., Грошева Е.В., Будаговский А.В. Применение лазерной обработки для повышения активности биопрепаратов // Защита и карантин растений. 2019. N° 7. С. 15 - 17.
7. Нижарадзе Т.С., Фирсов А.В. Предпосевная обработка семян яровой пшеницы электромагнитными волнами // Защита и карантин растений. 2010. № 3. С. 69.
8. Нижарадзе Т.С., Меньшова Е.А., Соколова А.И Влияние предпосевной обработки семян на параметры водного режима листьев пшеницы и ячменя // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2012. № 7 (93). С. 13 - 16.
9. Нижарадзе Т.С. Теоретическое обоснование применения физических методов предпосевной обработки семян в защите зерновых злаковых культур от болезней: дис. ... д-ра с.-х. наук. М., 2016. 377 с.
Нижарадзе Татьяна Сергеевна, кандидат биологических наук, доцент Кирсанов Роман Григорьевич, кандидат физико-математических наук, доцент ФГБОУ ВО «Самарский государственный аграрный университет» Россия, 446442, Самарская область, г. Кинель, п.г.т. Усть-Кинельский, ул. Учебная, 2 E-mail: [email protected]; [email protected]
The effect of pre-sowing seeds treatment on the water regime and resistance of hard spring wheat to septoriosis in the forest-steppes of Samara region
Nizharadze Tatyana Sergeevna, Candidate of Biologу, Associate Professor
Kirsanov Roman Grigorevich, Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor Samara State Agricultural University
2 Training St., p. Ust-Kinelsky, Samara region, 446442, Russia E-mail: [email protected]; [email protected]
Increasing the resistance of spring wheat plants to prolonged drought in the black earth steppe of the Volga region. Maximum productivity of cultivated crops is possible with increased resistance to climate stress. Plant growth regulators, new-generation fungicides, and the use of physical methods both separately and in combination with other factors can play a significant role in increasing plant resistance to high temperatures and drought. Conducted pre-sowing seed treatment of hard spring wheat cultivar bezenchukskaya 200 by electromagnetic radiation of EHF-therapy apparat «Yav-1», a pulsed magnetic field (UTI), the fungicide Agat-25K, mixing fungicide systemic action Dividend Old and the joint effect of UTI + Agat-25K and considered its impact on major indicators of plant resistance to prolonged drought. There is a positive effect on the overall water content of pre-sowing treatment of EHF at all stages of development of durum wheat. A high level of leaf hydration under water stress indicates an increased ability of the plant species to adapt to changing water supply conditions, and its higher drought resistance. The most significant water-holding capacity of plants in the tillering phase was increased by 8.2 and 5.0 % by the use of the Dividend Star fungicide and the combined effect of a pulsed magnetic field with the Agat 25K biological product, respectively.
Key words: electromagnetic radiation; magnetic field, Agat-25K, Dividend Star, efficiency.
-♦-
