CC BY
54
УДК 633.11 «321» : 631.8 : 631.55
Влияние растворов молочной сыворотки и стимуляторов роста
на урожайность и качество зерна яровой пшеницы
Пашкова Галина Ивановна, кандидат с.-х. наук, доцент, Кузьминых Альберт Николаевич, кандидат с.-х. наук, доцент ФГБОУ ВПО Марийский государственный университет, г. Йошкар-Ола, Республика Марий Эл, Россия
E-mail: Galiv312@mail.ru
Повышение урожайности и качества зерна яровой пшеницы в условиях Республики Марий Эл является одной из основных задач сельскохозяйственной науки и практики. В решении этой задачи важная роль принадлежит регуляторам роста, поскольку в исключительно малых концентрациях они способны стимулировать рост и развитие растений, повышать устойчивость к стрессовым условиям произрастания. Впервые в условиях Республики Марий Эл в полевых опытах было изучено влияние раствора молочной сыворотки разной концентрации на урожайность и качество зерна пшеницы. На первом этапе исследований было проведено определение оптимальной концентрации раствора молочной сыворотки, положительно влияющей на урожайность зерна яровой пшеницы. Наибольшая урожайность была в вариантах с применением раствора в соотношении молочной сыворотки к воде - 2:10 и 3:10. Прибавка к контролю в опытных вариантах была существенной и составила 0,38-0,39 т/га На втором этапе проведено изучение влияния растворов молочной сыворотки и стимуляторов роста Планриз и Циркон на фотосинтетическую деятельность посевов, урожайность и качество зерна яровой пшеницы. Выявлено, что обработка посевов растворами молочной сыворотки увеличивает фотосинтетический потенциал и чистую продуктивность фотосинтеза в период «выход в трубку - колошение» соответственно на 131,0-138,8 тыс. м2/га*сут и 2,0-2,4 г/м2^сут. Применение растворов молочной сыворотки и стимуляторов роста обеспечивает достоверную прибавку урожая зерна. При этом более эффективным было использование растворов молочной сыворотки: прибавка урожая составила 0,33-0,35 т/га Использование растворов молочной сыворотки позволило значительно улучшить технологические свойства зерна: увеличить содержание белка в зерне на 1,6-1,8%, клейковины - на 1,0-1,1%, стекловидность - на 5,0-7,2%.
Ключевые слова: яровая пшеница, раствор молочной сыворотки, стимуляторы роста, Циркон, Планриз, площадь листовой поверхности, чистая продуктивность фотосинтеза, урожайность зерна, качество зерна
Пшеница является основной и самой важной зерновой культурой. Её культивируют более чем в 80 странах мира. Она дает почти 30% мирового производства зерна и удовлетворяет потребности более половины населения земного шара. Популярность пшеницы объясняется целым рядом причин и прежде всего высокой питательной ценностью и усвояемостью [1].
В условиях Республики Марий Эл урожайность яровой пшеницы остается невысокой - не более 2 т/га, а качество получаемого зерна не позволяет использовать его в хлебопечении. Перед растениеводами республики стоит задача совершенствования технологии возделывания яровой пшеницы.
В повышении продуктивности и улучшении качества сельскохозяйственных культур важная роль принадлежит регуляторам роста, которые способны в исключительно малых концентрациях стимулировать рост и развитие растений, повышать устойчивость к стрессовым условиям произрастания. Широкое применение регуляторов роста растений, обладающих разносторонним спектром действия, также способствует значительному снижению объемов применения средств защиты растений от вредителей и болезней [2, 3, 4].
Для производства зерна высокого качества актуальным представляется поиск новых сырьевых ресурсов, содержащих комплекс биологически активных веществ, и разработка на их основе защитно-стимулирующих препаратов полифункционального действия, обеспечивающих повышение эффективности сельскохозяйственных технологий, получение экологически чистой сельскохозяйственной продукции и оказывающих положительное воздействие на экосистемы [5].
Одним из таких сырьевых ресурсов может являться молочная сыворотка, вызывающая в последние годы немалый интерес ученых-аграриев. В ней присутствуют все основные классы органических соединений: жиры, белки, углеводы, витамины, макро- и микроэлементы, ценные аминокислоты, пробиоти-ческие бактерии, витамины и т. д. Молочная сыворотка, как показали исследования Е.В. Плющ [5], способна усиливать ростовые процессы в растениях, кроме того является источником ферментов и их активаторов и может способствовать значительному повышению активности некоторых ферментативных препаратов.
Цель исследований - изучить влияние растворов молочной сыворотки и стимуляторов роста на урожайность и качество зерна
яровой пшеницы в условиях восточной части Волго-Вятской зоны.
Материал и методы. Исследования проводили в два этапа на опытном поле Марийского государственного университета. На первом этапе (2010-2011 гг.) были заложены полевые опыты по изучению влияния растворов молочной сыворотки разной концентрации на урожайность зерна яровой пшеницы по следующей схеме: 1. Вода (контроль). 2. Молочная сыворотка 1:10. 3. Молочная сыворотка 2:10. 4. Молочная сыворотка 3:10.
На втором этапе исследований (20122014 гг.) изучено влияние растворов молочной сыворотки и препаратов Планриз и Циркон на урожайность и качество зерна яровой пшеницы: 1. Вода (контроль). 2. Молочная сыворотка 2:10. 3. Молочная сыворотка 3:10. 4. Планриз. 5. Циркон.
Почва опытного участка дерново-средне-подзолистая среднесуглинистая, содержание подвижных форм фосфора - 22,7-23,7 мг/100 г почвы, обменного калия - 11,3-15,2 и легко-гидролизуемого азота - 4,9-5,6 мг/100 г почвы. Общая площадь делянки 60 м2, учетная - 54 м2. Делянки были размещены систематически в трехкратной повторности. Технология возделывания яровой пшеницы сорта Лада общепринятая для зоны. Предшественник -озимая рожь.
Обработки посевов яровой пшеницы свежеприготовленными растворами молочной сыворотки и стимуляторами роста проводили вручную ранцевыми опрыскивателями в следующие фенологические фазы: кущение, выход в трубку и колошение. Растворы молочной сыворотки готовили в соотношении ее к воде: 1:10, 2:10 и 3:10. Свежеполученную сыворотку (ГОСТ Р 53438-2009) для исследований приобретали на Республиканском молочном заводе (г. Йошкар-Ола). Нормы применения препаратов Планриз (0,5 млрд КОЕ/мл) и Циркон составили соответственно 2,0 л/га
и 20 мл/га. Расход рабочего раствора во всех вариантах опыта - 300 л/га.
Фотометрические показатели посевов яровой пшеницы определяли по А.А. Ничипо-ровичу [6]. Анализ структуры урожая и учет урожайности зерна яровой пшеницы проводили по Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [7]. Определение качественных показателей зерна: масса 1000 зерен - по ГОСТ 12042-89, количество и качество сырой клейковины - по ГОСТ Р 54478-2011, стекловидность - по ГОСТ 10987-76. Математическую обработку результатов исследований проводили методом дисперсионного анализа.
Действующее вещество стимулятора роста Циркон представляет собой природную смесь гидроксикоричных кислот и их производных, выделенных из лекарственного растения - эхинацеи пурпурной. Циркон способствует восполнению недостающих биологически активных соединений адаптогенного характера, в условиях засухи увеличивает ассимиляционную поверхность листьев, стимулирует интенсивность фотосинтеза и усиливает рост корневой системы, повышает урожайность зерновых культур на 15-43% [2, 3, 8].
Планриз является биофунгицидом, приготовленным на основе живых клеток культуры Pseudomonas fluorescens, штамм AP-33. Кроме фунгицидных свойств он обладает рос-тостимулирующим действием, способствует развитию мощной корневой системы, повышению устойчивости к полеганию и обеспечивает увеличение урожая [9].
Результаты и их обсуждение. Результаты первого этапа исследований показали, что применение растворов молочной сыворотки в концентрациях 2:10 и 3:10 дают существенную прибавку урожая. Урожайность зерна в данных вариантах была на 0,39 и 0,38 т/га выше контроля (табл. 1).
Таблица 1
Урожайность зерна и структура урожая яровой пшеницы (среднее за 2010-2011 гг.)
Вариант Урожайность, т/га Количество продуктивных стеблей, шт./м2 Количество зерен в колосе, шт. Масса зерна с 1 колоса, г
Вода (контроль) 2,58 318 25 0,80
Молочная сыворотка (1:10) 2,74 328 27 0,84
Молочная сыворотка (2:10) 2,97 338 30 0,91
Молочная сыворотка (3:10) 2,96 340 28 0,89
НСР05 0,12 16 2 0,09
Анализ полученных экспериментальных ротки и препаратов Планриз и Циркон значи-данных второго этапа исследований показыва- тельно увеличивает площадь листовой поет, что применение растворов молочной сыво- верхности яровой пшеницы (табл. 2).
Таблица 2
Площадь листовой поверхности растений яровой пшеницы, тыс. м2/га (среднее за 2012-2014 гг.)
Вариант Фазы роста и развития
кущение выход в трубку колошение
Вода (контроль) 7,03 12,1 22,5
Молочная сыворотка (2:10) 7,40 16,7 32,6
Молочная сыворотка (3:10) 7,20 17,8 33,4
Планриз 7,00 17,6 34,5
Циркон 7,10 17,8 35,4
НСР05 0,31 3,9 9,7
Так, в фазе выхода в трубку площадь листовой поверхности в изучаемых вариантах была достоверно выше (на 4,6-5,7 тыс. м2/га) контроля. Наибольшая площадь листьев сформирована в фазе колошения и составила в вариантах опыта от 22,5 до 35,4 тыс. м2/га. При этом площадь листовой поверхности растений во всех опытных вариантах была существенно выше контроля.
Наряду с определением площади листовой поверхности был проведен учет и анализ абсолютно сухой надземной биомассы растений (табл. 3). Выявлено, что применение растворов молочной сыворотки и стимуляторов роста существенно увеличило надземную биомассу культуры. Прибавка в фазу выхода в трубку составила 0,50-0,57 т/га, в фазу колошения - 1,65-2,10 т/га.
Таблица 3
Нарастание абсолютно сухой надземной биомассы растений яровой пшеницы, т/га (среднее за 2012-2014 гг.)
Вариант Фазы роста и развития
кущение выход в трубку колошение
Вода (контроль) 0,52 1,25 2,25
Молочная сыворотка (2:10) 0,54 1,75 3,90
Молочная сыворотка (3:10) 0,53 1,81 4,35
Планриз 0,51 1,82 4,20
Циркон 0,53 1,79 4,25
НСР05 0,02 0,07 1,93
Формирование урожая зависит не только от площади листьев, но и от периода их функционирования. Фотосинтетический потенциал объединяет эти показатели. Исследования показали, что использование растворов молочной сыворотки и стимуляторов роста увеличило фотосинтетический потенциал посевов яровой пшеницы за весь наблюдаемый период (табл. 4).
Фотосинтетический потенциал за период «кущение - выход в трубку» в опытных вариантах изменился от 138,6 до 143,9 тыс. м2/га хсут, что выше контроля на 25,7-30,5%. А в период интенсивного роста растений (выход в трубку - колошение) данный показатель составил в зависимости от варианта 426,7-
434,5 тыс. м2/гахсут, что достоверно выше контроля на 131,0-138,8 тыс. м2/га*сут.
Чистая продуктивность фотосинтеза характеризует интенсивность фотосинтетического процесса в посеве и может варьировать в течение вегетации. Так, в период от кущения до выхода в трубку она изменялась от 6,6 до 9,0 г/м2 в сутки. При этом в опытных вариантах ЧПФ была существенно выше контроля -на 2,0-2,4 г/ м2*сут. В период «выход в трубку - колошение» наблюдался некоторый спад накопления сухих веществ, синтезируемых листовой поверхностью растений. Тем не менее, эффективность от использования растворов молочной сыворотки и стимуляторов роста была существенной.
Исследования показали, что на величину урожайности яровой пшеницы значительное влияние оказала обработка посевов растворами молочной сыворотки и стимуляторов роста (табл. 5). В среднем за три года в опытных вариантах она составила от 3,00 до
3,14 т/га, что на 0,21-0,35 т/га выше контроля. При этом более высокая урожайность (3,12 и 3,14 т/га) была получена при обработке посевов растворами молочной сыворотки, а прибавка к контролю составила 0,33 и 0,35 т/га.
Таблица 4
Фотосинтетический потенциал (ФП) и чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) посевов яровой пшеницы (среднее за 2012-2014 гг.)
Вариант Периоды роста и развития
кущение-выход в трубку выход в трубку-колошение
ФП, тыс. м2/га*сут ЧПФ, г/м2*сут ФП, тыс. м2/га*сут ЧПФ, г/м2*сут
Вода (контроль) 110,2 6,6 295,7 6,2
Молочная сыворотка (2:10) 138,6 8,6 429,6 8,4
Молочная сыворотка (2:10) 143,3 8,9 434,5 8,0
Планриз 141,7 9,0 433,2 8,1
Циркон 143,9 9,0 426,7 7,9
НСР05 28,1 0,3 35,3 0,3
Таблица 5
Урожайность зерна яровой пшеницы, т/га (среднее за 2012-2014 гг.)
Вариант Урожайность, т/га Прибавка
2012 г. 2013 г. 2014 г. среднее к контролю, т/га
Вода (контроль) 3,28 3,01 2,08 2,79 -
Молочная сыворотка (2:10) 3,62 3,42 2,40 3,14 +0,35
Молочная сыворотка (3:10) 3,65 3,33 2,38 3,12 +0,33
Планриз 3,69 3,18 2,14 3,00 +0,21
Циркон 3,71 3,21 2,20 3,04 +0,25
НСР05 0,07 0,14 0,11 0,13
Применение растворов молочной сыворотки и стимуляторов роста улучшило также качество зерна яровой пшеницы. Так, содер-
жание белка в зерне яровой пшеницы по сравнению с контролем увеличилось на 0,6-1,8% (табл. 6).
Таблица 6
Качество зерна яровой пшеницы (среднее за 2012-2014 гг.)
Вариант Содержание Сырая клейковина Стекловид-
сырого белка, % содержание, % группа качества ность, %
Вода (контроль) 14,3 26,0 I 75,0
Молочная сыворотка (2:10) 15,9 27,1 I 80,0
Молочная сыворотка (3:10) 16,1 27,0 I 82,2
Планриз 14,9 26,2 I 80,7
Циркон 15,5 26,5 I 80,3
НСР05 0,7 0,9 2,9
Для оценки технологических достоинств зерна большое значение имеет клейковина, благодаря которой из пшеничной муки получают хлеб высокого качества. Обработка посевов яровой пшеницы растворами молоч-
ной сыворотки способствовала достоверному по отношению к контролю увеличению содержания в зерне сырой клейковины - на 1,0-1,1%, качество которой соответствует первой группе.
Важным показателем качества продовольственного зерна пшеницы является также стекловидность, характеризующая консистенцию его эндосперма. Обработки посевов растворами молочной сыворотки и стимуляторами роста повысили данный показатель на 5,0-7,2% по сравнению с контрольным вариантом.
Выводы. Результаты исследований позволяют сделать следующие выводы:
- применение растворов молочной сыворотки, стимулятора роста Циркон и биопрепарата Планриз улучшает фотосинтетическую деятельность посевов яровой пшеницы, что проявилось в существенном повышении фотосинтетического потенциала и чистой продуктивности фотосинтеза в опытных вариантах в течение вегетационного периода;
- наибольшая урожайность яровой пшеницы получена при обработке посевов растворами молочной сыворотки в концентрациях 2:10 и 3:10. В 2010-2011 гг. она составила 2,97 и 2,96 т/га, в 2012-2014 гг. - 3,14 и 3,12 т/га;
- использование в технологии возделывания яровой пшеницы обработки посевов растворами молочной сыворотки позволяет значительно улучшить технологические свойства зерна, то есть увеличить содержание белка в зерне на 1,6-1,8%, клейковины - на 1,01,1% и стекловидность - на 5,0-7,2%.
Список литературы
1. Крючков А.Г., Тейхриб П.П., Попов А.Н. Твердая пшеница. Современные технологии воз-
делывания. Оренбург: ООО «Оренбургское книжное издательство», 2008. 704 с.
2. Бугаев П.Д., Ламмас М.Е. Фотосинтетическая деятельность посевов ячменя при применении химических и биологических препаратов // Плодородие. 2013. № 4. С. 7-8.
3. Вакуленко В.В. Влияние регуляторов роста на урожайность сельскохозяйственных культур в различных зонах России // Зерновое хозяйство России. 2015. № 1. С. 24-26.
4. Синеговская В.Т., Абрасимова Т.Е. Активизация фотосинтетической деятельности яровой пшеницы при длительном применении удобрений // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2006. № 5. С. 43-45.
5. Плющ Е.В. Разработка технологии получения из молочной сыворотки регуляторов роста растений с использованием электроактивированной воды, процессов сорбции и ферментации: автореф. дис. ... канд. техн. наук. Ставрополь, 2005. 20 с.
6. Ничипорович А.А., Строганова А.Е., Чмора С.Н., Власова М.П. Фотосинтетическая деятельность растений в посевах. М.: Изд-во АН СССР, 1961. 211 с.
7. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Вып. 2., М., 1989. 194 с.
8. Циркон - природный регулятор роста, применение в сельском хозяйстве: Сборник научных трудов. М.: ННПП «НЭСТ М», 2010.
9. Планриз [Электронный ресурс]: Биоте-хагро [Офиц. сайт]. Электрон. дан. - Режим доступа: http://www.biotechagro.ru/products/docs/ planriz_1.pdf, свободный. Загл. с экрана (дата обращения: 25.03.2012).
The effect of the solutions of whey and growth stimulators on productivity and quality of spring wheat grain
Pashkova G.I., PhD in agriculture, associate professor, Kuzminykh A.N., PhD in agriculture, associate professor Mari State University, Yoshkar-Ola, Republic of Mari-El, Russia
Increasing of productivity and grain quality of spring wheat under conditions of Republic of Mari El is one of the main tasks of agricultural science and practice. In decision of this task an important role belongs to growth regulators as they can stimulate growth and development of plants, increase resistance to stressful growing conditions being used in extremely low concentrations. The use of milk whey solution at different concentrations was studied experimentally in the Republic of Mari El for the first time. At the first stage of research the optimal concentration of milk whey solution positively influencing on grain yield of spring wheat was determined. The highest yield was in the variants with application of the solution in the ratio whey : water - 2:10 and 3:10. The increase to the control was significant - 0.38...0.39 t/ha. At the second stage it was studied the effect of milk whey solutions and growth stimulators Planriz and Zircon on the photosynthesis activity of crops, yield and grain quality of spring wheat. It was revealed that treatment of crops with whey solutions increases photosynthetic capacity and net photosynthetic productivity in the period of stem elongation - earing respectively on 131.0-138.8 thousand m2/ha x day and 2.0-2.4 g/m2 x day. Use of solutions of milk whey and growth regulators provides a significant increasing of grain yield. Thus use of milk whey solutions was more effective. The increase in yield was 0.33-0.35 t/ha. The use of whey
solutions has greatly improved technological properties of grain: it increases the grain protein content by 1.6... 1.8 %, of gluten - by 1.0-1.1% and hardness - by 5.0-7.2%.
Key words: spring wheat, milk whey solution, growth regulators, Zircon, Planes, leaf area, net photosynthesis productivity, grain yield, grain quality
References
1. Kryuchkov A.G., Teykhrib P.P., Popov A.N.
Tverdaya pshenitsa. Sovremennye tekhnologii vozde-lyvaniya. [Durum wheat. Modern technologies of tillage]. Orenburg: OOO «Orenburgskoe knizhnoe izdatel'stvo», 2008. 704 p.
2. Bugaev P.D., Lammas M.E. Fotosinte-ticheskaya deyatel'nost' posevov yachmenya pri primenenii khimicheskikh i biologicheskikh prepa-ratov [Photosynthetic activity of barley with the application of chemical and biological agents]. Plodorodie. 2013. no. 4. pp. 7-8.
3. Vakulenko VV Vliyanie regulyatorov rosta na urozhainost' sel'skokhozyaistvennykh kul'tur v razlichnykh zonakh Rossii [Effect of growth regulators on the yield of agricultural crops in different zones of Russia]. Zernovoe khozyaystvo Rossii. 2015. no. 1. pp. 24-26.
4. Sinegovskaya VT., Abrasimova T.E. Akti-vaciya fotosinteticheskoj deyatel'nosti yarovoj pshenicy pri dlitel'nom primenenii udobrenij [Activation of pho-tosynthetic activity Yaro-howl wheat with long term use of fertilizers]. Vestnik Rossiyskoy akademii sel'skokhozyaystvennykh nauk. 2006. no. 5. pp. 43-45.
5. Plyushch E.V Razrabotka tekhnologii polucheniya iz molochnoy syvorotki regulyatorov rosta
rasteniy s ispol'zovaniem elektroaktivirovannoy vody, protsessov sorbtsii i fermentatsii: avtoref. dis... kand. tekhn. nauk: 05.18.07. [Development of technology of obtaining of plant growth regulator from whey with the use of electroactivated water, sorption processes and fermentation: Author's abstract of PhD Thesis]. Stavropol', 2005. 20 p.
6. Nichiporovich A.A., Stroganova A.E., Chmo-ra S.N., Vlasova M.P. Fotosinteticheskaya deyatel'nost' rasteniy v posevakh. [Photosynthetic activity of plants in crops]. Moscow: Izd-vo AN SSSR, 1961. 211 p.
7. Metodika gosudarstvennogo sortoispyta-niya sel'skokhozyaystvennykh kul'tur. [Methodology of state variety testing of agricultural crops]. Vyp. 2., Moscow, 1989. 194 p.
8. Tsirkon - prirodnyy regulyator rosta, pri-menenie v sel'skom khozyaystve: Sbornik nauchnykh trudov. [Zircon - natural growth regulator, used in agriculture: Collection of scientific works]. Moscow: NNPP «NEST M», 2010.
9. Planriz: Biotekhagro. [Planriz: Biotech-agro]. [Electronic source] Available at: http:// www.biotechagro.ru/products/docs/planriz_1.pdf. (accessed 25.03.2012).
УДК 632.51: 631.1: 633.15
Экономическая оценка эффективности применения гербицидов в технологии возделывания кукурузы на зерно
Никульчев Константин Анатольевич, кандидат с.-х. наук, вед. научный сотрудник ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сои», г. Благовещенск, Россия
Захарова Елена Борисовна, кандидат с.-х. наук, доцент
ФГБОУ ВО «Дальневосточный государственный аграрный университет»»,
г. Благовещенск, Россия
E-mail: KosNik86@mail.ru; E-mail: Za.kharova@mail.ru
Цель работы заключалась в оценке эффективности применения химических средств защиты растений как одной из составляющих энергосберегающей технологии возделывания кукурузы на зерно. В статье приводится оценка эффективности использования листовых и почвенных гербицидов, а также их совместного влияния на агрофитоценоз посевов кукурузы на зерно. Актуальность исследований состоит в использовании в системе химической защиты растений кукурузы гербицидов почвенного действия в чистом виде, снижающих уровень химической нагрузки на посевы и способствующих формированию высокого уровня урожайности. Установлено, что использование гербицидов (Кратерр, Фронтьер Оптима и Титус) в технологии возделывания кукурузы на зерно более эффективно в чистом виде, экономически оправдано и целесообразно. На практике доказано, что для увеличения защитного периода действия почвенных гербицидов их можно вносить на ранних этапах развития сорных растений или сразу после появления всходов культурных растений. В результате установлено снижение общей засорённости посевов кукурузы на 89,5% при применении Фронтьер Оптима (1,3 л/га) и на 94,5% - Кратерра (3,0 л/га) относительно контрольного варианта. Хвощ полевой отмечен как слабовосприимчивый к данным почвенным гербицидам. Применение почвенного гербицида Кратерр в дозе 3 л/га в чистом виде позволяет снизить себестоимость выращивания 1 тонны зерна кукурузы до 2,31 тыс. рублей, добиться окупаемости затрат на уровне 30рублей на каждый дополнительно затраченный рубль и повышения уровня рентабельности технологии до 248% за счёт более качественной химпрополки и сдерживания ростовых процессов сорного компонента и, как результат, - получение высокой урожайности культуры.
Ключевые слова: кукуруза, агрофитоценоз, экономическая эффективность, рентабельность, гербициды
