CC BY
0УДК 633.11.004.12 321:631.811.1
DOI: 10.25680/S19948603.2024.140. 14
ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ПИТАНИЯ И ФИТОРЕГУЛЯТОРОВ НА УРОЖАЙ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ
Н.Н. Новиков, д.б.н., А.Н. Налиухин, д. с. -х. нЕ.А. Филатов, ФГБОУВО «Российский государственный аграрный университет-МСХА имени К.А. Тимирязева»
127550, ул. Прянишникова 6, Москва, Россия E-mail: tshano viko v@ gm a il. com, [email protected], [email protected],
тел.: +7(499) 976-29-71
Работа выполнена за счет средств Программы развития университета в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030»
В опытах с разными режимами питания растений ячменя, проведенных на дерново-подзолистой среднесуглини-стой почве, показано, что более высокие показатели урожайности и качества зерна получены в варианте N12oP12oK12o, в котором по сравнению с контролем урожай зерна возрастал более чем на 70 %, а содержание в зерне белков - на 2,7-4,4 %. В результате последействия удобрений в проросших зерновках этого варианта повышалась активность кислых и нейтральных а-амилаз, кислых каталаз, нейтральных пероксидаз, что улучшало семенные свойства зерна. Под воздействием азотного удобрения повышались урожайность ячменя и накопление в зерне белков, активность а-амилаз, кислых каталаз и нейтральных пероксидаз. При внесении фосфора на фоне умеренных доз азота и калия (N60K60) повышалась урожайность ячменя, а содержание в зерне белков снижалось вследствие дефицита азота, тогда как на фоне высоких доз азота и калия в варианте N120P120K120 содержание в зерне белков существенно возрастало. Под действием возрастающих доз фосфора повышалась активность кислых и нейтральных а-амилаз, кислых каталаз, нейтральных пероксидаз в зерне проростков. В результате усиления калийного питания существенно повышались урожайность ячменя и содержание в зерне белков, активность кислых каталаз, нейтральных и щелочных а-амилаз в зерне проростков. При обработке растений в фазе колошения раствором фи-торегулятора эпин-экстра в зерне ячменя повышались содержание белков на 0,6-1,2 %, а также активность кислых а-амилаз, щелочных ß-амилаз, нейтральных каталаз в созревшем и проросшем зерне, что улучшало его кормовые и семенные качества.
Ключевые слова: яровой ячмень, режимы питания, содержание и состав белков, активность в зерне амилаз, каталаз, пероксидаз.
Для цитирования: Новиков Н.Н., Налиухин А.Н., Филатов Е.А. Влияние режимов питания и фиторегуляторов на урожай и качество зерна ярового ячменя в условиях Центрального района Нечерноземной зоны// Плодородие. -2024. - №5. - С. 64-70. DOI: 10.25680/S19948603.2024.140.14.
Яровой ячмень, имеющий короткий период вегетации, относится к культурам, которые очень требовательны к режиму питания. Значительную часть азота, фосфора и калия растения ячменя потребляют в первые 3 нед после появления всходов. Наибольшее влияние на урожай ячменя и содержание в зерне белков оказывает режим азотного питания, при этом зерновая продуктивность растений возрастает на 10-44 %, содержание в зерне белков - на 0,5-4 % за счет увеличения концентрации гордеинов и глютелинов. Однако чрезмерно высокие дозы азота повышают содержание в зерновках небелковых азотистых веществ и снижают накопление крахмала. При усилении азотного питания также происходит повышение активности а-амилаз и антиоксидант-ных ферментов в созревшем и прорастающем зерне ячменя [1-3].
Под воздействием фосфора и калия урожайность ярового ячменя может возрастать на 10-30 %, тогда как содержание белков очень часто снижается, но возрастает накопление в зерновках крахмала. Для оптимизации развития растений ячменя необходимо правильно определять соотношение азотного и фосфорно-калийного питания. При дефиците азота снижаются зерновая продуктивность растений и содержание в зерне белков, а при недостаточном фосфорно-калийном питании понижает-
ся урожай зерна, но возрастает накопление в зерновках белков [4-6].
Действие удобрений на продуктивность растений и качество формирующегося урожая зерна ячменя зависит от гидротермических условий во время его вегетации. При засухе происходит значительное снижение урожая зерна, но возрастает содержание в зерне белков. С другой стороны, в условиях избыточного увлажнения усиливается потребление питательных веществ на развитие вегетативной массы растений, что очень часто вызывает их полегание и снижение содержания в зерне белков [7-9].
В ходе исследований выявлено влияние некоторых фиторегуляторов, применяемых в поздние фазы развития растений ячменя, на химический состав зерна и способность зерновок к прорастанию вследствие повышения в них активности ферментов гидролитического и ан-тиоксидантного действия. Выявлено положительное действие на качество зерна ячменя таких фиторегулято-ров, как эпин-экстра, новосил, биогумус, сидовит и др. Некоторые из них улучшают семенные качества зерна, так как способны повышать в прорастающих зерновках активность амилаз, протеаз, каталаз, пероксидаз [10-14].
Вместе с тем имеется еще недостаточно сведений о возможности оптимизации режимов питания и применения фиторегуляторов в технологиях выращивания
новых сортов ячменя кормового и продовольственного назначения в конкретных регионах с целью получения зерна с улучшенными технологическими и семенными свойствами.
Цель исследований - выяснить влияние режимов азотного, фосфорного, калийного питания и фиторегуля-торов новосил и эпин-экстра на формирование урожая ячменя, содержание в зерне белков и белковых фракций, активность а- и ß-амилаз, каталаз и пероксидаз в созревшем и прорастающем зерне при выращивании в Центральном районе Нечерноземной зоны.
Проведение таких исследований направлено на выяснение режима питания растений ячменя кормового и продовольственного назначения, обеспечивающего формирование качества зерна с улучшенными технологическими и семенными свойствами.
Методика. В 2021-2022 г. на Полевой опытной станции РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева были проведены полевые опыты с сортом ячменя Златояр селекции ФИЦ «Немчиновка». Почва опытного участка дерново-подзолистая среднесуглинистая. Агрохимические показатели почвы в 2021 г.: содержание гумуса - 2,2 %, рНсол. - 5,2; гидролитическая кислотность - 3,8, сумма поглощенных оснований - 7,5 мг-экв. на 100 г почвы; Р2О5 - 275, К2О -115 мг/кг почвы (по Кирсанову); в 2022 г.: содержание гумуса - 2,3 %, рНсол. - 5,7; гидролитическая кислотность -2,1, сумма поглощенных оснований - 7,8 мг-экв. на 100 г почвы; Р2О5 - 270, К2О - 125 мг/кг почвы (по Кирсанову).
Опыты, заложенные на выровненном агрофоне в 5-кратной повторности, включали следующие варианты: 1 - без внесения удобрений (контроль); 2 - P60K60; 3 -N60K60; 4 - N60P60; 5 - N60P60K60; 6 - N120P120K120; 7 -N60P120K120; 8 - N120P60K60; 9 - N120P120K60; 10 -N6oP6oK6o+новосил; 11 - N6oP6oK6o+эпин-экстра. На делянках площадью 1 м2 до посева ячменя вносили удобрения: нитрат аммония, гранулированный суперфосфат, хлорид калия. На каждую делянку высевали 600 всхожих семян. В фазе колошения растения ячменя опрыскивали растворами фиторегуляторов новосил производства ООО «Эко-ленд-Сибирь» (д.в. тритерпеновые кислоты) и эпин-экстра производства НН1 II I «НЭСТ М» (д.в. 24-эпибрас-синолид) с нормами расхода действующих веществ: новосил - 40 мг/л, эпин-экстра - 5 мг/л рабочего раствора. Норма расхода рабочего раствора для обработки растений на 1 делянке - 50 мл.
В зерновках ячменя, прошедших послеуборочное дозревание, определяли общий белковый азот и его фракции методом Кьельдаля. Белковые фракции последовательно экстрагировали обессоленной водой, растворами KCl (10 %), этанола (70 %), гидроксида натрия (0,2 %). В созревшем и проросшем зерне ячменя определяли активность кислых (рН 5,5), нейтральных (рН 7), щелочных (рН 8) изоферментов а- и ß-амилазы, каталазы [15] и перокси-дазы [16]. Необходимый рН при проведении ферментативных реакций поддерживали с использованием 1/15 М фосфатного буферного раствора. Для оценки последействия режимов питания растений и фиторегуляторов на активность указанных ферментов зерновки ячменя проращивали на воде в течение 7 суток при температуре 20°С.
Зерновую продуктивность растений и биохимические показатели зерна статистически оценивали дисперсионным методом на основе программного обеспечения «Straz» в версии 2.1 информационно-вычислительного центра РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (1989-1991).
Результаты и их обсуждение. В годы проведения опытов очень сильно различались гидротермические условия во время вегетации растений (в 2021 г. ГТК=1,5, в 2022 г. ГТК=1,0), особенно по распределению осадков. В 2021 г. была засуха во время всходов и налива зерна, а в 3-й декаде мая и июне выпало большое количество осадков, которое значительно увеличило потери азота. Все это стало причиной низкой зерновой продуктивности растений ячменя. В 2022 г. наблюдалось более равномерное распределение осадков во время вегетации растений ячменя и в целом сложились более благоприятные условия для формирования урожая, поэтому урожай зерна был существенно выше по сравнению с 2021 г. (табл. 1).
1. Влияние режима питания и фиторегуляторов на зерновую продуктивность растений и содержание белков в зерне ячменя
Вариант 2021 г. 2022 г.
Урожай зерна, г/м2 Содержание белков, % сух. массы Урожай зерна, г/м2 Содержание белков, % сух. массы
1. Контроль (без удобрений) 102 8,8 277 9,8
2. РбоКбо 123 8,9 362 9,3
3. N60P60 139 12,7 456 11,6
4. N60K60 145 11,2 412 12,0
5. N60P60K60 177 10,6 450 10,9
6. N120P120K120 236 11,5 479 14,2
7. N60P120K120 216 10,6 445 11,6
8. N120P60K120 216 10,4 452 12,8
9. N120P120K60 176 10,6 451 12,6
10. N60P60K60 + 170 11,5 440 12,0
новосил
11. N60P60K60 + 154 11,2 446 12,1
эпин-экстра
НСР 05 24 0,2 11 0,2
При внесении фосфорно-калийных удобрений (Р60К60) существенно возросла зерновая продуктивность растений ячменя по сравнению с контролем (без удобрений). В результате улучшения фосфорно-калийного питания усилилось развитие корневой системы и усвоение из почвы питательных веществ. В 2022 г. за счет значительного повышения урожайности ячменя и затрат азота на его формирование содержание в зерне белков несколько понизилось.
Добавление к фосфорно-калийным удобрениям азотного (вариант N«^60X60) увеличило урожай зерна ячменя на 24-44 %, а также содержание в зерне белков на 1,6-1,7 %. Сравнение вариантов N«^120К120 и N120Р120К120 показало, что под воздействием более высокой дозы азота существенно повышалось содержание в зерне белков, а в опыте 2022 г. возрастала зерновая продуктивность растений. Увеличение доз питательных веществ в варианте №20Р12сК120 по сравнению с вариантом №сР60К60 существенно повысило урожай зерна ячменя и содержание в зерне белков.
Сравнение вариантов N<^60^0 и N60X0 показывает, что под воздействием дозы фосфора 60 кг/га действующего вещества урожай зерна ячменя возрастал на 9-22 %, а содержание в зерне белков понизилось на 0,6-1,1 % вследствие дополнительной затраты азота на формирование прибавки урожая. Под влиянием более высокой дозы фосфора в варианте N120Р120К120 по сравнению с вариантом ЭД20РбсК.120 в условиях вегетации 2021 г. зерновая продуктивность растений существенно не изменилась, а содержание в зерне белков повысилось на 1,1 %, тогда как в 2022 г. урожай зерна возрастал на 6 %, а содержание в зерне белков на 1,4 %, что было обусловлено повышением эффективности использования азота.
При улучшении калийного питания растений в варианте ^оРбоКбо по сравнению с ^оРбо урожай зерна ячменя в условиях вегетации 2021 г. возрастал на 27 %, а содержание в зерне белков снижалось на 2,1 % вследствие увеличения потребления азота на формирование прибавки урожая, тогда как в 2022 г. зерновая продуктивность растений существенно не изменилась, что было связано с более высоким содержанием в почве подвижного калия. Под воздействием повышенной дозы калия в варианте №2оР12оК12о на фоне ^оРтКбо зерновая продуктивность растений ячменя увеличивалась на 6-34 %, а содержание в зерне белков - на о,9-1,6 %.
Таким образом, наиболее высокая зерновая продуктивность растений ячменя и белковистость зерна получены в варианте ^2оР^оК2о, в котором по сравнению с контролем урожай зерна повышался на 73-131 %, а содержание в зерне белков - на 2,7-4,4 %. Причем в
наибольшей степени эти показатели возрастали под влиянием азотного удобрения.
Обработка растений ячменя растворами фиторегулято-ров в фазе колошения не повышала их зерновую продуктивность, но при этом возрастало накопление белков в зерне: в варианте с эпин-экстра - на о,6-1,2 %, с новосил -на о,9-1,1 %. Полученные результаты свидетельствуют о том, что указанные фиторегуляторы активизировали синтез белков при созревании зерновок ячменя [3, 11].
Изучение состава белков показало (табл. 2), что при внесении умеренных доз питательных веществ (вариант МбоРбоКбо) в зерновках ячменя по сравнению с контролем снижалось содержание неэкстрагируемых белков и повышалась концентрация гордеинов, а в условиях вегетации 2о22 г. под воздействием повышенных доз питательных веществ (вариант ^2оР12оКпо) снижалось содержание глобулинов и неэкстрагируемых белков.
2. Содержание белковых фракций в зерне ячменя в опыте (азот фракций в % от общего белкового азота) Вариант Водорастворимые белки Глобулины Гордеины Глютелины Неэкстрагируемые белки
2021 г.
Контроль (б/о) 11,2 12,7 28,9 28,5 18,7
РбйК60 1о,о 12,5 31,2 31,3 15,о
N60? 60 1о,8 12,5 3о,4 33,7 12,б
N60^0 1о,4 12,8 29,7 34,о 13,1
^0Р60К60 1о,5 12,1 34,б 3о,1 12,7
^20Р120К120 9,2 9,б 37,7 3о,о 13,5
^0РшК120 9,3 12,2 3б,5 29,4 12,б
^20?60К120 1о,4 14,5 35,8 25,2 14,1
^20?120К60 1о,3 13,о 35,5 28,о 13,2
^¡0Р60Кб0 + новосил 11,2 1о,3 3б,4 29,б 12,5
^¡0Р60Кб0 + эпин-экстра 1о,4 1о,1 38,о 31,о 1о,5
НСР05 1,4 2,9 3,9 3,4 1,4
2022 г.
Контроль (б/о) 11,5 12,3 29,8 29,5 1б,9
Р60К60 1о,9 12,5 33,2 3о,1 13,3
^0Р60 1о,б 12,3 32,4 31,1 13,б
N60^0 1о,2 12,8 29,5 33,8 13,7
^0Р60К60 1о,4 12,о 34,2 29,9 13,5
^20РтК120 9,б 1о,2 37,8 3о,7 11,7
^0РшК120 9,9 1о,7 37,3 29,5 12,б
^20Р60К120 1о,1 14,1 3б,1 27,5 12,2
^20РтК0 1о,4 13,5 3б,3 28,2 11,б
^¡0Р60К60 + новосил 11,3 1о,7 35,б 3о,3 12,1
^¡0Р60Кб0 + эпин-экстра 1о,8 11,4 35,3 29,9 12,б
НСР05 1,1 1,3 3,9 3,4 1,4
Высокие дозы фосфора и калия снижали концентрацию глобулинов в белковом комплексе зерна, а под воздействием умеренной дозы калия (Ко) уменьшалось содержание глютелинов и возрастало количество гордеинов в зерне ячменя. В варианте №2оР12оКпо по сравнению с контролем значительно возрастала концентрация гордеинов, но снижалось содержание водорастворимых, глобулиновых и не-экстрагируемых белков. Такие изменения состава белковых фракций в определенной степени снижали биологическую ценность белков зерна [9].
Обработка растений ячменя растворами эпин-экстра и новосила в фазе колошения существенно не изменяла состав белков зерна ячменя.
В ряде исследований показано влияние режимов питания растений и фиторегуляторов на активность гидролитических и антиоксидантных ферментов в зерновках ячменя, от которых зависят семенные свойства зерна [3, 5, 13]. В наших опытах при внесении умеренных доз питательных элементов в варианте МбоРбоКбо по сравнению с контролем в созревшем зерне ячменя существенно возрастала активность кислых, нейтральных и щелочных
изоферментов а-амилазы и она также значительно повышалась при увеличении доз элементов питания в варианте №2оР12оК2о (табл. 3).
Повышение активности изоферментов а-амилазы в созревшем зерне, по-видимому, происходило в результате снижения концентрации белковых ингибиторов этих ферментов под действием возрастающей дозы азота.
В варианте ^оРбоКбо в зерне 7-суточных проростков существенно повысилась активность всех изоферментов а-амилазы, а при увеличении доз питательных веществ (вариант М^оР^оК^о) возрастала активность кислых и нейтральных а-амилаз. В результате повышения активности изоферментов а-амилазы в проросших зерновках происходила более интенсивная мобилизация крахмала для развития проростков, что улучшало семенные свойства зерна.
В варианте ^оРбоКзо по сравнению с контролем в созревших зерновках повысилась активность кислых, нейтральных и щелочных изоферментов р-амилазы, которая также существенно возрастала при увеличении доз питательных веществ в варианте ЭД2оР12оК12о (табл. 4).
3. Активность изоферментов а-амилазы в зерне ячменя (мг гидролизованного крахмала за 1 минуту в расчете на 1 г сухой массы)
В Созревшее зерно Зерно 7-суточных проростков
Кислые (рН 5,5) Нейтральные (рН 7) Щелочные (рН 8) Кислые (рН 5,5) Нейтральные (рН 7) Щелочные (рН 8)
2021 г.
Контроль (без удобрений) 4,2 3,7 3,1 344 302 148
РбоКбо 5,5 4,3 3,9 555 362 253
^оРбо 7,7 6,8 4,6 511 430 289
^оК) 8,7 7,3 4,8 651 543 393
^оРбоКбо 9,6 8,4 5,3 631 526 464
^2оР12оКш 15,3 12,2 6,7 864 691 380
^оРтКш 12,5 10,1 4,8 636 468 314
^2оРбоКш 14,4 12,4 7,0 779 672 379
^2оР12оКбо 17,0 12,2 7,4 914 541 328
^йРотКот+новосил 9,8 8,6 5,7 650 514 489
^РмКот+эпин-экстра 11,6 9,4 6,2 685 596 523
НСР о5 0,9 0,7 0,4 53 42 27
2022 г.
Контроль (без удобрений) 7,3 5,3 4,1 598 433 193
РбоКбо 6,2 6,3 3,2 625 521 270
^оРбо 10,4 9,0 5,8 692 568 369
^оКбо 10,9 10,0 4,6 739 650 395
^оРбоКбо 11,5 9,8 4,9 827 707 451
^2оР12оКш 19,3 14,6 7,8 1089 825 439
^оРтКш 15,0 10,9 7,0 982 711 456
^2оРбоКш 16,6 11,1 7,8 897 602 421
^2оР12оКбо 16,9 13,2 7,5 806 583 331
^йРотКот + новосил 14,9 9,9 5,7 952 614 361
^Р^Кот + эпин-экстра 16,7 11,5 6,8 995 686 406
НСР о5 1,1 0,8 0,5 67 50 31
4. Активность изоферментов р-амилазы в зерне ячменя в опыте 2021 г. (мг гидролизованного крахмала за 1 минуту в расчете на 1 г сухой массы)
Вариант Созревшее зерно Зерно 7-суточных проростков
Кислые (рН 5,5) Нейтральные (рН 7) Щелочные (рН 8) Кислые (рН 5,5) Нейтральные (рН 7) Щелочные (рН 8)
2021 г.
Контроль (без удобрений) 46,4 35,9 15,8 232 157 89
РбоКбо 52,6 43,6 19,5 224 151 81
^оРбо 55,7 43,3 19,7 229 154 87
^оКбо 56,5 43,7 21,7 227 153 84
^оРбоКбо 60,5 48,7 23,7 248 169 113
^2оР12оКш 76,4 69,1 33,0 186 117 67
^оРтКш 63,8 55,6 28,3 211 131 78
^2оРбоКш 70,1 67,3 30,8 223 148 83
^2оР12оКбо 72,4 68,8 32,0 237 154 86
^оРбоКбо + новосил 58,7 53,7 26,8 254 174 119
^оРбоКбо + эпин-экстра 61,6 55,7 29,5 262 179 125
НСР о5 3,3 2,5 1,3 15 12 8
2022 г.
Контроль (без удобрений) 48,7 38,2 18,1 407 341 164
РбоКбо 54,9 45,9 21,7 394 326 139
N6oP6o 58,0 45,6 22,0 402 337 158
N60K60 58,8 46,0 24,0 398 334 154
N60P60K60 62,8 51,0 26,0 412 343 161
N120P120K120 78,9 69,4 35,3 297 215 112
N60P120K120 70,3 57,9 30,6 361 254 129
N120P60K120 76,6 69,6 33,1 378 263 137
N120P120K60 77,7 71,1 34,3 383 268 132
N60P60K60 + новосил 61,0 56,0 29,1 418 358 163
N60P60K60 + эпин-экстра 71,9 58,0 35,3 427 366 172
НСР 05 3,1 2,5 1,2 14 13 8
Однако в проросшем зерне происходило снижение активности кислых, нейтральных и щелочных р-амилаз при высоких дозах питательных веществ (вариант №20Р12сКш), которые увеличивали накопление в зерновках гордеинов, понижающих растворимость эндосперма при прорастании зерновок. Вместе с гордеинами в эндосперме также откладываются глютелины, с которыми связаны р-амилазы. Поэтому при снижении растворимости эндосперма замедляется переход указанных ферментов в свободное состояние и снижается их активность [9].
В варианте М60Р60К60 по сравнению с контролем в созревшем зерне была повышена активность кислых, нейтральных и щелочных изоферментов каталазы, а при увеличении доз питательных веществ их
активность существенно не изменялась или различалась по годам (табл. 5).
В результате последействия удобрений в варианте М60Р60К60 по сравнению с контролем в зерне проростков была повышена активность кислых и нейтральных изоферментов каталазы, а при увеличении доз питательных веществ в варианте ^^Р^оКт существенно возрастала активность кислых каталаз.
В варианте М60Р60К60 в созревшем зерне по сравнению с контролем была повышена активность кислых и нейтральных изоферментов пероксидазы, а под действием высоких доз питательных элементов в варианте N120Р120X120 в созревших зерновках заметно возросла активность кислых пероксидаз (табл. 6).
5. Активность изоферментов каталазы в зерне ячменя в опыте 2021 г. (мккат в расчете на 1 г сухой массы) Вариант Созревшее зерно Зерно 7-суточных проростков
Кислые (рН 5,5) Нейтральные (рН 7) Щелочные (рН 8) Кислые (рН 5,5) Нейтральные (рН 7) Щелочные (рН 8)
2021 г.
Контроль 0,1 0,2 0,3 0,2 0,8 0,9
РбоКбо 0,2 0,6 0,6 0,3 1,1 1,1
N60P60 0,3 0,6 0,6 0,3 1,1 1,2
N6oKa) 0,4 0,6 0,7 0,4 1,3 1,6
N60P60K60 0,5 0,7 0,7 0,5 1,4 1,6
N120P120K120 0,5 0,8 0,8 0,7 1,7 1,8
N60P120K120 0,4 0,7 0,7 0,6 1,7 1,7
N120P60K120 0,4 0,8 0,8 0,5 1,5 1,7
N120P120K60 0,4 0,9 0,9 0,5 1,5 1,5
NüoPüoKso + новосил 0,5 0,7 0,8 0,6 1,7 1,8
NüoPüoKso + эпин-экстра 0,5 0,8 0,8 0,5 1,7 1,8
НСР 05 0,1 0,1 0,1 0,1 0,3 0,3
2022 г.
Контроль 0,1 0,3 0,4 0,3 0,9 1,1
P6oKöo 0,3 0,8 0,9 0,3 1,2 1,2
N60P60 0,3 0,8 0,9 0,4 1,2 1,3
N60K) 0,4 0,6 0,8 0,4 1,2 1,4
N6oP6oKöo 0,4 0,8 0,8 0,5 1,4 1,6
N120P120K120 0,5 0,7 0,7 0,8 1,6 1,7
N60P120K120 0,3 0,7 0,8 0,5 1,4 1,6
N120P60K120 0,3 0,8 0,9 0,5 1,5 1,6
N120P120K60 0,3 0,9 0,9 0,5 1,4 1,6
NüoPüoKso + новосил 0,6 1,3 1,5 0,5 1,7 1,9
NüoPüoKso + эпин-экстра 0,6 1,1 1,1 0,6 1,8 1,9
НСР 05 0,2 0,2 0,3 0,2 0,4 0,6
6. Активность изоферментов пероксидазы в зерне ячменя в опыте 2021 г. (мккат в расчете на 1 г сухой массы)
Вариант
Созревшее зерно
Кислые (рН 5,5) Нейтральные (рН 7) Щелочные (рН 8)
Зерно 7-суточных проростков
Кислые (рН 5,5) Нейтральные (рН 7) Щелочные (рН 8)
2021 г.
Контроль 0,1 2,1 3,5 1,3 2,9 4,4
РбоКбо 0,2 2,2 3,7 1,4 2,9 4,6
N60P60 0,4 3,0 4,6 1,6 3,0 4,7
N60K60 0,4 3,1 4,9 1,9 3,8 5,6
N60P60K60 0,5 3,3 5,0 2,1 4,8 6,6
N120P120K120 0,7 4,5 6,7 3,1 6,8 8,7
N60P120K120 0,6 4,1 6,2 2,3 7,0 8,6
N120P60K120 0,8 4,7 6,0 2,1 6,7 8,7
N120P120K0 0,7 4,5 5,9 2,0 6,5 8,6
N60P60K60 + новосил 0,5 4,1 5,6 2,3 4,8 6,4
N60P60K60 + эпин-экстра 0,5 4,0 5,6 2,3 4,9 6,6
НСР 05 0,2 0,1 2,1 1,1 1,4 2,7
2022 г.
Контроль 0,1 2,9 4,3 1,4 3,0 4,6
P60K60 0,2 2,7 4,4 1,6 3,2 5,2
N60P60 0,4 3,5 4,8 1,7 3,8 5,5
N60K60 0,4 3,6 5,6 2,2 4,3 6,6
N60P60K60 0,5 4,2 5,5 2,4 5,1 7,5
N120P120K120 0,9 4,5 6,8 2,8 7,6 9,1
N60P120K120 0,7 4,6 6,8 2,9 6,7 8,5
N120P60K120 1,0 4,8 5,1 2,7 6,5 8,6
N120P120K0 0,9 4,4 6,2 2,7 6,4 8,5
N60P60K60 + новосил 0,6 4,8 6,2 2,4 5,2 7,8
N60P60K60 + эпин-экстра 0,7 4,7 6,0 2,5 5,8 7,9
НСР 05 0,2 0,5 1,3 0,4 0,7 1,5
В результате последействия удобрений в варианте МбоРбоКбо в проросшем зерне была повышена активность нейтральных изоферментов пероксидазы, которая еще в большей степени возрастала в варианте №2оР12сКш. Повышение активности в зерне проростков определенных изо-ферментов каталазы и пероксидазы усиливало в нем антиок-сидантную защиту, что улучшало его семенные свойства.
В проведенных опытах выявлено значительное влияние дозы азота бо кг/га на активность всех изоферментов а- и р-амилазы как в созревшем, так и проросшем зерне ячменя. При увеличении дозы азота до 12о кг/га возрастала активность всех изоферментов а-амилазы в созревшем и проросшем зерне, тогда как активность всех изоферментов р-амилазы уменьшалась вследствие
снижения растворимости эндосперма, вызванного повышенной концентрацией в зерне гордеинов.
При повышении уровня азотного питания растений ячменя в его созревших и проросших зерновках возрастала активность кислых каталаз. В созревшем зерне также возрастала активность кислых и нейтральных пе-роксидаз, а в зерне проростков - активность нейтральных пероксидаз.
Под действием возрастающих доз фосфора повышалась активность кислых и нейтральных а-амилаз, кислых каталаз в созревшем и проросшем зерне, кислых и щелочных р-амилаз в созревшем зерне, нейтральных пе-роксидаз в проросшем зерне. Высокая доза фосфора снижала активность р-амилаз в проросшем зерне.
В результате усиления калийного питания повышалась активность кислых каталаз в созревшем и проросшем зерне ячменя, активность нейтральных и щелочных а-амилаз в зерне проростков. При умеренной дозе калий повышал также активность нейтральных каталаз и пе-роксидаз в созревшем зерне. Калий в умеренной дозе повышал активность всех изоферментов ß-амилазы в созревшем зерне и снижал их активность в проросшем зерне. При высокой дозе калия в созревших зерновках снижалась активность нейтральных каталаз.
Под воздействием эпин-экстра возрастала активность кислых, нейтральных и щелочных изоферментов а-ами-лазы в созревшем зерне и кислых а-амилаз в зерне проростков, также повышалась активность нейтральных и щелочных ß-амилаз в созревшем зерне и щелочных - в зерне проростков, нейтральных и щелочных каталаз в созревшем зерне и нейтральных в проросших зерновках, а также нейтральных пероксидаз в созревшем зерне ячменя.
Под действием новосила возрастала активность щелочных а-амилаз, нейтральных и щелочных ß-амилаз, щелочных каталаз и нейтральных пероксидаз в созревшем зерне. Таким образом, по воздействию на активность изо-ферментов амилаз и каталазы в проросшем зерне ячменя хорошо себя показал фиторегулятор эпин-экстра.
Выводы. В опытах с разными режимами питания растений ячменя, проведенных на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве, показано, что более высокие показатели урожайности и качества зерна получены в варианте N120P120K120, в котором по сравнению с контролем урожай зерна возрастал более чем на 70 %, а содержание в зерне белков - на 2,7-4,4 %. В результате применения удобрений в проросших зерновках этого варианта повышалась активность кислых и нейтральных а-амилаз, кислых каталаз, нейтральных пероксидаз, что улучшало семенные свойства зерна.
Под воздействием азотного удобрения повышались зерновая продуктивность растений ячменя и накопление в зерне белков, активность кислых, нейтральных и щелочных изоферментов а-амилазы, кислых каталаз и нейтральных пероксидаз в созревшем и проросшем зерне, однако высокая доза азота (120 кг/га) снижала активность всех изоферментов ß-амилазы в зерне 7-суточ-ных проростков вследствие ухудшения растворимости эндосперма.
При внесении фосфора на фоне умеренных доз азота и калия (NeûKeû) повышалась урожайность ячменя, а содержание в зерне белков снижалось вследствие дефицита азота, тогда как на фоне высоких доз азота и калия в варианте N120P120K120 содержание в зерне белков существенно возрастало. Под действием возрастающих доз фосфора повышалась активность кислых и нейтральных а-амилаз, кислых каталаз в созревшем и проросшем зерне, нейтральных пероксидаз в зерне проростков. Высокая доза фосфора снижала активность ß-амилаз в проросшем зерне.
Под воздействием повышенной дозы калия в варианте N120P120K120 существенно повышались зерновая
продуктивность растений ячменя и содержание в зерне белков. В результате усиления калийного питания повышалась активность кислых каталаз в созревшем и проросшем зерне ячменя, активность нейтральных и щелочных а-амилаз в зерне проростков.
При обработке растений в фазе колошения растворами фиторегуляторов новосил и эпин-экстра лучшие результаты показал эпин-экстра, который повышал в зерне ячменя содержание белков на 0,6-1,2 %, а также активность кислых а-амилаз, щелочных ß-амилаз, нейтральных каталаз в созревшем и проросшем зерне, что улучшало его кормовые и семенные качества.
Литература
1. Евдокимова М.А. Оптимизация питательного режима дерново-подзолистой почвы под посевами ярового ячменя // Вестник Марийского госуд. универ. - 2016. - №1(5). - С. 10-18.
2. Завалин А. А., Пасынков А. В. Азотное питание и прогноз качества зерновых культур. - М.: ВНИИА, 2007. - 208 с.
3. НовиковН.Н., СоловьеваН.Е. Формирование качества зерна пивоваренного ячменя в зависимости от режима питания и применения фиторегуляторов при выращивании на дерново-подзолистой почве // Агрохимия. - 2019. - №2. - С. 43-51.
4. Тованчев И.В. Окупаемость фосфорных удобрений при выращивании ярового ячменя на дерново-подзолистой почве с различной окуль-туренностью // Плодородие. - 2017. - №2. - С.18-19.
5. Новиков Н.Н., Соловьева Н.Е. Формирование пивоваренных свойств зерна ячменя в зависимости от режима питания и применения фиторе-гуляторов при выращивании на дерново-подзолистой почве // Известия ТСХА. - 2020. - № 2. - С. 5-19.
6. Филатов А.Н., Мазуров В.Н., Храмой В.К., Арланцева Е.Р. Влияние способов обработки почвы и уровней минерального питания на урожайность и качество зерна ярового ячменя сорта Владимир в условиях Центрального района Нечернозёмной зоны // Известия ТСХА. - 2021.
- №1. - С. 18-28.
7. Пакуль В.Н. Селекция ярового ячменя в условиях рискованного земледелия // Достижения науки и техники АПК. - 2009. - №9. - С. 11-13.
8. Andersson A., Holm L. Effects of mild temperature stress on grain quality and root and straw nitrogen œncentration in malting barley сиМуаге // Journal of Agronomy and Crop Science. - 2011. - №197. - Р. 466-476.
9. Новиков Н.Н. Биохимические основы формирования качества продукции растениеводства: учеб. пособие. - М.: Изд-во РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева, 2014. - 194 с.
10. Новиков Н.Н., Мякиньков А.Г., Сычев Р.В. Влияние фиторегулято-ров на формирование урожая и пивоваренных свойств зерна ячменя при выращивании на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве // Известия ТСХА. - 2011. - № 3. - С.78-88.
11. Пономарева Ю.Н., Захарова О.А. Действие минеральных удобрений и регуляторов роста на урожайность и качество пивоваренного ячменя в условиях засухи // Вестник РГАТУ. - 2015. - №3(27). - С.36-42.
12. Новиков Н.Н., Шатилова Т.И., Романова Е.В. Влияние фиторегу-ляторов на формирование пивоваренных свойств зерна ячменя в условиях Центрально-Черноземного района // Плодородие. - 2015. - № 4(85). - С. 24-26.
13. ГамзаеваР.С. Влияние фиторегуляторов эпин и циркон на амило-литическую активность и содержание редуцирующих сахаров в 136 прорастающих зёрнах пивоваренного ячменя // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2016. - № 44. -С. 27-32.;
14. Новиков Н.Н., Исламгулова Р.Р. Сравнение активности амилаз и антиоксидантных ферментов (каталаз и пероксидаз) при солодораще-нии зерна различных сортов ячменя / Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естесственные науки. - 2022. - № 4. - С. 36-45.
15. ПлешковБ.П. Практикум по биохимии растений. - М.: Колос, 1985.
- 255 с.
16. Новиков Н.Н. Новый метод определения активности пероксидаз в растениях // Известия ТСХА. - 2016. - Вып. 3. - С. 36-46.
INFLUENCE OF NUTRITION REGIMES AND PHYTOREGULATORS ON YIELD AND GRAIN QUALITY OF SPRING BARLEY IN THE CONDITIONS OF THE CENTRAL REGION OF THE NON-CHERNOZEM ZONE
N.N. Novikov*, Doctor of Biological Sciences, A.N. Naliukhin, Doctor of Agricultural
Sciences, E.A. Filatov Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy, Pryanishnikova ul 6,127550 Moscow, Russia, *E-mail: tshanovikov(S>smail com
In experiments with different nutrition regimes of barley plants, carried out on sod-podzolic medium loamy soil, it was shown that higher yield and grain quality indicators were obtained in the N120P120K120 variant, in which, compared to the control, the grain yield increased by more than 70%, and the protein content in the grain by 2.7-4.4%. As a result of the aftereffect offertilizers in the sprouted grains of this variant, the activity of acidic and neutral a-amylases, acidic catalases, and neutral peroxidases increased, which improved the seed properties of the grain. Under the influence of nitrogen fertilizer, barley yield and accumulation ofproteins in grain, the activity of a-amylases, acid catalases and neutral peroxidases increased. When phosphorus was added against the background of moderate doses of nitrogen and potassium (N60K60), the barley yield increased, and the protein content in the grain decreased due to nitrogen deficiency. whereas against the background of high doses ofnitrogen and potassium in the N120P120K120 variant, the protein content in grain increased significantly. Under the influence of increasing doses ofphosphorus, the activity of acidic and neutral a-amylases, acidic catalases, and neutral peroxidases in the grain of sprouts increased. When treating plants in the heading phase with a solution of the phytoregulator Epin-extra, the protein content in barley grain increased by 0.6-1.2%, as well as the activity of acid a-amylases, alkaline f-amylases, neutral catalases in ripe and sprouted grain, which improved its forage and seed qualities.
Keywords: spring barley, feeding regimes, protein content and composition, amylase, catalase, peroxidase activity in grain.
УДК 631.824: 631.81.036 DOI: 10.25680/S19948603.2024.140.15
ЭФФЕКТИВНОСТЬ МАГНИЕВОГО УДОБРЕНИЯ АГРОМАГ В АГРОЦЕНОЗЕ С КАРТОФЕЛЕМ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ
Н.И. Аканова1, А.В.Козлова2, И.И.Серегина3, Полухин А.А.4, Кутырева Д.Е.1 1ФГБНУ «ВНИИ агрохимии имени Д.Н. Прянишникова» Россия, 127434, г. Москва, ул. Прянишникова, 31а 2 ООО «Русское горно-химическое общество», Россия, 115093, Москва, ул. Павловская, д. 7, [email protected], +7 495 789 65 30 3ФГБОУВО «РГАУ- МСХА имени К.А. Тимирязева» Россия, 127434, г. Москва, Тимирязевская ул., 49, e-mail: lapushkiniargau-msha.ru, 4 ФГБНУ ФНЦ зернобобовых и крупяных культур, Орловский муниципальный округ, посёлок Стрелецкий, Молодёжная улица, 10, корп. 1, +7 (4862) 40-32-24
Приведены результаты исследования эффективности магнийсодержащего удобрения в качестве мелиоранта в севообороте с картофелем. Выявлено прямое действие и последействие мелиорантов линейки АгроМаг марок А и В на урожайность и качество картофеля сорта Коломба, а также на изменение агрохимических и физико-механических свойств темно-серых лесных почвы. Установлено, что внесение магнийсодержащего мелиоранта увеличивает урожай клубней картофеля, наибольший урожай был получен при дозе 600 кг/га АгроМаг марка В и составил 18,0 т/га.
Ключевые слова: магнийсодержащего удобрения, мелиоранты, картофель, агроценоз, почвенно-климатические условия.
Для цитирования: Аканова Н.И., Козлова А.В., Серегина И.И., Полухин А.А., Кутырева Д.Е. Эффективность магниевого удобрения АгроМаг в агроценозе с картофелем в зависимости от почвенно-климатических условий// Плодородие. - 2024. - №5. - С. 70-74. DOI: 10.25680/S19948603.2024.140.15.
Продовольственной культуры пшеницы и риса играют важную роль в обеспечении жизнедеятельности людей. Третье место по значимости занимает картофель.
В настоящее время картофель возделывают на площади >20 млн га в 150 странах мира, а общее мировое производство составляет более 360 млн т. По прогнозам ФАО, производство картофеля может увеличиться до 500 млн т к 2025 году и до 750 млн т в 2030 г.
Магний (Mg2+) имеет решающее значение для жизне-деятельностирастений, формирования урожайности и качества продукции растениеводства. Магний2+ принимает участие в фотосинтезе, как главный компонент хлорофилла, ускоряет рост и накопление биомассы растения. От интенсивности синтеза хлорофилла во многом зависит качество продукции и срок её хранения [1].
Магний способствует увеличению поглощения питательных веществ из почвы, обеспечивает передачу энергии и регуляцию клеточных процессов [2, 3]. играет важную роль в транспортировке углеводов и [4] обеспечивает стабилизацию клеточных структур, в том числе, клеточных мембран, рибосом, митохондрий, хлоропластов и нуклеиновых кислот, что повышает функциональную эффективность растительных клеток [3, 5]. Магний влияет на интенсивность синтеза белка, деление клеток и репликацию ДНК [6-8].
Mg2+ способствует активации ферментов и устойчивости растений к различным стрессам окружающей среды [5; 9-11]. Магний имеет большое значение в синтезе и метаболизме белков, углеводов и нуклеиновых кислот [12-13].
