CC BY
46
УДК 633.11»324»:631.811.98:632.11
Влияние Эпина-Экстра на урожай и качество зерна озимой пшеницы в засушливых условиях Ставрополья
А.Н. ОРЕХОВА, Н.В. ДУДЕНКО, кандидаты биологических наук
Ставропольский НИИ сельского хозяйства
E-mail: [email protected]
В полевых опытах исследовали влияние Эпина-Экстра на продуктивность озимой пшеницы. Установлено, что в засушливых условиях Ставропольского края обработка растений озимой пшеницы препаратом приводит к повышению урожайности и увеличению содержания клейковины.
Ключевые слова: озимая пшеница, Эпин-Экстра, фотосинтез, урожайность, качество зерна.
На территории Ставрополья наблюдается устойчивый рост среднегодовых температур, а также увеличение продолжительности атмосферной засухи: по зонам края этот показатель за последние 10 лет повысился на 19-42 % [1]. Как известно, недостаток влаги и повышенная температура оказывают отрицательное действие на рост и развитие растений, нарушают продукционный процесс, что приводит к значительным потерям урожая. В связи с этим проблема засухоустойчивости растений становится все более актуальной.
Один из перспективных способов повышения устойчивости растений к засухе - использование физиологически активных веществ [2]. Современные регуляторы роста растений стероидной, тритерпеновой, феноль-ной природы получены из природных источников или являются синтетическими аналогами природных веществ. Обладая широким спектром физиологической активности, регуляторы роста не только стимулируют о физиолого-биохимические процес-^ сы, но и повышают устойчивость ра-^ стений к различного рода стрессовым ф воздействиям [3]. Эксперименталь-| ные данные свидетельствуют о по-¡3 ложительном влиянии рострегулиру-® ющих веществ на урожайность и ка-§ чество зерна в условиях засухи.
09
36
Исследования, проведенные учеными Ставропольского НИИСХ, показали, что под действием регуляторов роста Эпин-Экстра и Силк повышается водоудерживающая способность листовых пластинок и содержание в них прочносвязанных фракций хлорофилла, что приводит к повышению засухоустойчивости озимой пшеницы [4, S]. Некорневая азотная подкормка в репродуктивный период совместно с обработкой посевов Эпином-экстра позволяет существенно повысить содержание белка и сырой клейковины в зерне [6].
Нами изучено влияние препарата Эпин-Экстра на формирование урожая и качество зерна озимой пшеницы (Tríticum aestivum L.) сортов Дар Зернограда и Краснодарская 99. Дар Зернограда - среднерослый (ВНИ-ИЗК им. И.Г. Калиненко), Краснодарская 99 - короткостебельный сорт (КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко). Первый относится к «сильной», второй - к «ценной» пшенице.
Исследования проводились на базе Ставропольского НИИСХ в 20062007 гг.
Почва опытного участка - чернозем обыкновенный мощный мало-гумусный с содержанием гумуса в слое 0-20 см до 4-S %. Обеспеченность фосфором повышенная (39,8 мг/кг почвы), калием - средняя (240 мг/кг). Содержание нитратного азота перед посевом озимой пшеницы -17 мг/кг почвы. Предшественник -черный пар. Норма высева - 4,S млн семян на 1 га. Площадь делянки -20 м2, повторность - четырехкратная.
Посевы озимой пшеницы обрабатывали препаратом Эпин-Экстра (действующее вещество 24-эпиб-рассинолид) в дозе 30 мл/га в фазы колошения (VIII этап органогенеза) или молочной спелости (XI этап органогенеза) [7].
Содержание хлорофилла определяли согласно методике [8], технологическое качество зерна - в соот-
ветствии с методами ГОСТа. Результаты обрабатывались статистически
[9] с использованием компьютерной программы Excel.
Погодные условия 2006 г. были достаточно сложными для роста и развития озимой пшеницы. Засушливая осень не позволила провести посев в оптимальные сроки, поэтому растения ушли в зиму слабо раскустившимися. К фазе колошения дефицит влаги составил S1 % относительно среднемноголетнетних значений.
Осенний сев под урожай 2007 г. проходил при низких влагозапасах в пахотном горизонте почвы и повышенной температуре воздуха. Период налива зерна характеризовался остро засушливыми условиями - за июль выпало всего лишь 4 мм осадков, среднемесячная температура была на 1,9-2,9 °С выше среднемно-голетней. Тем не менее, за счет благоприятных условий влагообеспечен-ности в зимне-весенний период и оптимального температурного режима в период вегетации урожайность озимой пшеницы осталась на достаточно высоком уровне. Атмосферная засуха в конце репродуктивного периода способствовала формированию высокого качества зерна.
Таким образом, погодные условия во время проведения исследований в целом были типичными для зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края - характеризовались засухой во время налива зерна.
Применение Эпина-Экстра привело к увеличению содержания хлорофилла на разных этапах органогенеза во всех органах как в 2006, так и в 2007 гг. В среднем за два года у сорта Дар Зернограда в флаговом листе этот показатель повысился в фазе формирования зерновки на 6,6 %, в фазе начала молочной спелости - на 12,6 %, в молочную спелость - на 63,S %, у сорта Краснодарская 99 -соответственно на 8,S, 1S,8 и 47,4 %. Увеличение концентрации хлорофилла на 30,1 % отмечалось и в стебле в фазе молочной спелости у сорта Краснодарская 99.
Как известно, содержание хлорофилла - один из важнейших показателей фотосинтетической деятельности растений, которая так или иначе связана с их продуктивностью
[10]. На наш взгляд, важно, что Эпин-Экстра увеличивает содержание хлорофилла не только в вегетативных, но и в репродуктивных органах, по-
I. Влияние Эпина-Экстра на величину хозяйственного урожая, содержание клейковины и ее качество у сортов озимой пшеницы (в среднем за 2006-2007 гг.)
Вариант Урожайность, ц/га Содержание клейковины, % Показатель ИДК, у.е.
I 2 1 2 1 2
Контроль Эпин-Экстра, VIII 57,4 63,2 76,4 78,8 27,8 29,8 26,8 26,7 79,3 73,3 79,7 80,6
Эпин-Экстра, XI 59,0 76,7 29,2 27,8 77,7 81,8
НСР05 2,0 1,6
Примечание. I - Дар Зернограда, 2 - Краснодарская 99.
скольку доля колоса в снабжении развивающейся зерновки ассимиля-тами, а значит, и в создании хозяйственно ценной части урожая составляет, по данным разных авторов, от 10 до SO % и выше [10-12].
В наших опытах содержание хлорофилла в элементах колоса при использовании Эпина-Экстра увеличивалось до 60 % у обоих сортов, что важно для формирования урожая и его качества. Такая же закономерность наблюдалась и в зерновках. Синтез запасных белков - процесс, требующий больших затрат энергии. Организация белкового комплекса в зерновках происходит за счет азотистых веществ, которые были транспортированы в колос из вегетативных органов и при участии ассими-лятов самого колоса. О значимости фотосинтеза для формирования клейковинных белков говорит и распределение клейковины в зерновке (уменьшение ее содержания от периферии к центру), поскольку хло-рофиллоносной тканью в ней служит лишь перикарпий (оболочка) [13, 14].
Изменения количественного и качественного состава пигментов при воздействии Эпина-Экстра можно объяснить изменением гормонального статуса растения [1S-18]. Вероятно, влияние препарата на содержание хлорофилла связано с воздействием эпибрассинолида на синтез
цитокининов. Под влиянием цитоки-нинов возрастает интенсивность фотосинтеза, усиливается сопряженность транспорта электронов с фос-форилированием [19], повышается содержание хлорофилла [20-22]. За счет этого во всех наземных органах накапливается дополнительное количество органического вещества, которое создает резерв для процессов реутилизации углеводов в развивающиеся зерновки и, как следствие, приводит к повышению урожайности.
В засушливых условиях 2006 и 2007 гг. при обработке посевов Эпи-ном-Экстра на VIII этапе органогенеза урожайность зерна обоих сортов повысилась на 10,1 %. При использовании препарата на XI этапе урожайность менялась незначительно (табл. 1).
Погодно-климатические условия способствовали высокому накоплению клейковины в зерне среднерос-лого сорта Дар Зернограда (см. табл. 1). У короткостебельного сорта Краснодарская 99 повышенная функциональная активность колоса [23] способствовала продолжительной работе ассимиляционного аппарата, что тоже приводило к накоплению клей-ковинных белков. Содержание клейковины у изучаемых сортов под действием обработки препаратом как на VIII, так и XI этапах органогенеза уве-
личивалось без существенного изменения ее качества, что объясняется влиянием 24-эпибрассинолида на активацию синтетических процессов в созревающих зерновках [24].
Оценка экономической эффективности применения препарата Эпин-Экстра при возделывании озимой пшеницы на разных этапах репродуктивного периода приведена в таблице 2. Расчеты свидетельствуют о преимуществе обработки посевов Эпи-ном-Экстра в фазе колошения. Полученный прирост урожая в денежном эквиваленте в сравнении с дополнительными затратами обеспечивает высокий уровень окупаемости.
Таким образом, в засушливых условиях Эпин-Экстра оказывает положительное влияние на содержание хлорофилла во всех органах озимой пшеницы (в листьях, стебле, колосе и зерновках), что положительно сказывается на урожайности. Обработка посевов препаратом на VIII этапе органогенеза приводит к существенной прибавке урожая. Кроме того, количество клейковины увеличивается без изменения ее качества, за счет чего повышается содержание запасных белков, которые имеют важное значение как структурная основа клейковины, определяющая реологические характеристики теста и хлебопекарные качества муки.
Литература
1. Абалдов А.Н., Желнакова Л.И., Антонов С.А., Дзыбов Д.С. и др. Атлас. Изменение климата и основные направления корректировки систем земледелия на Ставрополье (рекомендации) - Ставрополь, 2007.
2. Прусакова Л.Д., Малеванная Н.Н., Белопухов С.Л., Вакуленко В.В. Регуляторы роста растений с антистрессовыми и иммуннопротекторными свойствами //Агрохимия, 2005. - № II. - С.76-86.
3. Прусакова Л.Д., Чижова С.И. Применение брассиностероидов в экстремальных для растений условиях//Агро-химия, 2005. - № 7. - С. 87-94.
4. Квасов Н.А. Влияние регуляторов роста на фотосинтетическую деятельность и продуктивность посевов сортов озимой пшеницы с разными морфофизиологи-ческим признаками/Мат. Всерос. конф. < «Роль биотехнологии в экологизации | природной среды, в питании и здоровье ^ человека». - Ставрополь, 2001. - С.137- | 138. <
5. Нешин И.В., Мясоедова С.С., Бар-хатова О.А., Давидянц Э.С., Дуденко P Н.В., Орехова А.Н. Роль регуляторов роста в повышении продуктивности озимой о
2. Экономическая эффективность использования Эпина-Экстра при возделывании озимой пшеницы (в среднем за 2006-2007 гг.)
Урожай- Себестои- В расчете на Рента- Окупаемость
Вариант ность, мость 1 га, тыс. руб бельность, затрат урожаем
ц/га 1 ц, руб. выручка прибыль % кг/руб. руб/руб.
Дар Зернограда
Контроль 57,40 134,43 28,00 20,12 260,77 0,82 3,46
Эпин, VIII 63,15 123,08 31,07 23,11 297,28 0,88 3,76
Эпин, XI 59,00 132,02 28,92 20,94 268,86 0,82 3,51
Краснодарская 99
Контроль 76,38 102,47 36,57 28,69 366,57 1,11 4,59
Эпин, VIII 78,78 99,93 38,00 30,03 381,63 1,11 4,68
Эпин, XI 76,67 102,89 36,88 28,91 366,50 1,09 4,55
пшеницы//3емледелие, 2012. - № 3. -С. 25-27.
6. Нешин И.В., Дуденко Н.В., Орехова А.Н. Влияние поздних обработок азотом и эпином на формирование урожая и качество зерна озимой пшеницы/Сб. матер. межд. науч.-практ. конф. «Актуальные вопросы экологии и природопользования». - Ставрополь, 2005. - Т. 2 -С. 222-226.
7. Куперман Ф.М. Морфофизиология растений - М.: Высшая школа, 1984. -240 с.
8. Милаева Я.П., Примак И.П. Сравнительное определение количества пигментов в листьях кукурузы и табака ускоренным методом/Селекция и семеноводство. - Киев, 1969. - Вып. 12. - С. 69-72.
9. Лакин Г.Ф. Биометрия - М.: Высшая школа, 1980. - 293 с.
10. Андрианова Ю.Е., Тарчевский И.А. Хлорофилл и продуктивность растений -М.: Наука, 2000. - 135 с.
11. Bireska H., Wojcieska U., Zienkie-wicz E. Ear contribution to photosynthetic activity in winter cereals. Past II winter Rye
- Bull. Acad. Polan. Sci., Ser. Biol., 1968.
- V. 16. - № 4. - P. 257-260.
12. Glavezevski S., Kozlowska-Ptas-zynska Z. Aktywnosc fotosyntetyczna wiech i organov wegetatywnych owsa w zalez-nosci od cech odmianowych oraz poziomu nawozenia azotowego. - Pamiet. Pulaw, 1975. - T. 64. - S. 111-120.
13. Дунаева С.Е. Особенности ультраструктуры хлоропластов перикарпия зерновки мягкой пшеницы - Доклады АН СССР, 1980. - Т. 255. - № 2. - С. 504506.
14. Кириченко Е.Б. Физиологическая роль пластидного аппарата генеративных органов и зерновок хлебных злаков/ Цитолого-эмбриологические и генетико-биохимические основы опыления и оплодотворения у растений. - Киев: Науко-ва думка, 1981. - С. 121-126.
15. Курапов П.Б., Скоробогатова И.В., Слушева А.Г., Козик Т.А. Гормональный баланс и продуктивность растений пшеницы, ячменя и картофеля под влиянием обработки эпибрассинолидом//Сель-скохозяйственная биология, 1996. - № 5. - С. 99-104.
16. Авальбаев A.M., Безрукова М.В., Шакирова Ф.М. Гормональный статус обработанных 24-эпибрассинолидом проростков пшеницы/Тез. докл. V Съезда Общества физиологов растений России и межд. конф. «Физиология растений
^ - основа фитобиотехнологии». - Пенза, § 2003. - С. 369.
рд 17. Лихачева Т.С. Влияние эпибрас-2 синолида на гормональный баланс, энер-ш годающие процессы, рост и продуктив-| ность растений (томаты, фасоль): Авто® реф. дис. ... канд. биол. наук. - М., 2004. ш - 22 с.
2 18. Колотовкина Я.Б. Физиолого-био-
ф
m
38
химическое действие эпибрассинолида и экоста на растения гречихи в связи с продуктивностью: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - М.: МСХА им. К.А.Тимирязева, 2004. - 21 с.
19. Якушкина Н.И., Похлебаев С.М. Особенности гормонального регулирования фотохимической активности хло-ропластов//Биологические науки, 1982.
- № 3. - С. 67-70.
20. Mothes К. The Role of Kinetin in Plant Regulation//Colloques Int. Center Nate. Recherche Sci., 1964. - V. 123. - P. 131141.
21. Кулаева О.Н. Цитокинины, их структура и функции. - М.: Наука, 1973.
- 264 с.
22. Борзенкова Р.А., Некрасова Г.Ф., Крылова Т.Н. Сравнительное действие брассинолида и 6-БАП на фотосинтетическую активность и водный режим изолированных листьев картофеля/Матер. III Межд. конф. «Регуляторы роста и развития растений». - М., 1995. - С. 49.
23. Игошин А.П. Формирование колоса и зерновая продуктивность сортов яровой пшеницы в связи с морфологической структурой и фотосинтетической деятельностью растений: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Казань, 1984. - 16 с.
24. Орехова А.Н., Максютова Н.Н., Нешин И.В., Дуденко Н.В. Влияние эпиб-рассинолида на формирование комплекса запасных белков и качества зерна озимой пшеницы//Агрохимия, 2007. -№ 11. - С. 36-41.
Статья поступила в редакцию 25.11.2013
Influence of Epin-extra on the yield and quality of winter wheat in droughty conditions of Stavropol region
A.N. Orekhova, N.V. Dudenko
In field experiments investigated the effects of Epin-extra on the productivity of winter wheat. Found that in the arid conditions of Stavropol region application of Epin-extra on plants of winter wheat leads to increased productivity and increased gluten content. Keywords: winter wheat, Epin-extra, photosynthesis, yield, grain quality.
УДК 635.656:631.816:631.811.98
Отзывчивость гороха
на удобрения и регуляторы роста
H.Е. НОВИКОВА, доктор сельскохозяйственных наук С.Н. ГРОШЕЛЕВ
Орловский государственный аграрный университет E-mail: pnv@orei. ru С.В. БОБКОВ, кандидат сельскохозяйственных наук Всероссийский НИИ зернобобовых и крупяных культур
Установлена возможность повышения урожайности гороха безлисточкового морфотипа и сбора белка с гектара, применяя обработку семян регуляторами роста и позднюю некорневую подкормку посевов азотом.
Ключевые слова: горох, некорневая подкормка, регуляторы роста, урожайность, содержание белка.
Увеличение производства растительного белка относится к одной из наиболее трудно решаемых задач, что обусловлено существованием отрицательной корреляции между урожайностью и содержанием белков в зерне. Теоретическая и экспериментальная разработка данной проблемы проводится в двух основных направлениях: селекционно-генетическом и агротехническом. Считают, что климат и технологии выращивания больше влияют на изменение содержания белка в зерне, чем генотипические особенности сорта [1], при этом на уровне средовых различий отрицательная корреляция может быть обусловлена ограниченностью ресурсов азота [2].
Особое место в решении белковой проблемы принадлежит зернобобовым культурам, и в частности гороху, обладающему высоким содержанием белков в семенах. Однако за последние 50-70 лет селекции на семенную продуктивность эта культура уже утратила в среднем
I,5 % сырого протеина [3]. В такой ситуации большое значение приобретает разработка элементов технологий, направленных на получение зерна высокого качества у сортов гороха нового поколения.
