CC BY
68
УДК 631:816.3
Влияние гуминовых и микроудобрений на урожайность яровой пшеницы
B.С. ВИНОГРАДОВА1, доктор сельскохозяйственных наук, профессор
А.А. МАРТыНцЕВА1, аспирант
C.Н. КАЗАРИН2, главный агроном
Костромская ГСХА, Учебный городок, д. 34, п. Караваево, Костромской район, Костромская обл., 156930, Россия
2ОАО «Агрофирма «Планета» E-mail: [email protected]
Эффективность гуминовых (Гумат) и микроудобрений (Аквамикс) в технологии возделывания яровой пшеницы изучали в условиях СПК «Мир» Костромской области на дерново-подзолистых средне окультуренных почвах в период с 2011 по 2013 гг. Эффективность способов и вариантов их применения (обработка семян и посевов) оценивали по динамике морфофизиологических процессов, которые выражались в достоверном увеличении площади листьев на 32-46%, повышении продуктивности фотосинтеза в 1,21,3 раза и изменении в желательную сторону показателей таких элементов структуры урожая, как число продуктивных стеблей, масса 1000зерен и масса зерна в колосе. Самая высокая биологическая урожайность при обоих способах применения удобрения отмечена в вариантах с их совместным использованием. При обработке семян она составила 3,47 т/га, при опрыскивании посевов -3,64 т/га, что больше, чем в контроле, на 1,15 и 1,32 т/га соответственно. В случае двукратной обработки (семена и посевы) раствором гуминового удобрения и микроэлементов прибавка к контролю была не существенной - 0,42 т/га. Использование изучаемых удобрительных средств способствовало увеличению накопления сухого вещества в зерне, по сравнению с контролем (79%), на 1,1-4,8%. При этом содержание белка в продукции пшеницы достигало 14,0-14,2%, против 11,6% в контроле. В целом обработка семян и посевов гуминовыми и микроудобрениями в технологии возделывания яровой пшеницы на дерново-подзолистых средне окультуренных почвах Костромской области позволяет активизировать морфофизиологи-ческие процессы растений, повысить продуктивность культуры и улучшить качественные показатели зерна.
Ключевые слова: гуминовые удобре-1Я ния, микроудобрения, яровая пшеница, О урожайность.
Для цитирования: Виноградова В.С., Мар-ST тынцева А.А., КазаринС.Н. Влияние гуминовых z и микроудобрений на урожайность яровой s пшеницы //Земледелие. 2015. №1. С. 32-34. л
е д
е л м е З
тические звенья. Для реального повышения продуктивности агроценозов, наряду с управлением плодородием почв посредством физических и химических воздействий, необходимо проводить биологическую коррекцию продуктивности сельскохозяйственных культур. Ее методы аналогичны влиянию естественных факторов и не могут оказывать отрицательного воздействия на процессы роста и развития растений. К весьма эффективным способам биологической коррекции продуктивности культур относятся обработка семенного материала и опрыскивание посевов гуминовыми препаратами и минеральными водорастворимыми хелатными комплексами. Высокая биологическая активность этих веществ играет важную роль как в обеспечении биологической продуктивности системы растение - почва, так и в повышении ее устойчивости к неблагоприятным воздействиям [1].
Цель исследований - установить эффективность гуминовых и микроудобрений в технологии возделывания яровой пшеницы.
Схема опыта включала следующие варианты: без обработки (контроль); обработка семян Гуматом, 1 л/т; обработка семян Аквамиксом, 60 г/т; обработка семян Гуматом, 1 л/т и Аквамиксом, 60 г/т; обработка посевов Аквамиксом, 60 г/га; обработка посевов Гуматом, 1 л/ га; обработка посевов Гуматом, 1 л/га и Аквамиксом, 60 г/га; обработка семян и посевов Гуматом и Аквамиксом в ранее указанных дозах. При обработке семян удобрения растворяли в 10 л воды, при опрыскивании посевов - в 200 л. Полевые опыты проводили в 2011-2013 гг, на дерново-подзолистых почвах с рН 5,6-5,8, содержанием гумуса - 2,3%, азота - 6,12-6,60 мг/100 г подвижного
фосфора - 20-25 мг/100 г обменного калия - 18-20 мг/100 г почвы. Обработку семян осуществляли за 4-6 ч до посева, растений - в фазе кущения.
Особенность действия регуляторов роста заключается в том, что они активизируют физиолого-биохимические процессы в растениях и одновременно повышают устойчивость к стрессам и болезням [1].
Формирование каждого органа, как и целого растения пшеницы, проходит в соответствии с морфогенетической программой. Хотя все признаки генетически детерминированы, уровень реализации программы во многом зависит от воздействующих на организм факторов [2].
Отзывчивость яровой пшеницы на применение гуминовых и микроудобрений выразилась в достоверном увеличении площади ассимиляционной поверхности, числа листьев и стеблей на растении. В фазе стеблевания в среднем на одно растение было сформировано 1,3-2,2 стебля. При этом в варианте с обработкой растений гуминовым удобрением их было достоверно больше (2,2 шт.). При несущественных различиях высоты растений в фазе стеблевания между контролем и вариантами с обработкой семян (41,4-44,8 см), при опрыскивании посевов величина этого показателя было достоверно больше (47,2-49,9 см), количество сформировавшихся листьев в среднем составило 4,8-7,4 шт./растение. Опрыскивание посевов композицией Гумат+Аквамикс способствовало повышению площади листовой поверхности одного растения до 61,85 см2. В контроле при близких показателях по высоте растений и количеству листьев их площадь была существенно ниже и не достигала 29 см2 (28,94 см2).
Урожай создаётся в процессе фотосинтеза, когда в зелёных растениях образуется органическое вещество. Поэтому необходимо учитывать влияние элементов питания и регуляторных компонентов на формирование и работу фотосинтетического аппарата. Один из важнейших показателей физиологической активности растений - содержание активного хлорофилла в клетках. При
Для того чтобы растительно-почвенный комплекс функционировал нормально необходимо восстанавливать и восполнять утраченные биогеоцено-
1. Морфометрические показатели растений пшеницы, фаза стеблевания
(2011-2013 гг.)
Число сте- Средняя Число ли- Площадь
Вариант блей, шт./ высота рас- стьев, шт./ листьев, см2/
растение тений, см растение растение
Контроль 1,3 41,4 4,8 28,94
Обработка семян: Гумат 1,5 44,3 5,0 45,77
Аквамикс 1,5 42,6 4,5 38,44
Гумат+Аквамикс 1,7 44,8 5,4 35,82
Обработка посевов: Аквамикс 1,8 40,4 4,3 40,45
Гумат 2,2 47,2 7,4 50,21
Гумат+Аквамикс 1,6 44,2 5,6 61,85
Обработка семян и посевов: Гумат+Аквамикс 1,6 49,9 4,9 37,83
нср„й 0,3 3,51 1,29 8,09
Вариант Интенсивность фотосинтеза, мг СО2/час/см2 Интенсивность дыхания, мг СО2/час/г Концентрация хлорофилла, мг/г Продуктивность фотосинтеза, мг С/дм2/сут Ассимиляционное число
Контроль 1,00 1,07 1,51 1,96 0,66
Обработка семян: Гумат 4,20 1,01 2,04 2,80 2,05
Аквамикс 3,20 1,02 2,45 2,96 1,31
Гумат + Аквамикс 2,40 1,26 1,55 2,91 1,55
Обработка посевов: Аквамикс 1,20 1,91 1,67 2,47 0,72
Гумат 4,90 0,94 1,70 3,87 2,88
Гумат + Аквамикс 2,60 1,14 1,56 3,51 1,67
Обработка семян и посевов: Гумат + Аквамикс 0,53 0,10 2,53 3,39 0,21
этом важно не только наличие хлорофилла, но и условия его активной работы. Как известно, деятельность фотосинтетического аппарата в виде фотосистемы I и фотосистемы II напрямую зависит от обеспеченности микроэлементами, составляющими активные центры ци-тохромов и ферредоксинов.
В фазе цветения самая высокая интенсивность фотосинтеза отмечена при использовании Гумата как для обработки семян - 4,20 мг СО2/час/см2, так и для опрыскивания посевов - 4,90 мг СО2/ час/см2. Интересен факт достаточно высокого накопления хлорофилла в листьях растений в контроле (1,51 мг/г), которое сопоставимо с вариантом, предусматривающим обработку семян и посевов композицией Гумат + Аква-микс (1,56 мг/г). Однако, несмотря на наличие фотосинтетического аппарата, созданного в соответствиис генетической программой растений, в контроле отсутствовали условия для обеспечения его работоспособности. В результате ассимиляционное число, характеризующее активность работы молекул хлорофилла, у растений в этом варианте (0,66) было ниже, чем при использовании Гумата путем обработки семян - в 3,1 раза, опрыскивания посевов - в 4,4 раза (оптимальная величина этого показателя составляет 2-4). Таким образом, можно предположить, что растения в контроле испытывали острый дефицит химических компонентов - особенно микроэлементов, необходимых для запуска и активной работы электронно-транспортной цепи фотосистем ^е, Си, Мд и др.). Это подтверждают данные по
интенсивности фотосинтеза, которая у экспериментальных растений была в 4,24,9 раз выше, чем в контроле. Значительная часть образующихся органических соединений расходуется на процессы дыхания. Именно поэтому продуктивность фотосинтеза зависит от их интенсивности. Продуктивность фотосинтеза в контроле составила 1,96 мгС/дм2/сут, что в 1,2-1,3 раза ниже, чем в экспериментальных вариантах. Сопоставление результатов, полученных по фазам развития пшеницы, показало определённые закономерности изменения интенсивности физиологических процессов. В опытных вариантах растения дольше сохраняли в активном состоянии флаговый лист, заметно отличаясь по показателям интенсивности и продуктивности фотосинтеза. Ассимиляционное число у растений в контроле в фазе созревания находилось на уровне 0,7, тогда как в вариантах с обработкой семян оно в этот период достигало 2,4-3,0, а в случае обработки посевов - 3,6-4,1.
Размеры урожая зерна определяются взаимодействием органов растений, многообразием морфологических и биохимических изменений, происходящих под действием изучаемых факторов. Поэтому для оценки их эффективности необходимо учитывать не только размеры, но и структуру урожая.
Больше всего продуктивных стеблей (316 шт.) сформировали растения, семена которыхобрабатывали совместно Гуматом и Аквамиксом (табл. 3), что было существенно выше, чем в контроле (239 шт.). Такая ситуация, на наш взгляд, обусловлена тем,
что в этом варианте в период прорастания семян растения получили дополнительные энергетические ресурсы, которые позволили культуре полнее реализовать свой потенциал. Положительно отзывались растения и наопрыскивание композицией Гумат + Аквамикс. В этом варианте число продуктивных стеблей достигало 280 шт., что достоверно превышало величину этого показателя в контроле в 1,17 раза. Масса 1000 зёрен определяется полноценностью и выполненностью семян, самой высокой она была в варианте с обработкой посевов микроудобрением Аквамикс - 51 г. Величина урожая также зависит от соотношения массы стебля и колоса. В контроле масса колоса оказалась больше, чем соломины, в 1,9 раза, причем 2/3 массы колоса приходилось на зерно и 1/3 на побочную продукцию. В остальных вариантах соотношение массы соломины и колоса варьировало от 1:1,2 до 1:2,7, а большую часть массы колоса (3/4) составляло зерно. Самая высокая масса зерна с растения отмечена в вариантах с обработкой семян и с опрыскиванием посевов микроэлементами - 1,46 г. При этом число зерен в колосе при обработке семян составляло 30,9 шт., а при опрыскивании посевов - 25,2 шт. Определяющей показатель эффективности применяемых гуминовых и микроудобрений - биологическая урожайность. Обработка семян и опрыскивание посевов изучаемыми удобрительными средствами по отдельности и в композиции как самостоятельные
3. Элементы структуры урожая яровой пшеницы сорт Дарья (2011-2013 гг.)
Показатель Контроль Обработка семян Обработка посевов Обработка семян и посевов Гумат + Аквамикс НСР0,5
Гумат Аквамикс Гумат + Аквамикс Аквамикс Гумат Гумат + Аквамикс
Число растений шт/м2 182 186 214 200 172 180 192 202 10,71
Число продуктивных стеблей, шт./м2 239 248 244 316 255 251 280 249 14,78
Масса 1000 зёрен, г 40,1 41,6 41,0 44,2 51,0 42,6 43,4 40,2 1,16
Высота растения, см. 55,2 66,1 62,3 62,5 62,7 65,8 52,4 61,1 2,24
Масса растения, г 2,0 2,5 2,6 2,2 2,7 2,6 2,7 2,0 0,15
Масса соломы, г 0,7 0,8 0,7 0,8 1,0 1,1 0,9 2,3 0,05
Масса колоса, г 1,3 1,7 1,9 1,4 1,7 1,5 1,8 1,6 0,09
Число зёрен в колосе, шт. 26,2 28,4 30,9 26,2 25,2 28,4 32,4 33,8 1,46
Масса зёрен в колосе, г 1,10 1,23 1,46 1,19 1,46 1,26 1,31 1,21 0,08
Масса побочной продукции, г. 0,41 0,51 0,54 0,33 0,37 0,34 0,58 0,36 0,29
Биологическая урожайность, т/га 2,32 2,98 3,42 3,47 3,59 3,01 3,64 2,74 0,642
(О Ф
Ш, ь
Ф
д
ф ь
Ф
М О
сл
ВоПМЯИТ Урожайность, т/ Накопление сухого Содержание
Вариап1 га вещества, % белка, %
Контроль 2,13 79,0 11,6
Обработка семян:
Гумат 2,64 81,3 11,9
Аквамикс 2,58 80,1 12,4
Гумат + Аквамикс 2,73 82,6 14,2
Обработка посевов:
Аквамикс 2,69 82,0 12,6
Гумат 2,76 83,8 12,8
Гумат + Аквамикс 2,81 83,0 13,1
Обработка семян и
посевов гумат + Аквамикс 2,83 82,6 14,0
НСР0,5 0,29 - -
агроприемы обеспечили достоверную прибавку к контролю. Самая высокая биологическая урожайность при обоих способах применения отмечена в вариантах с совместным использованием удобрений: при обработке семян она составила 3,47 т/га, при опрыскивании посевов - 3,64 т/га, что больше, чем в контроле, на 1,15 и 1,32 т/га соответственно. При двукратной обработке (семена и посевы) раствором гуминового удобрения и микроэлементов прибавка к контролю была не существенной - 0,42 т/га.
Закономерность процессов, протекающих в агрофитоценозах при использовании гуминовых и микроудобрений, подтвердили результаты, полученные в производственных условиях. И хотя урожайность при механизированной уборке несколько ниже, качество продукции в вариантах с использованием изучаемых препаратов оставалось достаточно высоким. Наибольшая урожайность зерна (2,83 т/га) отмечена в случае обработке семян и посевов гуминовым и микроудобрением. При этом она несущественно отличалась от варианта с использованием такой же комбинации только при обработке посевов (2,81 т/га). Применение изучаемых удобрительных средств способствовало увеличению накопления сухого вещества в зерне, относительно контроля (79%), на 1,1 -4,8%. Одновременно содержание белка в продукции пшеницы достигало 14,0-14,2%, против 11,6% в контроле (табл. 4).
Анализ отдельных качественных показателей свидетельствует о том, что формирование хозяйственно полезной продукции во многом определяется нормальным функционированием системы «почва - микроорганизм - растение» [3,4].
Согласно нашим данным можно ■я с определённой долей вероятности о утверждать, что активность метабо-^ лических процессов в растительных ^ организмах связана с прикорневыми о» выделениями, стимулирующими уве-| личение численности физиологически ценных групп микроорганизмов. Так, ® в варианте с обработкой семян и по-5 севов композицией Гумат + Аквамикс $ численность аммонификаторов была
достаточно высокой и достигала 3,4 млн КОЕ/г почвы, что на 1,1 млн выше, чем в контроле. Одновременно отмечено увеличение активности фосфатмобилизую-щих и азотфиксирующих бактерий с 3927 тыс.КОЕ/г в почве в контроле, до 5547 тыс.КОЕ/г в варианте с обработкой семян и посевов гуминовым и микроудобрением. Деятельность микроорганизмов этих групп способствует повышению обеспеченности растений доступными соединениями фосфора и азота, что так же влияет на накопление белков.
Присутствие в системе природных химических компонентов в виде гуминовых кислот стимулирует работу биоце-нотического комплекса. В свою очередь, многие почвенные микроорганизмы продуцируют различные биологически активных вещества, для ферментативного синтеза которых необходимы микроэлементы. Эти соединения выступают регуляторными и конструктивными компонентами в процессе синтеза витаминов, аминокислот, белков и других важнейших соединений в организме растений. Кроме того, крупные фрагменты гуминовых веществ, двигаясь по аппопластному пути «собирают» продукты клеточных выделений и выводят их во внешнюю среду, где они становятся источниками питания для микрофлоры почвы. Это дает возможность клеткам растений не расходовать энергию на сложные выделительные процессы, а также снимает токсическое напряжение продуктами обмена веществ. Сэкономленная энергия направляется на другие жизненно важные этапы продукционного процесса. Именно такое сочетание можно считать энерго- и ресурсосберегающим - когда в системе всё расходуется и распределяется без потерь, с наибольшей выгодой для каждого звена трофической цепи [4].
Таким образом, обработка семян и посевов гуминовыми и микроудобрениями в технологии возделывания яровой пшеницы на дерново-подзолистых средне окультуренных почвах Костромской области позволяет активизировать морфофизиологи-ческие процессы растений, повысить продуктивность культуры и улучшить качественные показатели зерна.
1. Эффективность росторегулирующих соединений в сочетании с хелатами в зависимости от способов применения, фона удобрений и сортов картофеля разных сроков созревания / А.В. Коршунов, А.В. Митюшкин, К.А. Птицын, А.А. Емельянов // Достижения науки и техники АПК. 2013. №1. С. 14-16.
2. Алтухов А.И., Васютин А.С. Зерно России. М.: «ЭКОНДС-К». 2002. 432 с.
3. Чуманова Н. Н., Анохина О. В., Самаров В. М. Оценка влияния гумата калия на ростовые показатели и продуктивность ячменя и картофеля в условиях лесостепной зоны Кемеровской области. Вестник Российской академии естественных наук. Западно-Сибирское отделение. 2014. Вып. 16. С. 105-110.
4.Гумат «Плодородие». Урожай и качество. / Н.А.Лучник, В.С.Виноградова, В.И.Хитрова, О.В.Судмантас, С.Л.Дружинина; под общ. ред. Н.А.Лучника. - Кострома: кгУ им. Н.А.Некрасова, 2013.-275с.
Influence humic and microfertilizers on the productivity of spring wheat
V.S. Vinogradova1,
A.A. Martynceva1, S.N. Kazarin2
1 Kostroma State Agricultural Academy, Educational small town, 34, Kostromskoy district, 156930, Russia JSC «Agrofirm «Planet»
Summary. Efficiency humic and microfertilizers in technology of till of spring wheat studied in the conditions of the Kostromskoy area, SPK the «World», on sod-podzolic, middling long-cultivated soils, in a period with 2011po 2013god. The in-use receptions of application of humic and microfertilizers for treatment of seed and sowing of spring wheat estimated on the dynamics of morfofiziologicheskikh processes which was expressed in the reliable increase of area of leaves on 32-46%, increase of the productivity of photosynthesis in 1,2- 1,3raza and to sympathy of elements of structure of harvest, as a number of productive stems, mass of 1000zeren and mass of grain, is in an ear. The highest biological productivity at both methods of application is marked in variants with joint application of fertilizers: at treatment of seed it made 3,471/ ga, at sprinkling of sowing - 3,64 t/ga, that more than in control on 1,15 and 1,32 t/ga accordingly. At double treatment (seed and sowing) of humic fertilizer and oligoelementss solution an increase is to control. It is set researches, that application of receptions of treatment of seed and sowing humic and by microfertilizers in technology of tillof spring wheat, on sod-podzolic, middling long-cultivated soils of the Kostromskoy area, allows to activate the morfofiziologicheskie processes of plants, promote the productivity of culture and improve the high-quality indexes of grain.
Keywords: humic fertilizers, microfertilizers, spring wheat, productivity.
Author Details: V.S.Vinogradova, Dr. Agricultural Sci., Prof. (e-mail: bhz.buy@mail. ru); A.A. Martynceva, Post-graduate student; S.N. Kazarin, Head Agronomist.
For citation: Vinogradova V. S., Martynceva A.A., Kazarin S.N. Influence humic and microfertilizers on the productivity of spring wheat. Zemledelie. 2015. №1. pp. 32-34 (In Russ)
