CC BY
32
УДК 633.111.:631.82+581.132
ВЛИЯНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ НА ИЗМЕНЕНИЕ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПОСЕВОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
И ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ
Ю. Р. Настина, аспирант; В. И. Костин, доктор с.-х. наук, профессор; Е. Н. Ерофеева, канд. биол. наук
ФГБОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия», Россия, т. (8-422) 55-95-16, е-таИ: [email protected]
Приводятся показатели продукционного процесса яровой пшеницы сорта Сим-бирцит. Рассматривается влияние микроэлементов - цинка и марганца - на фотосинтетическую деятельность яровой пшеницы. Установлено, что под действием этих элементов увеличиваются сухая масса и урожайность пшеницы. Наибольшую урожайность обеспечило применение 2п304+МпБ04.
Ключевые слова: микроэлементы, предпосевная обработка семян, ассимиляционная поверхность, фазы роста, сухая масса, чистая продуктивность фотосинтеза, урожайность.
Применение микроудобрений является составной частью мероприятий по повышению урожайности сельскохозяйственных культур, поскольку для нормального развития растений применение только минеральных или органических удобрений недостаточно [2]. Одним из агротехнических приемов повышения урожайности является предпосевная обработка семян растворами солей микроэлементов.
Целью наших исследований является изучение влияния предпосевной обработки семян микроэлементами на продукционный процесс и урожайность яровой пшеницы сорта Симбирцит в условиях лесостепи Среднего Поволжья.
Полевые опыты закладывались в 20092011 гг. на опытном поле Ульяновской ГСХА в четырехкратной повторности в соответствии с методическими указаниями Б. А. Доспехова (1985). Почва опытного поля - чернозем выщелоченный средне-мощный среднесуглинистый со следующей агрохимической характеристикой: рН 6,5, содержание гумуса 4,3...4,5 %, содержание подвижного фосфора и обменного калия по Чирикову соответственно 102.105 и 200 мг/кг почвы. Степень насыщенности основаниями составляет 96,4.97,9 %, сумма поглощенных оснований 25,5.27,8 мг-экв./100 г почвы. Содержание марганца и цинка в почве опытного участка низкое и составляет 30 мг/кг и 0,2 мг/кг соответственно. Опыты проводились на фоне минеральных удобрений и без их применения.
Агротехника - общепринятая для зоны, норма высева 5,5 млн. шт. всхожих семян на гектар.
Для удовлетворения потребности растений в микроэлементах использовали растворы солей цинка и марганца в виде сульфатов и хлоридов. Обработку семян проводили за 6.8 часов до посева 0,1 %-ным раствором солей микроэлементов из расчета 1.1,5 литра раствора на 1 центнер семян. Схема опыта: контроль; 2пС12; МпС12; 2пБ04; МпЭ04; 2пС12+МпС12; 2п804+МпБ04.
Накопление биомассы проводили путем взвешивания растительных проб по фазам роста и развития растений, определение ассимиляционной поверхности листьев - по Н. Н. Третьякову [13]. Чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) рассчитывали по А. А. Ничипоровичу [10].
Большое влияние на продуктивность яровой пшеницы оказывают погодные условия. Вегетационный период 2009 года характеризовался достаточным количеством осадков и оптимальным температурным режимом для развития растений. В период вегетации 2010 года сложились экстремальные условия: недостаток влаги перед посевом, высокие температуры воздуха (до +40 °С) и отсутствие осадков в летний период. Наиболее благоприятными метеорологическими условиями в период вегетации отличался 2011 год.
В работах многих исследователей [3, 5, 8, 11, 14] показано влияние предпосевной обработки семян микроэлементами на формирование листовой поверхности. Положительный эффект отмечен от большинства микроэлементов и физических воздействий. Результаты наших исследований показали (рис. 1, 2), что в фазу кущения на
800,00 600,00 400,00 200,00 0,00
Кущение Ш фон Контроль
И фон 2пО!2
Ш фон МпБ04
Выход в трубку Колошение Молочная спелость
0 фон МпО!2
0 фон 2пБ04
□ фон 2пО!2 + МпО!2
! фон 2пБ04 + МпБ04
Рис. 1. Площадь ассимиляционной поверхности яровой пшеницы на неудобренном фоне (среднее по годам исследований), см2/10 растений
неудобренном фоне формирование наибольшей ассимиляционной поверхности листьев 8,5 % происходит в варианте, где семена пшеницы обработаны сульфатом цинка. На удобренном фоне более интенсивное развитие листового аппарата пшеницы отмечается при обработке семян 2пБ04+МпБ04 и превышает контроль на 13,9 %. В фазу выхода в трубку на фоне естественного плодородия листовая поверхность больше под действием сульфата марганца, а на удобренном фоне - при совместной обработке семян 2пО!2+МпО!2, показатели выше контроля соответственно на 11,7 и 12,1 %. В фазу колошения на обоих фонах выращивания наблюдается наибольшее увеличение площади листовой поверхности в варианте, где проводилась предпосевная обработка семян пше-
ницы 2пБ04+МпБ04. А в фазу молочной спелости происходит уменьшение площади листовой поверхности во всех вариантах на обоих фонах выращивания, причем с применением хлорсодержащих солей более интенсивно, по сравнению с контрольным вариантом.
Предпосевная обработка семян растворами солей сульфатов оказывает положительное влияние на накопление сухой массы культуры (табл. 1), что может указывать на то, что растения испытывают потребность в сере. При недостатке серы замедляется фотосинтетическая активность в клетках растений, может происходить распад белков и накопление растворимых азотных соединений [12].
Наибольший прирост сухой массы растений отмечен в фазе молочной спелости пше-
700,00 600,00 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 0,00
Кущение
Ш фон Контроль ■ фон 2пО!2 □ фон МпБ04
Выход в трубку Колошение Молочная спелость ^ фон МпО!2
□ фон 2пБ04
□ фон 2пО!2 + МпО!2
I фон 2пБ04 + МпБ04
Рис. 2. Площадь ассимиляционной поверхности яровой пшеницы на удобренном фоне (среднее по годам исследований), см2/10 растений
Нива Поволжья № 3 (24) август 2012 15
ницы при обработке семян 2п804 + Мп804, где она в зависимости от фона выращивания составила 30,16 г и 32,99 г, что на 21,07 % и 21,33 % выше контроля.
Таблица 1
Накопление сухой массы, г/10 растений, под влиянием микроэлементов (2009-2011 гг.)
Рост и фотосинтез составляют основу единого продукционного процесса [10]. Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ), или нетто ассимиляции, является основным показателем фотосинтетической деятельности растений. Данный показатель подвержен достаточно сильному варьированию в зависимости от погодных условий и фазы развития культуры [10].
В среднем по годам исследований в течение индивидуального развития опытной культуры наиболее благоприятные условия для продукционного процесса создаются в варианте при использовании 2п804+Мп804 для предпосевной обработки семян, так как эти элементы являются синергистами (табл. 2). Максимальные показатели продуктивности фотосинтеза приходятся на фазу «выход в трубку - колошение», здесь отмечено превышение контроля на 14,2 и 11,6 % на неудобренном и удобренном фонах соответственно. В фазу «колошение - молочная спелость» ЧПФ при предпосевной обработке семян 2п804+ Мп804 на неудобренном фоне на 4,09 % выше, чем в контроле, а на удобренном фоне - на 15,02 %.
Незначительные отклонения при использовании хлоридов по сравнению с сульфа-
тами связано с тем, что сера является макроэлементом и более энергично вступает в метаболические процессы связанных с биосинтезом серосодержащих аминокислот, в том числе и белка, а хлор не включается в обменные процессы.
Таблица 2
Чистая продуктивность фотосинтеза, г/м2 в сутки, в зависимости от микроэлементов и минеральных удобрений (среднее за 2009-2011 гг.)
Фаза развития
Вариант - б у - утр ет ^ со нд Ф О ^ X - о <» т § ет ^ х доке * % э - е 1 * £ ч ? Ё ^ ^ о Я с ^ о О £
^ со * т ¡г ц ^ 2 о
X о Контроль 10,60 17,82 5,61
МпС12 10,56 17,08 5,50
-О гпсь 10,23 17,31 5,40
X си гп804 10,78 18,19 5,80
ю о Мп804 10,94 18,57 5,62
5 гпсь+мпсь 10,85 19,37 5,82
X гп804+Мп804 11,15 20,35 5,84
X о Контроль 10,67 18,57 6,19
МпС12 10,64 18,80 5,99
-О гпС12 10,60 18,34 5,69
X X гп804 10,70 19,84 6,93
си ^ Мп804 10,75 20,12 6,85
ю о гпС!2+МпС!2 11,25 19,30 6,80
£ 2п804+Мп804 11,73 20,72 7,12
Урожайность - интегральный показатель, сочетающий реализацию заложенного в геноме растения потенциала продуктивности с состоянием факторов среды и современных технологических приемов, используемых в качестве средств для более полного проявления метаболических возможностей той или иной возделываемой культуры [6]. Многими исследованиями установлено, что предпосевная обработка семян микроэлементами способствует повышению урожайности сельскохозяйственных культур [7, 1, 9, 15]. В Среднем Поволжье урожайность - величина непостоянная, поскольку сохранность урожая яровых в значительной степени зависит от погодных условий. В нашем опыте применение предпосевной обработки семян повлекло за собой повышение урожайности (табл. 3), которая в среднем по опыту получена наибольшей (2,37.2,65 т/га) при обработке семян 2п804 + Мп804. На неудобренном фоне урожайность увеличивается на 20,3 %, на удобренном фоне - на 18,3 % относительно контроля.
Фаза развития
Вариант Кущение Выход в трубку Колошение Молочная спелость
X о Контроль 1,18 4,68 17,11 24,91
МпС!2 1,20 4,68 16,95 24,51
15 гпС!2 1,20 4,63 16,72 23,71
X си гп804 1,34 5,08 18,42 26,95
Ю Мп804 1,28 5,19 19,41 28,15
^ 2пС!2+МпС!2 1,25 5,02 19,60 28,45
си X 2п804+Мп804 1,30 5,24 20,87 30,16
X Контроль 1,28 4,94 18,57 27,19
МпС!2 1,30 4,95 18,77 26,94
гпС!2 1,30 4,97 18,79 26,16
X X гп804 1,40 5,51 21,11 31,22
си л Мп804 1,48 5,54 21,22 31,25
ю о гпС!2+МпС!2 1,38 5,62 20,90 30,79
£ гп804+Мп804 1,51 5,96 22,45 32,99
Таблица 3
Урожайность яровой пшеницы, т/га
Вариант 2009 г. 2010 г. 2011 г. Сред- Прибавка
няя т/га %
Контроль 2,23 1 ,24 2,45 1,97 0 100,0
-О МПО!2 2,20 1,18 2,57 1,98 0,01 100,5
X си X гпсь 2,09 1 ,22 2,58 1,96 -0,01 99,4
^ о 2ПБ04 2,47 1,30 2,97 2,25 0,28 114,2
МПБ04 2,65 1 ,37 2,72 2,24 0,27 113,7
^ си 2ПО!2+МПО!2 2,51 1,32 2,97 2,27 0,30 115,2
X 2ПБ04+МПБ04 2,57 1 ,38 3,16 2,37 0,40 120,3
Контроль 2,45 1,05 3,22 2,24 0 100,0
МПО!2 2,38 0,96 3,40 2,25 0,01 100,4
X X X гпсь 2,24 0,98 3,49 2,24 0,0 100
си о ю « о 2ПБ04 2,65 1,18 3,70 2,51 0,27 112,05
МПБ04 2,77 1,12 3,66 2,52 0,28 112,5
£ 2ПО!2+МПО!2 2,70 1,15 3,70 2,51 0,27 112,05
2ПБ04+МПБ04 2,94 1 ,21 3,80 2,65 0,41 118,3
НОР05 Для фактора А (минеральные удобрения) 0,14 0,64 0,04
Для фактора В (микроэлементы) 0,26 0,12 0,08
Таким образом, предпосевная обработка семян растворами сульфатов цинка и марганца способствует усилению фотосинтетических процессов яровой пшеницы, что в результате приводит к повышению урожайности. Применение растворов солей хлоридов является нецелесообразным.
Литература
1. Баранова, Э. В. Продуктивность яровой пшеницы при применении биопрепаратов и микроэлементов в условиях Приамурья / Э. В. Баранова // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. - 2009. -№ 12(62). - С. 18-20.
2. Микроэлементы в сельском хозяйстве / С. Ю. Булыгин, Л. Ф. Демишев, В. А. Доронин и др. - Третье изд., перераб. и до-полн. - Днепропетровск, 2007. - С. 3.
3. Исайчев, В. А. Влияние макро- и микроэлементов в их взаимодействии на фи-зиолого-биохимические процессы и продуктивность растений яровой пшеницы: авто-реф. дис. ... канд. биол. наук / В. А. Исай-чев.- Казань, 1997. - 18 с.
4. Кефели, В. И. Физиологические основы конструирования габитуса растений / В. И. Кефели. - М.: Наука, 1994. - 270 с.
5. Костин, В. И. Теоретические и практические аспекты предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур физическими и химическими факторами / В. И. Костин. - Ульяновск, 1998. - 120 с.
6. Линг, С. С. Физиологические основы использования новых защитно-стимулирующих составов для предпосевной обработки семян зерновых культур / С. С. Линг, Л. Ф. Кабашникова // Роль адаптивной интенсификации земледелия в повышении
эффективности аграрного производства: сб. науч. трудов Междунар. конференции. -Жодино, 1998. - Т. 2. - С. 155-157.
7. Мальгин, М. А. Действие марганцевых удобрений на качество зерна яровой пшеницы и сахарной свеклы / М. А. Мальгин // Труды Алтайского СХИ. - 1966. -Вып. 9. - С. 77-83.
8. Мударисов, Ф. А. Изучение действия пектина и микроэлементов на зимостойкость и качество озимой пшеницы: дис. . канд. сельскохозяйственных наук / Ф. А. Мударисов. - Казань, 2001. - 178 с.
9. Никитин, С. Н. Влияние препаратов ЖУСС на урожайность яровой пшеницы / С. Н. Никитин // Научные труды Ульяновского НИИСХ. - Ульяновск, 2010. - С. 236-238.
10. Ничипорович, А. А. Фотосинтез и теория получения высоких урожаев / А. А. Ничипорович. - М.: Изд-во АН СССР, 1956. - 94 с.
11. Семенов, А. Ю. Влияние предпосевной обработки семян пектином и микроэлементами на физиолого-биохимические процессы и урожайность озимой ржи: авто-реф. дис. ... канд. с.-х. наук / А. Ю. Семенов. - Казань, 2002. - 16 с.
12. Сискевич, Ю. И. Мониторинг содержания серы в пахотных почвах Липецкой области / Ю. И. Сискевич // Агрохимический вестник. - 2007. - № 3. - С. 6-9.
13. Практикум по физиологии растений / Н. Н. Третьякова, Т. В Карнаухова, Л. А. Па-ничкин и др. - 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Агропромиздат, 1990.
Нива Поволжья № 3 (24) август 2012 17
14. Хованская, Е. Л. Влияние обработки семян пектином и микроэлементами на урожайность и качество яровой пшеницы в условиях лесостепи Поволжья: автореф. дис. . канд. с.-х. наук / Е. Л. Хованская. -Пенза, 2001. - 22 с.
15. Цыганов, А. Р. Применение микроудобрений, биопрепаратов и регуляторов роста при возделывании овса / А. Р. Цыганов, О. И. Мишура, С. З. Лабуда // Агрохимический вестник. - 2008. - № 1. - С. 15-17.
