CC BY
25
3. Структурные показатели растений Solanum tuberosum после обработки клубней НЧ SiO2
£ Количество клубней Масса клубней
§ с 1 растения, шт. с 1 растения, г
% сут. сут.
ffl 56-е 70-е 56-е 70-е
I 12 15 16,4±4,1 144,4±8,0
II 8 14 18,1±3,1 257,0±25,4*
III 3 12 22,9±0,5 358,2±23,7*
IV 8 13 150,0±4,0* 398,4±27,2*
V 6 10 106,2±6,2* 196,8±28,5*
VI 2 6 9,8±1,6 126±5,6
Примечание: *достоверное отличие от контроля при Р<0,05
кремния как биогенного макроэлемента в растениях.
Выводы. Обобщая полученные результаты по биологической активности НЧ оксида кремния в отношении модельного растения Solanum tuberosum, можно заключить, что на начальных этапах наноча-стицы способствовали торможению роста растений, но к концу экспозиции и в вегетационном и в полевом опыте оказывали стимулирующее действие на рост как надземных, так и подземных органов растений при дозе 180 мг.
Таким образом, проявление биологических
эффектов НЧ SiO2 напрямую зависит от концентрации и химической природы наноматериала и
от вида растений.
Литература
1. Ling Y., Yatts D. Particle Surface Characteristics May Play an Important Role in Phytotoxicity of Aluminia Nanoparticles // Toxicology Letters. 2005. Vol. 158. № 2. P. 122-132.
2. Zhu, H., Han, J., Xiao, J. Q. & Jin, Y. Uptake, translocation, and accumulation of manufactured iron oxide nanoparticles by pumpkin plants // Journal of Environmental Monitoring. 2008. Vol. 10. № 6. P. 713-717.
3. Коваленко Л.В., Фолманис Г.Э. Биологически активные нанопорошки железа. М.: Наука, 2006. 124 с.
4. Арсентьева И.П., Дзидзигури Э.Л., Захаров Н.Д. и др. // Перспективные материалы. 2004. № 4. С. 64-68.
5. Liang Y., Sun W., Zhu Y-G., Christie P. Mechanisms of siliconmediated alleviation of abiotic stresses in higher plants: a review // Environ Poll 2007. Vol. 147. № 2. P. 422-428.
6. E. Epstein. Silicon: its manifold roles in plants // Ann Appl Biol 155. 2009. P. 155-160.
7. Матыченков В.В. О подвижных формах кремния в растениях / В.В. Матыченков, Е.А. Бочарникова, А.А. Кособрюхов [и др.] // ДАН РАН. 2008. Т. 418. № 2. C. 279-281.
8. PosciC F., Mattiello A., Fellet G., Miceli F., Marchiol L. Effects of Cerium and Titanium Oxide Nanoparticles in Soil on the Nutrient Composition of Barley (Hordeum vulgare L.) Kernels // Int J Environ Res Public Health. 2016. Vol. 13. №6. pii: E577. doi: 10.3390/ijerph13060577.
9. Wang, F., Liu, X., Shi, Z., Tong, R., Adams, C. A., & Shi, X. Arbuscular mycorrhizae alleviate negative effects of zinc oxide nanoparticle and zinc accumulation in maize plants - A soil microcosm experiment // Chemosphere, 2016. V. 147. P. 88-97.
Влияние нормы высева и срока посева на семенную продуктивность горчицы белой и жёлтой
С.С. Жирных, к.с.-х.н, ФГБУН УдмФИЦ УрО РАН
Горчица — культура разностороннего использования. Одно из важнейших её достоинств — роль в севообороте [1]. В год потери гумуса под однолетними культурами составляют 0,4—1,0 т/га, под чистыми парами — 1,5—2,5 т/га. Остановить этот процесс можно за счёт высева сидератов [2, 3]. Горчица — культура, способная быстро развиваться и в короткий срок формировать значительный урожай зелёной массы. При урожайности горчицы 21 т/га (5,3 т/га сухого вещества) органического вещества и элементов минерального питания в почву поступит столько же, сколько при внесении 12,5 т/га навоза [4]. При заделывании зелёной массы горчицы в почве появляется больше полезных микроорганизмов, которые перерабатывают эту массу и обогащают почву минеральными соединениями. Горчица способна переводить труднорастворимые питательные элементы (фосфаты), недоступные для многих растений, в легкоусвояемую форму. Содержание во всех частях растения горчицы эфирных масел является хорошим профилактических средством от накопления в почве вредителей и грибковых инфекций; корни горчицы предотвращают развитие болезнетворных бактерий в почве. Растение подавляет возбудителей парши,
фитофтороза, фузариоза, развитие корневых гнилей. Это в свою очередь способствует снижению использования в аграрных системах химических средств защиты растений, выполняя экологическую роль [5, 6].
Кроме всего этого, горчица является одним из лучших ранних медоносов и в отдельные годы способна обеспечивать сбор мёда до 376 кг/га [7].
В семенах горчицы белой масла содержится 25—39%, жёлтой — 34—47%. Горчичное масло в сравнении с другими маслами имеет самый низкий кислотный показатель и дольше других сохраняет свои вкусовые свойства, стойко к окислению при хранении и термической обработке [8].
Считается, что горчица не так требовательна к сроку посева как, например, яровые зерновые. Но при более ранних сроках посева влажный верхний слой почвы способствует формированию более мощной корневой системы и листовой розетки, что повышает её конкурентоспособность относительно сорной растительности, такие посевы более стойко переносят засуху. Также ранний посев уменьшает вредоносность крестоцветных блошек [8, 9].
В силу биологических особенностей горчица сильно реагирует на изменение площади питания.
Сильно загущенные и, наоборот, изреженные посевы менее продуктивны. Редкие посевы в большой степени повреждаются основными группами фитофагов, загущенные — более устойчивы к листовым вредителям, но вследствие недостаточного света и взаимного угнетения растений ухудшается плодообразование, так как урожайность семян формируется в основном за счёт центральной кисти. Однако также есть мнение, что урожайность горчицы слабо зависит от нормы высева из-за высокой компенсационной способности формирования семян в изреженных посевах. При редком посеве горчица увеличивает семенную продуктивность за счёт роста количества ветвей второго и последующего порядков, доля которых в урожае семян достигает 70% [8, 10].
Исследуемые нами сорта горчицы (Радуга и Ника) выведены во Всероссийском НИИ масличных культур (г. Краснодар) и являются перспективными для возделывания во всех земледельческих регионах РФ. Рекомендуемая для них норма высева — 1,3—1,5 млн всхожих семян/га (горчицы белой — 7—8 кг/га, жёлтой — 5—6 кг/га). Однако для природно-климатических условий Удмуртской Республики такой нормы высева будет недостаточно.
Горчица жёлтая ранее в Удмуртии не высевалась. По данным Всероссийского НИИ масличных культур, она в сравнении с горчицей белой более высокорослая (до 160 см) и отличается высокой потенциальной урожайностью семян (3,0—3,5 т/га). Необходимо изучить возможность возделывания этой ценной культуры в условиях Среднего Предуралья.
Цель исследования — в условиях Удмуртской Республики изучить влияние срока посева и нормы высева на урожайность семян горчицы белой и жёлтой.
Материал и методы исследования. Исследование проводили на опытном поле Удмуртского НИИСХ в 2017 и 2018 гг. Объектом исследования являлась горчица белая сорта Радуга, горчица жёлтая — сорт Ника. Изучали три срока посева: 1-я (контроль);
2-я; 3-я декады мая и пять норм высева — 2,0; 2,5; 3,0 (контроль), 3,5 и 4,0 млн шт. всхожих семян/га (горчицы белой — 12—24 кг/га, жёлтой — 7,8— 15,7 кг/га).
Основную и предпосевную обработку почвы проводили в соответствии с зональными рекомендациями. Минеральное удобрение (азофоска) вносили под предпосевную культивацию в дозе ^5Р45К45. Посев был проведён травяной сеялкой СН-16 рядовым способом на глубину 1,5—2 см. В фазу всходов от крестоцветных блошек применялся инсектицид Шарпей (0,15 л/га). В фазу
3—5 настоящих листьев от сорняков использовался гербицид Галион (0,3 л/га). Уборка на семена проведена однофазно комбайном Сампо-130 в фазу полной спелости семян. При проведении иссле-
дования использовались методики, принятые в растениеводстве [11].
Почва опытного участка — хорошо окультуренная дерново-подзолистая среднесуглинистая, слабокислая, со средним содержанием гумуса, высоким — подвижного фосфора и обменного калия.
Результаты исследования. Погодные условия в формировании урожайности сельскохозяйственных культур имеют существенное значение.
Вегетационный период 2017 г. в целом можно охарактеризовать как холодный и влажный (табл. 1). Среднесуточная температура воздуха практически весь период была ниже среднемного-летних значений, количество осадков значительно превышало норму. Неблагоприятные погодные условия, особенно в период начала вегетации горчицы, не могли не сказаться на её росте и развитии. От недостатка тепла особенно страдали всходы горчицы жёлтой, так как она более теплолюбива. Вследствие холодной и дождливой погоды значительно увеличился вегетационный период. Обычно у горчицы белой он составляет 75—80, жёлтой — 75—85 дней, в условиях же данного года он составил соответственно 97—104 и 120—127 дней.
Погодные условия 2018 г. сложились более близкими к среднеклиматической норме. Исключение по температурным показателям составил июнь — на 2,3°С холоднее обычного. Вегетационный период горчицы белой составил 90—95, жёлтой — 100-110 дней.
В Удмуртской Республике вероятность сильной засухи возможна раз в четыре года, что является наиболее высоким в Нечернозёмной зоне. Засушливые явления в мае - июне возникают почти ежегодно. Исходя из этого, срок посева имеет большое значение. Однако в исследуемые годы осадков выпало достаточно, и всходы горчицы не испытывали недостатка влаги.
Срок посева горчицы белой в 2017 и 2018 гг. не оказал влияния на урожайность семян (табл. 2). В среднем за два года при посеве во 2-ю и 3-ю декады мая она составила 608 и 638 кг/га, что было на уровне контроля — 1-я декада (605 кг/га).
В среднем за два года при посеве с нормой высева 2,0 и 2,5 млн всхожих семян/га была получена наименьшая урожайность семян горчицы — 516 и 570 кг/га, что на 124 и 70 кг/га ниже контрольного варианта (НСР05 = 54 кг/га). С увеличением нормы высева до 3,5 и 4,0 млн урожайность составила 674 и 686 кг/га, или была на уровне контроля (640 кг/га). В вариантах с меньшей нормой высева (2,0 и 2,5 млн всхожих семян/га) растения горчицы были более развитые и соответственно наиболее продуктивные — 0,43 и 0,39 г семян/1 раст. С повышением нормы высева от 3,0 до 4,0 млн шт/га отмечалось снижение продуктивности растений до 0,28— 0,37 г. Более высокая урожайность, полученная в этих вариантах, была обеспечена большей густотой растений к уборке (213—296 шт/м2).
2. Урожайность семян горчицы белой и её структура в зависимости от срока посева и нормы высева
1. Температура воздуха и количество осадков в период вегетации горчицы
Месяц Среднесуточная температура воздуха, °С Сумма осадков, мм
норма отклонение от нормы по годам норма отклонение от нормы по годам, %
2017 2018 2017 2018
Май 11,6 -1,9 +0,1 39 119 101
Июнь 17,0 -2,1 -2,3 60 215 96
Июль 18,7 -0,4 +1,9 59 222 64
Август 15,7 +2,2 +0,7 64 81 56
Сентябрь 9,8 +0,7 +2,2 57 107 108
Норма высева, Урожайность по годам, кг/га Количество Масса Биологи-
млн шт/га (В) 2017 2018 среднее растений к уборке, шт/м2 семян с 1 растения, г ческая урожайность, г/м2
1-й срок посева - контроль (А)
2,0 490 508 499 144 0,44 63,4
2,5 550 583 566 172 0,40 68,8
3,0 (к.) 588 665 626 212 0,37 78,4
3,5 624 688 656 248 0,32 79,4
4,0 648 710 679 284 0,29 82,4
Среднее (А) 580 631 605 212 0,36 74,5
2-й срок
2,0 510 482 496 148 0,42 62,2
2,5 560 542 551 180 0,39 70,2
3,0 (к.) 620 638 629 215 0,36 77,4
3,5 680 674 677 261 0,32 83,5
4,0 675 704 690 297 0,28 83,2
Среднее (А) 609 608 608 220 0,35 75,3
3-й срок
2,0 580 524 552 155 0,44 68,2
2,5 604 580 592 187 0,39 72,9
3,0 (к.) 648 682 665 213 0,38 80,9
3,5 678 700 689 258 0,32 82,6
4,0 662 718 690 307 0,28 86,0
Среднее (А) 634 641 638 224 0,36 78,1
2,0 527 505 516 149 0,43 64,1
2,5 571 568 570 180 0,39 70,2
Среднее (В) 3,0 (к.) 619 662 640 213 0,37 78,8
3,5 661 687 674 256 0,32 81,9
4,0 662 711 686 296 0,28 82,9
НСР фактор (А) Fф<Fт Fф Fф Fф<Fт Fф Fф
НСР05 фактор (В) 46 58 54 24 0,03 7,4
Содержание масла в семенах горчицы белой в 2017 г. составляло 27,7%, в 2018 г. — 25,6%. При посеве нормой высева 3,0—4,0 млн всх. с/га выход масла с 1 га находился в пределах 170—183 кг (в среднем за два года исследования).
Горчица жёлтая по сравнению с горчицей белой — более засухоустойчивая и теплолюбивая. Холодная и дождливая погода, сложившаяся в мае — июне 2017 г., привела к формированию низкой урожайности. Наиболее угнетённое состояние растений отмечалось при посеве в 1-ю декаду мая, урожайность составляла 229 кг/га. При посеве во второй и третий сроки она составила 310 и 380 кг/га. В среднем же за два года исследования срок посева горчицы жёлтой не оказал влияния на урожайность семян, она была получена в пределах 385—432 кг/га.
При посеве с нормой высева 3,5 и 4,0 млн всх. с/га урожайность горчицы (472 и 489 кг/га) была получена на уровне контроля (447 кг/га) (табл. 3). При более редком посеве (2,0 и 2,5 млн) урожайность семян была наименьшей — 304 и 361 кг/га, что на 143 и 86 кг/га ниже, чем в контрольном варианте (НСР05 = 48 кг/га). В этих вариантах отмечалась наибольшая продуктивность растений — 0,27 и 0,26 г, но вследствие низкой густоты стояния растений к уборке (136 и 165 шт/м2) по урожайности они значительно уступили контролю. Более высокая урожайность при норме высева 3,0 и 4,0 млн вс. с/га была также обусловлена большей густотой растений к уборке (202—262 шт/м2).
Содержание масла в семенах горчицы жёлтой в 2017 г. составляло 43,4%, в 2018 г. — 38,2%.
3. Урожайность семян горчицы жёлтой и её структура в зависимости
от срока посева и нормы высева
Норма высева, Урожайность по годам, кг/га Количество Масса Биологическая
млн шт./га (В) 2017 2018 среднее к уборке, шт/м2 растения, г урожайность, г/м2
1-й срок посева - контроль (А)
2,0 160 386 273 131 0,25 32,8
2,5 177 480 328 152 0,24 36,5
3,0 (к.) 254 574 414 198 0,25 49,5
3,5 287 608 448 224 0,24 53,8
4,0 267 652 460 261 0,21 54,8
Среднее (А) 229 540 385 193 0,24 45,5
2-й срок
2,0 237 412 324 137 0,28 38,4
2,5 266 498 382 165 0,27 44,6
3,0 (к.) 345 588 466 203 0,25 50,8
3,5 336 624 480 226 0,25 56,5
4,0 364 647 506 256 0,22 56,3
Среднее (А) 310 554 432 197 0,25 49,3
3-й срок
2,0 260 368 314 140 0,28 39,2
2,5 284 462 373 177 0,26 46,0
3,0 (к.) 362 557 460 206 0,25 51,5
3,5 388 588 488 232 0,24 55,7
4,0 380 624 502 268 0,21 59,0
Среднее (А) 335 520 427 205 0,25 50,3
2,0 219 389 304 136 0,27 36,7
2,5 242 480 361 165 0,26 42,9
Среднее (В) 3,0 (к.) 320 573 447 202 0,25 50,5
3,5 337 607 472 227 0,24 54,5
4,0 337 641 489 262 0,21 55,0
НСР фактор (А) 62 Fф<Fт Fф Fф<Fт Fф<Fт Fф<Fт
НСР05 фактор (В) 46 56 48 20 0,02 44
В среднем за исследуемые годы при норме высева 3,0—4,0 млн всх. с/га выход масла с 1 га составил 179-196 кг.
Выводы. 1. Горчица жёлтая менее адаптирована к почвенно-климатическим условиям Удмуртской Республики, вследствие чего формирует более низкую урожайность семян по сравнению с горчицей белой.
2. В условиях достаточного выпадения осадков в весенне-летний период (май - июнь), срок посева не оказал влияния на урожайность семян. В среднем за два года исследования у горчицы белой она находилась в пределах 605-638 кг/га, горчицы жёлтой — 385-432 кг/га.
3. Наибольшая урожайность семян формируется при посеве нормой высева 3,0—4,0 млн всх. с/га, у горчицы белой она составила 640—686 кг/га, жёлтой — 447—489 кг/га.
4. По содержанию масла в семенах горчица жёлтая (38,2—43,4%) значительно превосходит горчицу белую (25,6—27,7%).
Литература
1. Дзюин Г.П., Дзюин А.Г. Биологизация земледелия в СевероВосточной зоне Нечерноземья: монография. Ижевск: ФГБНУ Удмуртский НИИСХ, 2014. 202 с.
2. Дзюин Г. П., Дзюин А.Г. Минеральный азот в адаптивно-ландшафтном земледелии: монография. ФГБНУ Удмурт-
ский НИИСХ. Ижевск: ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА, 2016. С. 74—76.
3. Дзюин А.Г. Эффективность торфонавозного компоста, сидератов и соломы в зависимости от глубины их заделки в почву // Вестник Ижевской государственной сельскохозяйственной академии. 2017. № 3 (52). С. 8—15.
4. Турусов В.И., Гармашов В.М., Абанина О.А. Уплотнённые и пожнивные посевы как приём повышения эффективности плодосмена // Совмещённые посевы полевых культур в севообороте агроландшафта: междунар. науч. экологич. конф. / под ред. И.С. Белюченко. Краснодар: КубГАУ, 2016. С. 44—47.
5. Мельник О.А., Яковина Е.П. Влияние экстракций отходов на прорастание семян ярового рапса и горчицы белой // Совмещённые посевы полевых культур в севообороте агро-ландшафта: междунар. науч. экологич. конф. / под ред. И.С. Белюченко. Краснодар: Куб ГАУ, 2016. С. 282—285.
6. Усанова З.И., Козлов В.В. Выращивать картофель по горчице белой выгодно // Картофель и овощи. 2015. № 12. С. 30—32.
7. Колбина Л.М. Медоносные ресурсы полевых угодий Удмуртской Республики // Среднерусская порода медоносных пчёл в стратегии развития мирового пчеловодства: монография / под общ. ред. А.З. Брандорф, М.М. Ивойловой. Киров: ФАНЦ Северо-Востока, 2019. С. 110—114.
8. Наумкин В.П., Велкова Н.И. Возделывание горчицы белой (ЗтарЬаШа) в условиях ЦЧР: монография. Орёл: Изд-во Орёл ГАУ, 2009. 308 с.
9. Новиков М.Н. Сидераты против сорняков // Земледелие. 1991. № 9. С. 62—63.
10. Курбангалиев Р.Н., Богатырёва А.С., Акманаев Э.Д. Влияние сроков и норм высева на урожайность сортов ярового рапса в Среднем Предуралье // Пермский аграрный вестник. 2018. № 1 (21). С. 64—65.
11. Макарова В. М. Структура урожайности зерновых культур и её регулирование: монография. Пермь: Пермская государственная сельскохозяйственная академия, 1995. 144 с.
