Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Агроэкологическая эффективность предпосевного обогрева и обогащения марганцем семян риса, выращиваемого в условиях правобережья реки Кубань

ВАК РФ 06.01.04, Агрохимия

Автореферат диссертации по теме "Агроэкологическая эффективность предпосевного обогрева и обогащения марганцем семян риса, выращиваемого в условиях правобережья реки Кубань"

На правах рукописи

Дмитренко Наталья Николаевна

005003712

АГРОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРЕДПОСЕВНОГО ОБОГРЕВА И ОБОГАЩЕНИЯ МАРГАНЦЕМ СЕМЯН РИСА, ВЫРАЩИВАЕМОГО В УСЛОВИЯХ ПРАВОБЕРЕЖЬЯ РЕКИ КУБАНЬ

Специальность 06.01.04 - агрохимия

2 * НОЯ 2011

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Краснодар - 2011

005003712

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет»

Научный руководитель: доктор биологических наук, чл.- корр.

Россельхозакадемии, Шеуджен Асхад Хазретович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор Серпуховитина Ксения Алексеевна

Ведущая организация - Майкопский государственный технологический университет

Защита диссертации состоится 14 декабря 2011 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 006.26.01 в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт риса по адресу: 350921 г. Краснодар, пос. Белозерный, 3

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института риса, с авторефератом - на сайте \vww.vak. ес1. gov.ru

Автореферат разослан » ноября 2011 г.

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Мышко Марина Николаевна

Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В Краснодарском крае рис занимает более 130 тыс. гектаров. В настоящее время на Кубани имеются все необходимые условия для эффективного ведения рисоводства. В технологии выращивания риса крайне важными являются начальные этапы онтогенеза, которые определяют физиологическую активность, способность поглощать и накапливать элементы питания, что впоследствии будет определять коэффициент их использования и конечную продуктивность культуры. Эффективность протекания фаз развития риса зависит как от факторов внешней среды, так и качества посевного материла. К одной из передовых разработок, позволяющих повысить полевую всхожесть семян и продуктивность рисового агроценоза, можно отнести физико-химические приемы воздействия на семена, а также обогащение их микроэлементами. Воздушно-тепловой обогрев позволяет активизировать процессы дыхания семян риса при переходе из состояния покоя к активному росту. При этом меняя свой обмен веществ, они приобретают устойчивость к неблагоприятным условиям произрастания на протяжении всего онтогенеза. Вместе с тем значительный вклад в повышение посевных качеств семян вносят и микроэлементы, являясь активаторами и кофакторами ферментов.

Интенсивные технологии выращивания риса подразумевают использование большого количества минеральных удобрений, которые не всегда в полном объеме используются растением. Физико-химические приемы обработки семян способствуют активизации физиологических процессов в растениях риса, что влечет за собой увеличение выноса элементов минерального питания из удобрений и экологизацию его производства

В связи с этим назрела необходимость разработки и совершенствования технологии воздушно-теплового обогрева и обогащения семян риса микроэлементами, поскольку наблюдается отсутствие применительно к данной культуре четких рекомендаций по их использованию.

Цель и задачи исследования. Цель - теоретическое обоснование и разработка технологии воздушно-теплового обогрева и обогащения марганцем семян риса.

В соответствии с поставленной целью исследований предусматривалось решение следующих задач:

- изучить влияние температуры и продолжительности обогрева семян на их посевные качества;

- выявить особенности роста и развития растений при воздушно-тепловом обогреве обогащенных марганцем семян;

- определить действие воздушно-теплового обогрева обогащенных марганцем семян на фотосинтетическую деятельность растений;

- показать влияние воздушно-теплового обогрева обогащенных марганцем семян на содержание, поглощение и накопление элементов

минерального питания растений при выращивании на лугово-черноземной почве;

- определить агроэкологическую эффективность методов предпосевной обработки семян на увеличение коэффициентов использования элементов минерального питания из удобрений;

-установить воздействие воздушно-теплового обогрева обогащенных марганцем семян на урожайность, её структуру и качество зерна риса;

- дать экономическую оценку эффективности воздушно-теплового обогрева обогащенных марганцем семян.

Научная новизна. Впервые изучено влияние обогрева обогащенных марганцем семян риса на рост и развитие растений, фотосинтетическую деятельность, минеральное питание, урожай, его структуру и качество зерна. Проведена агроэкологическая оценка действия воздушно-теплового обогрева обогащенных марганцем семян риса. Определен вынос элементов минерального питания растениями риса и увеличение коэффициента их использования из удобрений.

Практическая значимость. Результаты исследований дают возможность применять воздушно-тепловой обогрев и предпосевное обогащение марганцем семян риса с целью увеличения коэффициента использования удобрений, повышение урожая зерна и его качества.

На основании проведенных исследований разработаны «Рекомендации по применению микроудобрений и воздушно-тепловому обогреву семян риса» (2006). Они нашли применение в рисосеющих хозяйствах Краснодарского края и Республики Адыгея.

Апробация работы. Результаты исследований ежегодно докладывались в форме отчетов на заседаниях кафедры агрономической химии Кубанского госагроуниверситета (2004-2008 гг.); доложены и получили одобрение на Международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию со дня рождения Героя Труда Кубани Н.Г. Малюги (Краснодар, КубГАУ 2005); Всероссийской конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора А.П. Джулая (Краснодар, 2004); Межрегиональной научно-практической конференции «Экологические и социально-экономические аспекты развития предгорной зоны Северного Кавказа» (Белореченск, 2005); Региональной конференции «Удобрения и урожай» (Майкоп, 2005).

По материалам диссертации опубликованы 15 печатных работ, в том числе две - в издании, рекомендованном ВАК РФ, в которых отражено содержание работы.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты воздушно-теплового обогрева и предпосевной обработки семян риса марганцем и их посевные качества;

2. Фотосинтетическая активность, минеральное питание, рост и развитие растений риса при воздушно-тепловом обогреве и обогащении семян марганцем;

3. Формирование структуры урожайности под влияние воздушно-теплового обогрева и обогащения семян риса марганцем;

4. Физико-химические приемы воздействия на посевной материал (воздушно-тепловой обогрев, обогащение семян марганцем) как элемент технологии возделывания риса, способствуют повышению его урожайности и качества зерна.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использованной литературы, включающего 297 наименований, в том числе 32 зарубежных авторов. Работа изложена на 186 страницах текста в компьютерном исполнении, содержит 48 таблиц, 10 приложений.

ВВЕДЕНИЕ

Обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, показана научная новизна, практическая значимость, положения, выносимые на защиту.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

На основе анализа 297 литературных источников в главе рассматриваются вопросы влияния предпосевного обогрева и обогащения марганцем семян риса на рост и развитие, фотосинтетическую деятельность, активизацию процессов поглощения и накопления элементов минерального питания, урожайность и качество зерна риса. Проведено агроэкологическое обоснование методов предпосевной обработки семян за счет увеличения коэффициента использования элементов минерального питания растениями риса из удобрений.

2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования были проведены в 2004-2009 гг. Лабораторные и вегетационные эксперименты поставлены на сорте риса Лиман, а полевые и производственные - на сортах Лиман и Рапан. Почва опытного участка-лугово-черноземная.

В пахотном слое этой почвы содержалось гумуса 3,0-4,0 %, валового азота, фосфора, калия и марганца 0,14-0,26%, 0,13-0,20%, 1,20-1,70% и 445-858 % мг/кг соответственно. Обеспеченность подвижными формами элементов минерального питания растений достаточно высока, реакция почвенного раствора близка к нейтральной.

Погодные условия в годы проведения исследований различались между собой, но в целом были благоприятны для возделывания риса. Наиболее оптимальные температурные условия складывались в 2004 и 2009 гг., поскольку среднемесячные их значения в период вегетации риса были на уровне средних многолетних. Наиболее теплым был 2007 г., холодным - 2005 г., когда температура воздуха в мае была ниже средней многолетней на 2,9°С. В 2006 и 2008 гг. складывались неблагоприятные условия в период

получения всходов риса, так как температура воздуха в мае была ниже на 3,8° С, чем средние многолетние.

Лабораторные эксперименты выполнялись в лаборатории кафедры агрохимии Кубанского госагроуниверситета. Предварительно было изучено влияние различных температур (30,35,40,45°С) и продолжительности нагрева (0,12,24,36,48 ч) на посевные качества семян риса.

Предпосевная обработка семян риса состояла в смачивании водой (УС) или раствором, содержащим 1 % сульфат марганца (УС+Мп), обогреве в термостате при температуре 35°С в течение 24 ч (ВТО), а также различном сочетании перечисленных факторов. Контролем служили сухие семена, взятые непосредственно перед опытом со склада (СС). Обработанные в соответствии с принятой схемой опыта семена проращивали в течение 96 ч в чашках Петри на беззольных фильтрах в бидистиллированной воде в термостате при температуре 28°С. Скорость поглощения воды семенами риса в период их прорастания определяли в процентах от воздушно-сухой массы, путем высушивания в термостате; активность альфа, бета амилаз и протеаз - по методу Овчарова К.Е. (1976); интенсивность дыхания семян по методу Бойсен-Йенсену в мл С02 /г час.; скорость мобилизации белка - по ГОСТу 10846-91, крахмала- 1084576. Посевные качества семян и силу начального роста определяли по ГОСТ 10968-88 и ГОСТ 12040-85.

Вегетационные опыты ставились в вегетационном домике кафедры агрохимии Кубанского госагроуниверситета. В них изучалось влияние воздушно-теплового обогрева и обогащения семян марганцем на рост, развитие и фотосинтетическую деятельность растений риса. Объектом исследований служили семена: 1) сухие.— контроль (СС); 2) увлажненные (УС); 3) сухие, подвергнутые воздушно-тепловому обогреву (СС + ВТО); 4) увлажненные, подвергнутые воздушно-тепловому обогреву (УС + ВТО); 5) увлажненные и обогащенные марганцем (УС + Ми); 6) увлажненные, обогащенные марганцем и подвергнутые воздушно-тепловому обогреву (УС + Мп + ВТО).

Воздушно-тепловой обогрев семян как и в лабораторном эксперименте производили в термостате при температуре 35°С в течение 24 ч, увлажнение и обработку семян — водным раствором, содержащим 1 % сульфата марганца, вручную путем смачивания из расчета 10 л рабочего раствора на 1 т посевного материала. Растения риса сорта Лиман выращивали на лугово-черноземной почве, взятой с рисового поля, в сосудах, вмещающих 6 кг воздушно-сухой почвы. Посев проводили в первой декаде мая на глубину 1,0-1,5 см. Режим орошения — укороченное затопление. Повторность опыта шестикратная. В каждом сосуде после всходов оставляли по 10 растений.

Сухую массу растений определяли путем высушивания в термостате при температуре 106°С в течение 6 ч; линейные размеры надземных органов и корней, а также площадь листьев — путем измерений; фотосинтетический потенциал — графически путем суммирования площадей листьев за каждый день вегетационного периода по Доспехову(1985); чистую продуктивность фотосинтеза — по изменению прироста биомассы растений, образуемой за учетный период 1 м2 листовой поверхности за 1 сутки по

Ничипоровичу(1961); содержание фотосинтетических пигментов в листьях — методом Аэрова и Лихолат(1987); интенсивность фотосинтеза — на верхних, неотделенных от растения листьях методом Бородулина в модификации Шеуджена (Куркаев В.Т., Шеуджен А.Х., 2000), поглощающую поверхность и ионно-обменную емкость корней по Андреенко С.С. (1956). Полученные данные обработаны методом дисперсионного анализа (Доспехов Б.А., 1985).

Полевые опыты проводились в 2004-2007 гг. на рисовой оросительной системе ЭСП "Красное" Всероссийского НИИ риса, а производственные испытания в 2008-2009 гг. - РГПЗ "Красноармейский" им. А.И. Майстренко на лугово-черноземных почвах.

Варианты в полевых опытах и предпосевная подготовка семян были такие же, как и вегетационном. Растения выращивали на фоне Т^оР^К*). В полевых опытах для вычисления коэффициентов использования растениями риса азота, фосфора и калия из удобрений предусматривался вариант М0Р0К0. Контролем служил вариант посева сухими семенами на фоне внесения удобрений — Т^оРЛ+СС. Предшественник — рис. Режим орошения — укороченное затопление, общая площадь делянки 12 м2; учетная- 4 м2; повторность — 4-х кратная. Для объективной оценки рекомендуемого агроприема по результатам испытаний (2004 - 2007 гг.) в 2008-2009 гг. закладывались производственные опыты, сорта риса: Лиман и Рапан. (общая площадь делянок 40 м2; учетная - 32 м2) по схеме: !. Ы^РшКю-фон; 2. Фон+УС+Мп; 3. Фон+ УС+ВТО; 4. Фон+ УС+ Мп+ ВТО.

В фазы всходов, кущения, выметывания и созревания определяли линейные размеры и сухую массу надземных органов и корней растений риса, содержание в них марганца, азота, фосфора и калия. На основании полученных данных рассчитывали динамику потребления и вынос растениями этих элементов. Сухую массу растений определяли путем высушивания в термостате при температуре 106°С в течение 6 ч; содержание азота, фосфора и калия в одной навеске по методике Куркаева (Куркаев В.Т., 1970), марганца — путем сухого озоления на атомно-абсорбционном спектрофотометре (Куркаев В.Т., Шеуджен А.Х., 2000); коэффициенты использования элементов питания из удобрений разностным методом (Куркаев В.Т., Шеуджен А.Х., 2000; Шеуджен А.Х., 2005). Уборку урожая проводили в фазе полной спелости зерна малогабаритным комбайном. Урожай пересчитывали на стандартную 14%-ную влажность и 100% чистоту. Для биометрического анализа в фазе полной спелости зерна риса поделяночно отбирали по 25 растений для измерения их высоты, длины метелки, определение продуктивной кустистости, массы зерна с одного растений, числа выполненных и пустых колосков, массы 1000 зерен. Содержание в зерне белка определяли по ГОСТу 10846-91, крахмала - по ГОСТу 10845-76, зольность - по ГОСТу- 10847-74; массу 1000 зерен - по ГОСТу 10842-89; пленчатость и стекловидность - по ГОСТу 10987-76.

Результаты исследований были обработаны на персональном компьютере различными методами биометрической статистики.

3. ВЛИЯНИЕ ВОЗДУШНО-ТЕПЛОВОГО ОБОГРЕВА И ОБОГАЩЕНИЯ МАРГАНЦЕМ СЕМЯН НАЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСГЬ И ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ РИСА

3.1. Влияние температуры и продолжительности обогрева семян на их посевные качества

Эффективность воздушно-теплового обогрева семян риса определяется температурой и его продолжительностью. Анализ изменения посевных качеств семян подвергнутых обогреву в течение 24 ч, показал, что при повышении температуры с 30 до 35°С их энергия прорастания увеличивается на 2,0-4,5% (табл. 1).

Таблица 1 — Энергия прорастания и всхожесть семян риса при различных температурах их обогрева*, 2004 г.

Вариант Температура, °С

без обогрева 30 35 40 45 без эбогрева 30 35 40 45

энергия прорастания, % всхожесть, %

СС 68,5 72,0 74,5 73,0 71,0 90,5 92,0 93,0 92,5 90,5

УС 69,0 72,5 75,0 73,5 70,5 91,0 93,0 93,5 93,0 90,0

УС+Мп 74,0 80,5 85,0 84,0 80,0 95,5 95,0 97,0 95,5 93,0

НСР05 3,2 3,0 2,7 2,5 2,6 2,9 1,0 1,3 1,5 2,1

♦Продолжительность обогрева 24 ч.

Повышение температуры еще на 5°С отрицательно влияет на энергию прорастания семян риса. Она снижается по сравнению с ее величиной у семян, обогретых при температуре 35°С, на 1,0-1,5%. Дальнейшее повышение температуры обогрева ведет к еще большему снижению энергии прорастания. Как положительное влияние температуры в диапазоне 30-35°С, так и отрицательное при ее повышении в большей мере отражаются на семенах увлажненных и обогащенных марганцем, чем на сухих.

На лабораторную всхожесть семян температура обогрева воздействует так же, как и на энергию прорастания, однако степень воздействия слабее.

Посевные качества семян риса зависят от продолжительности обогрева (табл. 2).

Обогрев при температуре 35°С в течение 12 ч обеспечивает повышение энергии прорастания и лабораторной всхожести семян риса. Однако максимальный положительный эффект от приема достигается при 24 ч экспозиции. Более продолжительный обогрев (36 ч) не обеспечивал дальнейшего увеличения энергии прорастания и лабораторной всхожести семян риса, а при 48 ч его продолжительности намечается тенденция к их снижению по сравнению с семенами, подвергнутыми менее продолжительному обогреву.

Наибольший стимулирующий эффект оказывает температура 35°С и продолжительность нагрева 24 ч. Энергия прорастания и всхожесть семян возрастают соответственно на 11,0 и 2,5 %.

Таблица 2 — Энергия прорастания и всхожесть семян риса в зависимости от

продолжительности их воздушно-теплового обогрева*, 2004 г.

Продолжительность, ч

без без

Вариант обогр 12 24 36 48 обогр 12 24 36 48

ева ева

энергия прорастания ,% всхожесть, %

СС 66,5 72,5 74,5 74,0 73,5 90,5 92,5 93,0 93,0 92,0

УС 67,0 73,0 75,0 74,5 74,0 90,5 93,0 93,5 93,5 92,5

УС+Мп 74,5 76,5 85,0 84,5 84,0 95,0 96,0 97,0 96,0 95,5

НСР05 2,1 1,5 2,2 1,4 2,0 1,8 2.0 2,1 1,5 1,8

Температура обогрева 35°С.

Воздушно-тепловой обогрев и обогащение марганцем способствуют увеличению скорости поглощения воды семенами риса на 1,5-4,0 % по сравнению с контролем. При этом в первые сутки прорастания наблюдалась повышенная активность а- и р-амилаз, через 96 ч. - она снизилась. В тоже время активность окислительно-восстановительных протеаз была вдвое выше, чем у необработанных семян в течение всех периодов наблюдения. Это способствует ускоренной мобилизации крахмала и вовлечения запасных белков в метаболизм, что отражается в активизации дыхательного газообмена семян, подвергнутых физико-химическим приемам обработки.

Изучаемые приемы предпосевной подготовки семян повышали их силу начального роста. Наиболее "сильными" были обогащенные марганцем и прогретые семена. Проростки из этих семян имели ростки на 2,2 см, а корешки на 1,7 см длиннее, чем в контроле.

3.2. Рост и развитие растений риса под влиянием обогрева и обогащения семян марганцем

Изучаемые приемы предпосевной подготовки семян риса влияли на образование корней и накопление в них сухого вещества. Наибольшее влияние на эти показатели оказали марганец, воздушно-тепловой обогрев увлажненных семян и особенно их сочетание. В этих вариантах число корней на растении было больше, чем в контроле в фазе всходов на 4,8-24,4 %, кущение — 9,8-17,6, выметывание— 5,7-12,9, в молочно-восковой спелости — на 2,1-9,1 %, а их сухая масса соответственно на 33,3-133,3%, 16,7-37,5, 5,417,4 и 2,0-4,1 %. На интенсивность роста стебля в начале онтогенеза, ускоряя его, влияет воздушно-тепловой обогрев семян. Воздействие этого приема при

сочетании с обогащением марганцем возрастает практически в 2 раза (табл. 3).

Таблица 3 — Рост надземных органов растений риса после предпосевного обогащения семян марганцем и воздушно-теплового обогрева, 2005-2007 гг._._,

Вариант --------—--- - - I Фаза вегетации

всходы кущение выметыва молочно-восковая ние 1 спелость зерна

Высота растений, см

СС (контроль) 18,4 28,8 89,0 90,0

СС + ВТО 21,5 29,2 89,6 89,8

УС 18,8 29,0 89,2 90,2

УС + ВТО 22,6 30,5 90,2 90,5

УС + Мп 19,0 32,2 96,5 96,6

УС + Мп + ВТО 24,5 33,6 98,0 98,0

НСР05 3,0 3,2 3,4 3,4

Сухая масса, г/растение

СС (контроль) 0,14 1,00 2,46 7,64

СС + ВТО 0,16 1,16 2,50 7,70

УС 0,15 1,05 2,48 7,68

УС + ВТО 0,16 1,20 2,51 7,72

УС + Мп 0,15 1,26 2,84 8,00

УС + Мп + ВТО 0,18 1,48 3,00 8,64

НСР„, 0,01 0,10 0,11 0,15

В соответствии с увеличением линейных размеров растений возрастает и накопление органического вещества в них. В фазу кущения положительное действие воздушно-теплового обогрева семян на рост растений ослабевает. Наряду с этим значительно возрастает влияние марганца, действие которого усиливается при сочетании с воздушно-тепловым обогревом. Фенотипически это проявляется в увеличении длины стебля на 3,4-4,8 см. Такая ситуация сохраняется до конца вегетации. В фазе выметывания высота растений после посева семенами, обогащенными марганцем, а также при этом еще и прогретыми (УС+Мп+ВТО), была на 7,5-9,0 см больше, чем у контрольных растениях. В соответствии с увеличением линейных размеров растений возрастает и накопление органического вещества в них. В фазу кущения положительное действие воздушно-теплового обогрева семян на рост растений ослабевает. Наряду с этим значительно возрастает влияние марганца, действие которого усиливается при сочетании с воздушно-тепловым обогревом. Фенотипически это проявляется в увеличении длины стебля на 3,4-4,8 см. Такая ситуация сохраняется до конца вегетации. В фазе выметывания высота растений после посева семенами, обогащенными марганцем, а также при этом еще и прогретыми (УС+Мп+ВТО), была на 7,59,0 см больше, чем у контрольных растениях.

В фазе кущения воздействие предпосевной обработки семян на биосинтез сухого вещества в растениях риса еще значительнее, чем в фазе всходов. Это иллюстрируется следующими данными: в фазе всходов сухая масса растений из семян, прошедших предпосевную подготовку, была на 7,128,6 % больше, чем из обычных семян, а в фазе кущения — на 16,0-48,0 %. В выметывание стимулирующее действие воздушно-теплового обогрева практически прекращается, а после обработке семян марганцем — лишь несколько сокращается по сравнению с предшествующей фазой, но продолжает оставаться еще значительным. В этот период достоверно больше, чем в контроле, была сухая масса растений из семян, обработанных марганцем, а также обогащенных этим элементом и прогретых в течение 24 ч при температуре 35°С (УС+Мп+ВТО).

3.3. Фотосинтетическая деятельность растений риса при воздушно-тепловом обогреве и обогащении семян марганцем

Площадь листьев растений риса увеличивается до фазы выметывания, а затем до конца вегетации сокращается (табл.4). Её сокращение площади листьев приблизительно совпадает с началом налива зерновок и обусловлено сильно возросшей потребностью в пластическом материате для формирования урожая. Эта потребность не может быть удовлетворена только продуктами протекающего в данный момент фотосинтеза, а в значительной степени покрывается за счет оттока ассимилятов ранее накопленных в листьях и других фотосинтезирующих органах, а также продуктами глубокого гидролитического распада органических соединений.

Таблица 4 —Динамика площади листьев растений риса после предпосевного обогащения семян марганцем и воздушно-теплового их обогрева, см2/растение, 2005-2007 гг.

Вариант Фаза вегетации

кущение выметывание молочно-восковая спелость зерна

СС (контроль) 68,6 146,5 92,5

СС + ВТО 74,5 152,4 91,0

УС 70,2 147,0 92,6

УС + ВТО 75,8 155,1 90,3

УС + Мп 77,0 166,8 102,8

УС + Мп + ВТО 80,4 171,5 100,5

НСР05 8,0 10,2 7,2

На образование и рост листьев в наибольшей степени влияет марганец, которым обогащаются семена. Его действие усиливается воздушно-тепловым обогревом. При посеве семенами, обогащенными марганцем, а также еще и

дополнительно прогретыми (УС+Мп+ВТО) площадь листьев на растении была больше, чем в контроле, в фазу кущения на 12,2-17,2 %, выметывание — 13,9-17,1 %, молочно-восковой спелости — на 8,6-11,1 %, фотосинтетаческий потенциал этих растений был больше, чем в контроле соответственно на 16,723,8%, 20,0-22,4%, 4,0-6,5%

Анализ содержания фотосинтетических пигментов в листьях показал, что в растениях из семян, прошедших воздушно-тепловую обработку, их содержалось меньше, чем из обычных семян. Это обусловлено не отрицательным воздействием на синтез пигментов, а большей вегетативной массой растений, которая формировалась под влиянием этого приема. Наблюдается так называемый "эффект разбавления". Наибольшее содержание пигментов в листьях отмечено при посеве семенами, обогащенными марганцем с воздушно-тепловым обогревом и без него.

Наибольшая интенсивность фотосинтеза у растений риса отмечена при посеве семенами, предварительно прогретыми и обогащенными марганцем, а также просто обогащенными элементом. Этот показатель у них превышал таковой у растений из контрольных семян в фазе кущения на 18,4—20,9%, выметывания — 8,0-8,4, молочно-восковую спелость зерна — на 8,3-10,9 %.

Чистая продуктивность фотосинтеза растений риса в фазу кущения под воздействием воздушно-теплового обогрева и обогащения семян марганцем повышалась по сравнению с контролем на 6,9-31,0 % . В фазу выметывания растения как из семян, прошедших предпосевную подготовку, так и без нее, существенно не различались по этому показателю, хотя и прослеживалась тенденция ее меньшей величины в первых. В фазе молочно-восковой спелости зерна чистая продуктивность фотосинтеза отдельного растения из семян, прошедших предпосевную обработку, на 3,2-6,3 % ниже, чем в контроле. Самое низкое значение этого показателя отмечено в растениях, выросших из семян, обогащенных марганцем в сочетании с воздушно-тепловым обогревом. Это, по нашему мнению, объясняется обратной зависимостью между площадью листьев и чистой продуктивностью фотосинтеза, чистой продуктивностью фотосинтеза и размером фотосинтетического потенциала: (г=-0,36; г=-0,31; г=-0,41; г=-0,33).

Проростки риса из семян, подвергнутых воздушно-тепловому обогреву и обогащению их марганцем имели более высокие показатели общей адсорбирующей поверхности корней (0,08-0,11 м2/10 растений), и активно поглощающей ( 0,04-0,13 м2/10 растений), а также показатели ионно-обменной емкости корней по сравнению с контролем.

3.4. Влияние воздушно-теплового обогрева и обогащения семян марганцем на содержание, поглощение и накопление элементов минерального питания в растениях риса

Обогащение посевного материала марганцем способствует более интенсивному поступлению этого элемента в растения. Его содержание в

надземных вегетативных органах в варианте достоверно выше ВТО + Мп, чем в контроле в фазы всходы, кущение, выметывание, созревание соответственно на 10,0 мг/кг, 19,1 , 12,5 и 13,8 мг/кг сухой массы. Содержание марганца в зерне риса увеличивалось при обогащении посевного материала этим элементом на 5,0-5,5 мг/кг сухой массы.

В растениях, выросших из семян, обогащенных марганцем, и из них, подвергнутых совместному воздействию марганца и обогрева, на протяжении всего вегетационного периода азота содержалось больше, чем при посеве необработанными семенами. При этом в фазе полной спелости относительное содержание этого элемента в вегетативных органах было ниже, а в зерне, наоборот, выше. В растениях из семян, прошедших воздушно-тепловую обработку, содержание азота (как в надземных органах, так и в корнях) несколько меньше, чем из семян, не подвергавшихся предпосевной подготовке. Различия, наблюдаемые при этом, были несущественными.

Воздушно-тепловой обогрев и обогащение семян марганцем отражались на содержании в растениях риса фосфора. Положительное влияние первого из названных факторов на содержание фосфора в надземных органах проявлялось лишь в фазу всходов, а в корнях — в течение всей вегетации. Влияние второго фактора выражалось в большем содержании фосфора в надземных органах в течение всей вегетации, а в корнях оно обнаруживалось, начиная с фазы кущения.

Предпосевная обработка семян марганцем обусловила большее накопление фосфора в зерне (табл. 5).

На количество калия в растениях риса обогащение семян марганцем и их обогрев действует так же, как и на содержание фосфора.

Содержание элементов питания в сухом веществе надземных органов и корнях не дает полного представления об их поглощении растениями, т. к. рассчитывается на единицу массы, т. е. выражается относительной величиной. Абсолютное количество элементов питания в растениях в большей степени свидетельствует об их поглощении и накоплении.

В среднем за вегетационный период растения из семян подвергнутых воздушно-тепловому обогреву потребляли марганец на 0,9 мкг/сут. или на 7,83 % интенсивней контрольных, а из обогащенных этим элементом семян на 2,1-2,2 мкг/сут. или 18,27-19,13 %. При этом в среднем за вегетационный период аддитивного эффекта от совместного действия воздушно-теплового обогрева и обогащения марганцем не выявлено.

В среднем за вегетационный период интенсивность потребления азота возрастала по сравнению с контрольными растениями под воздействием воздушно-теплового обогрева на 5,21 %, обогащения марганцем - 21,88%, при совместном воздействии - на 25,0 %.

Влияние предпосевного воздушно-теплового обогрева и обогащения марганцем семян риса на потребление растениями фосфора аналогично их воздействию на усвоение азота.

Таблица 5 — Динамика содержания азота, фосфора и калия в растениях риса после воздушно-теплового обогрева и обогащения семян _марганцем, % сухой массы, 2004-2007 гг. _

Вариант Фаза вегетации

всходы кущение выметыва ние полная спелость зерна

вегетативная масса | зерно

Азот (1\г)

ЫоРоКо+СС 3,12 2,84 1,58 0,62 1,16

М^РпоМфонУ+СС 3,90 3,05 1,74 0,76 1,28

Фон+УС 3,90 3,02 1,74 0,76 1,28

Фон+УС+Мп 3,98 3,20 1,88 0,72 1,31

Фон+СС+ВТО 3,85 3,01 1,76 0,74 j 1,29

Фон+УС+ВТО 3,81 3,00 1,77 0,73 1,29

Фон+УС+Мп+ВТО 3,94 3,18 1,89 0,70 1,32

НСР05 0,06 0,04 0,09 0,03 10,03

Фосфор (Р205)

МоРоКо+СС 0,72 0,66 0,65 0,20 0,58

м1адР12«К9о(Фонж:с 0,99 0,82 0,74 0,24 0,64

Фон+УС 0,96 0,81 0,72 0,24 0,64

Фон+УС+Мп 1,06 0,92 0,88 0,22 0,68

Фон+СС+ВТО 0,95 0,82 0,74 0,23 0,65

Фон+УС+ВТО 0,94 0,81 0,64 0,23 0,65

Фон+УС+Мп+ВТО 1,04 0,89 0,86 0,21 0,68

НСРп5 0,04 0,07 0,07 0,02 0,04 |

| Калий К20 1

ЫпРпК„+СС 3,05 14,98 73,60 72,54 14,28

к«РиоКэд(Фон)-к:с 6,91 23,37 108,34 98,40 19,14

Фон+УС 7,15 23,76 110,97 101,00 18,97

|Фон+УС+Мп 11,31 29,50 118,78 108,78 28,35

Фон+СС+ВТО 8,74 27,03 112,63 103,79 20,45

рон+УС+ВТО 9,84 27,31 112,86 104,50 20,59

Фон+УС+Мп+ВТО 12,67 31,37 121,34 110,04 29,33

|НСРп5 2,92 3,00 3,22 3,65 3,11

Воздушно-тепловой обогрев увлажненных семян и обогащение марганцем, а также их совместное воздействие обусловливают большее накопление этого элемента в корнях риса. В фазе всходов его количество превышало контроль в 2,0-2,5 раза, в кущение — 1,1-1,3 раза, в выметывание и полную спелость было на 0,01-0,03 г/растение больше, чем у растений из необработанных семян. Это означает, что влияние предпосевной подготовки семян постепенно ослабляется от посева до выметывания.

На накопление азота в растениях риса предпосевная подготовка семян оказывала значительное положительное влияние. В надземных органах в фазе всходов его накапливалось на 2,58-7,58 мг/растение, кущения — 3,83-11,09,

выметывание — 2,03-13,94, полную спелость в зерне — на 1 Д1-27,2 мг/растение больше, чем в растениях из необработанных семян. В соломе азота, наоборот, содержалось меньше, но незначительно. Влияние воздушно-теплового обогрева семян без их увлажнения на поглощение азота влияло несущественно, хотя тенденция к его усилению наблюдалось во все фазы вегетации. Наиболее активно на этот процесс воздействовал марганец.

Влияние воздушно-теплового обогрева было слабее, однако, при совместном его использовании с обогащением семян марганцем, он усиливает действие последнего. Положительное влияние воздушно-теплового обогрева увлажненных семян на накопление азота в надземных органах ограничивается периодом всходы-кущение. Влияние изучаемых приемов предпосевной подготовки семян на накопление азота в корнях аналогично описанному для надземных органов.

Воздушно-тепловой обогрев семян и их обогащение марганцем обусловили активизацию поглощения растениями риса фосфора. В результате их влияния количество элемента в надземных органах увеличивалось по сравнению с растениями из необработанных семян в фазе всходов на 0,56-2,2 мг/раст., кущения — 1,15-3,42, выметывания — 0,458,95, в зерне в фазе полной спелости — на 0,89-15,11 мг/растение, что соответственно составило 23,5-92,4%, 14,8-43,9, 1,2-24,8 и 0,89-15,11%.

На поглощение и накопление калия в растениях риса воздушно-тепловой обогрев, марганец и их совместное использование для предпосевной обработки семян влияют также как и на накопление фосфора.

3.5. Влияние воздушно-теплового обогрева и обогащения семян марганцем на урожайность и качество зерна риса

Полученные данные показали, что воздушно-тепловой обогрев семян и их обогащение марганцем способствуют повышению полевой всхожести семян и выживаемости растений к уборке. В наибольшей степени полевая всхожесть семян увеличивается при совместном воздействии на них изучаемых факторов (+2,5 %) по сравнению контролем.

Под воздействием обработки семян марганцем или их обогрева полевая всхожесть повышается в меньшей степени — на 1,8 и 1,3 % соответственно. Воздействие этих факторов на выживаемость растений значительнее. При посеве семенами, обогащенными марганцем, она увеличивается на 3,4%, а при использовании посевного материала, подвергнутого увлажнению и обогреву, — на 2,1 %. Эффект от их взаимного влияния выражается в повышении выживаемости растений на 6,6 %.

При использовании семян, обогащенных марганцем, период от посева до фазы полных всходов сокращается на 1 день, обогретыми семенами — на 3, а обработанных микроэлементом и воздействии теплом — на 2 дня. В дальнейшем действие марганца проявляется в некотором сокращении периода кущение-выметывание и удлинении периода созревания, вероятно, вследствие формирования более мощных растений. В целом вегетационный период в этих вариантах не изменяется. При посеве обогретыми семенами все фазы вегетации

растений наступают раньше, вследствие чего вегетационный период сокращался на 5 дней. Предпосевное обогащение семян марганцем, как самостоятельный прием, а также в сочетании с воздушно-тепловым обогревом способствовал росту урожайности не только вследствие лучшей выживаемости растений, но и в результате роста индивидуальной их продуктивности (табл.6). При этом отмечено достоверное увеличение всех биометрических характеристик растений: длины метелки на 0,8-1,0 см, числа колосков в метелке на 610 шт., массы зерна с метелки на 0,7-0,8 г, массы 1000 зерен на 3,7 г, продуктивной кустистости на 0,1-0,2 побега, а также снижение пустозерности на 1,8-2,4 %, что обеспечивает рост озерненности метелки.

Таблица 6 - Влияние воздушно-теплового обогрева и обогащения марганцем семян _на структуру урожая растения риса сорта Лиман, ц/га, 2004-2007 гг.

Вариант Длина метелки, см Число колосков в метелке шт. Пустозер ность, % Масса зерна с метелки, г Продуктив нал кустис тость, ютУрасг Масса 1000 зерен, г

N0P0K0+CC 14,3 121 16,5 2,8 1,1 27,8

МиоРшМфонНСС 15,2 154 16,2 3,1 1,4 24,5

Фон+УС 15,2 156 16,6 3,1 1,4 23,8

Фон+УС+Мп 16,0 162 14,8 3,8 1,5 27,5

Фон+СС+ВТО 15,4 158 15,6 3,4 1,4 25,5

Фон+УС+ВТО 15,5 158 15,6 3,4 1,4 25,5

Фон+УС+Мп+ВТО 16,2 166 14,2 3,9 1,6 27,5

НСР05 0,4 10,2 1,6 0,9 0,2 0,8

В полевом двухфакторном опыте изучили влияние агроприемов на урожайность сортов Лиман и Рапан. (таб.7).

Таблица 7 - Урожайность риса в полевом опыте под влиянием воздушно-теплового обогрева и обогащения семян марганцем, ц/га, 2004-

2007 гг.

Сорт (фактор А) Варианты (фактор В) Среднее по: Эффект взаимодействия АВ

вариантам фактору А фактору В

Лиман Контроль 63,9 -0,44

ВТО 68,3 68,0 0,21

Мп 69,7 -0,12

ВТО+Мп 70,2 0,36

Рапан Контроль 65,2 64,5 0,44

ВТО 68,3 68,4 68,3 -0,21

Мп 70,4 70,4 0,12

ВТО+Мп 70,8 70,9 -0,36

НСР05 2,81 2,90 2,27 1,81

Урожайность риса сорта Лиман варьировала по вариантам опыта от 63,9 ц/га (контроль) до 70,2 ц/га (ВТО+ Мп). В вариантах - ВТО семян урожайность увеличилась на 4,4 ц/га, обработки семян Мп - на 5,8 ц/га, при совместном действии этих факторов - на 6,3 ц/га по сравнению с контролем. Действие изучаемых агроприемов на сорте Рапан было аналогичным с Лиман. По вариантам опыта урожайность семян риса варьирует от 65,2 ц/га (контроль) до 70,8 ц/га (ВТО+ Мп). Наибольшая существенная разница получена в варианте, где семена подвергались воздушно-тепловому обогреву и обогащением семян марганцем и эта величина составила 5,6 ц/га.

По результатам двухфакторного дисперсионного анализа урожайности в зависимости от агроприемов, были определены доли вкладов различных типов дисперсии в урожайность сортов риса. Доля вклада общего варьирования при формировании урожайности существенна и составляет 34,0%. Долей вклада числа повторений опыта в урожайность можно пренебречь (0,6%). Додя вклада изучаемых вариантов в урожайность значительна и составляет 25,8%. Доля вклада фактора А (сортов) при формировании урожайности слабая и составляет 10,4. Сорта Лиман и Рапан обладают слабой отзывчивостью на агроприемы. Индексы отзывчивости изменяются от 1,06 до 1,1. Доля вклада фактора В (варианты опытов) при формировании урожайности значительна и составляет 24,9%.

Результаты двухфакторного производственного опыта показали, что по вариантам урожайность сорта Рапан варьирует от 79,7 ц/га (контроль) до 86,9 ц/га (вариант ВТО+ Мп) (табл. 8). Статистически достоверное увеличение урожайности было получено при совместном действии на семена воздушно-теплового обогрева и обогащения марганцем, эта величина составила 7,2 ц/га выше, чем в контроле. У сорта Лиман от предпосевной обработки семян по вариантам опыта урожайность варьирует от 78,2 ц/га (контроль) до 84,8 ц/га (ВТО+ Мп). Все варианты с обработкой семян риса имеют достоверное отличие от контроля.

Таблица 8 - Урожайность риса в производственном опыте под влиянием воздушно-теплового обогрева и обогащения семян марганцем, _ ц/га,2008-2009 гг._

Сорт (факто РА) Вариант (фактор В) Среднее по: Эффект взаимодействия АВ

вариантам фактору А фактору В

Рапан Контроль 79,7 -0,03

ВТО ) 83,9 84,07 -0,23

Мп 85,8 0,02

ВТО+ Мп 86,9 0,25

Лиман Контроль 78,2 78,95 0,03

ВТО 82,8 82,51 83,35 0,23

Мп 84,2 85,00 -0,02

ВТО+ Мп 84,8 85,87 -0,25

НСР05 3,7 1,9 2,6 2,5

По фактору А (сорт) урожайность варьирует от 82,51 ц/га (Лиман) до 84,07 ц/га (Рапан). Сорт Рапан в производственном опыте превышал Лиман на 1,56 ц/га. По фактору В (варианты опыта) урожайность риса варьировала от 78,95 ц/га (контроль) до 85,87 ц/га (вариант ВТО+ Мп). ВТО семян перед посевом увеличил урожайность на 4,4 ц/га, обработка семян Мп -на 6,05 ц/га, при совместном действии этих факторов урожайность риса возросла на 6,92 ц/га по сравнению с контролем.

На основе двухфакторного дисперсионного анализа урожайности риса, полученной в производственном опыте мы определили доли вкладов различных видов варьирования при формировании продуктивности сортов. Доля общего варьирования (экологические факторы) при формировании урожайности составляет 33,6%, числа повторений в опыте - 0,1%, вариантов опыта - 33,0%, сортов - 2,5%. Это слабый вклад генотипов в урожайность. Однако доля вклада фактора В (варианты обработки - ВТО+ Мп) при формировании урожайности значительна и составляет 30,7%. Доля вклада эффектов взаимодействия факторов АхВ при формировании урожайности составляет 0,1%. На долю регулируемых факторов при формировании урожайности приходится 66,3%.

При посеве семенами, прошедшими предпосевной воздушно-тепловой обогрев и обогащение марганцем отмечено изменение содержания в зерне азота, фосфора, калия и марганца, что и отразилось на его биохимическом составе. Наибольшие изменения произошли при посеве обогащенными марганцем семенами (табл. 9).

При посеве семенами, прошедшими предпосевной воздушно-тепловой обогрев, существенного изменения технологических показателей качества зерна риса не происходило. Можно отметить лишь тенденцию к незначительному увеличению в зерне содержания крахмала и снижению — белка и зольности, а также его стекловидности, трещиноватости и пленчатости.

Таблица 9 - Влияние воздушно-теплового обогрева и обогащения марганцем

Вариант Белок, % Крахмач, % Зола, % Огекло- видность, % Трешино ватость, % Пленча-тость, % Выход крупы, %

ЫоРоКо + СС 6,72 70,64 4,38 71,81 19,35 18,16 68,50

Ы15оРпоК9о(фон)+СС 6,98 71,38 4,28 74,85 18,78 17,20 70,50

Фон + УС 6,98 71,40 4,27 74,86 18,78 17,20 70,50

Фон + УС + Мп 7,27 71,74 4,29 75,91 18,16 17,08 72,50

Фон + СС + ВТО 6.88 71,50 4,27 74,88 18,54 17,16 70,50

Фон + УС + ВТО 6,84 71,54 4,27 74,88 18,55 17,16 70,50

Фон+УС+Мп+ВТО 7,36 71,83 4,29 76,98 18,10 17,04 73,00

НСР05 0,26 0,36 0,06 0,36 0,24 0,10 1,00

Предпосевное обогащение семян марганцем, а в наибольшей мере при сочетании с воздушно-тепловым обогревом, способствует повышению качества урожая. При посеве такими семенами отмечено улучшение всех показателей качества зерна риса: повышались содержание белка на 0,290,38%, крахмала —'0,36-0,45%, стекловидность на 1,06-2,13%; снижались трещиноватость и пленчатость соответственно на 0,62-0,68% и 0,12-0,16%, что обеспечивало увеличение на 2,0-2,5 % выхода крупы.

Расчеты показали, что при посеве семенами, прошедшими предпосевную подготовку, несмотря на больший вынос азота, фосфора и калия, растения используют их эффективно. Об этом свидетельствует некоторое сокращение затрат азота на формирование 1 ц зерна, такой же расход фосфора и незначительное увеличение затрат калия.

Рассматриваемые физико-химические приемы воздействия на семена риса имеют заметную экологическую направленность. Это подтверждается повышением коэффициента использования элементов минерального питания из удобрений. Воздушно-тепловой обогрев семян способствует лучшему усвоению питательных элементов из удобрений (табл. 10). Его положительное влияние выражается в увеличении коэффициента использования азота на 4,7-4,9 %, фосфора — 2,9-3,1 %, калия — на 16,417,4 %. Обогащение семян марганцем оказывает более существенное влияние на использование питательных веществ из удобрений. При посеве такими семенами из удобрений растения используют 44,7 % азота, 25,5 % фосфора и 63,3 % калия, что соответственно на 7,9, 5,8 и 4,6 % выше, чем при посеве сухими необработанными семенами.

Таблица 10 - Коэффициенты использования элементов питания растениями риса сорта Лиман из удобрений после воздушно-теплового обогрева и обогащения семян марганцем, 2004 - 2007 гг.

Вариант Коэффициент использования, %

азот фосфор калий

М15оРцоКэд(фон)+СС 36,80 19,72 58,67

Фон+УС 37,23 19,88 60,71

Фон+УС+Мп 44,65 25,47 63,31

Фон+СС+ВТО 41,71 22,65 75,08

Фон+УС+ВТО 41,52 22,78 76,06

Фон+УС+Мп+ВТО 46,35 26,10 85,83

НСР05 2,7 3,1 8,5

Наиболее эффективно питательные элементы удобрений усваивают растения, выросшие из семян, испытавших воздействие воздушно-теплового обогрева и обогащенные марганцем. Коэффициент использования такими растениями азота возрастал по сравнению с контролем (Ы^оРпоКэо+СС) на 9,6 %, фосфора — 6,4 %, калия — 27,2 %. Рост извлечения из почвы элементов питания, поступающих с удобрениями, свидетельствует о сокращении их потерь, т. е. поступления в окружающую среду.

Следовательно, предпосевная подготовка семян, включающая воздушно-тепловой обогрев и обогащение марганцем, не только повышает эффективность применения удобрений, но и уменьшает негативное их воздействие на окружающую среду.

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДУШНО-ТЕПЛОВОГО ОБОГРЕВА И ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ

СЕМЯН РИСА МАРГАНЦЕМ

Воздушно-тепловой обогрев, обогащение семян марганцем и сочетание их обеспечивают ощутимый экономический эффект. Окупаемость затрат составляет 1,49-1,54; условно чистый доход - 736- 4655 руб/га. Наибольший экономический эффект обеспечивает сочетание воздушно-теплового обогрева и обработки семян марганцем.

ВЫВОДЫ

1. Эффективность воздушно-теплового обогрева обогащенных марганцем семян риса определяется температурой и продолжительностью воздействия. Наибольший стимулирующий эффект оказывает температура 35°С и продолжительность нагрева 24 ч. Энергия прорастания и всхожесть семян при этом возрастают соответственно на 11,0 и 2,5 %.

2. Обогащение марганцем и воздушно-тепловой обогрев семян риса положительно воздействуют на их прорастание. Это проявляется в более интенсивном поглощении воды, повышении активности гидролитических ферментов, интенсивноста дыхания и скорости мобилизации запасных питательных веществ, что в конечном итоге увеличивает силу начального роста проростков.

3. Под влиянием воздушно-теплового обогрева и обогащения семян марганцем повышались не только линейные размеры корней, но и их физиологическая активность. Общая адсорбирующая поверхность корней увеличивалась на 0,08-0,11 м2/10 растений, активно-поглощающая — на 0,04-0,13 м2/10 растений. Наряду с увеличением этих показателей изучаемые факторы положительно отражались на ионообменной емкости корней, особенно в отношении катионов.

4. Воздушно-тепловой обогрев и обогащение семян марганцем оказывает стимулирующее воздействие на увеличение линейных размеров и биомассы корней и надземных органов растений риса. В начальный период роста в наибольшей степени этому способствует воздушно-тепловой обогрев. Начиная с фазы кущения, его действие ослабевает, но при этом проявляется активное воздействие марганца.

5. Физико-химическое воздействие на посевной материал является одним из факторов, оказывающих значительное влияние на общий размер, динамику формирования и продолжительность жизнедеятельности листовой поверхности растений риса. Их фотосинтетический потенциал больше, чем в контроле, в фазе

кущения на 16,7-23,8%, выметывания — 20,0-22,4%, молочно-восковой спелости зерна— на 4,0-6,5 %.

6. При предпосевном обогащении семян марганцем в листьях растений накапливается больше пигментов, в хлоропластах, повышаются интенсивность и чистая продуктивность фотосинтеза. Наибольшая интенсивность фотосинтеза в растениях отмечена при посеве семенами, прогретыми и обогащенными марганцем, а также просто обработанные элементом. Этот показатель у них превышал таковой у растений из контрольных семян в фазе кущения на 18,4-20,0 %, выметывания — 8,0-8,4, молочно-восковую спелость зерна — 8,3-10,0 %.

7. Воздушно-тепловой обогрев обогащенных марганцем семян риса благоприятно влияет на динамику потребления, содержание и накопление в растениях элементов минерального питания — азота, фосфора, калия и марганца. В среднем за вегетационный период опытные растения потребляли интенсивнее контрольных марганец на 2,1 мкг/сут., азот — 0,24, фосфор — 0,13, калий — 0,19 мг/сут.

8. При предпосевном обогреве обогащенных марганцем семян риса возрастает их полевая всхожесть на 2,5 %, выживаемость растений на 6,6 %, сокращается вегетативный и несколько увеличивается генеративный период развития растений.

9. Все изучаемые приемы предпосевного воздействия на посевной материал, за исключением увлажнения, обеспечивали рост урожайности зерна риса, которая увеличивалась на 4,0-7,8 ц/га. Обогащение семян марганцем дает значительно более высокую прибавку урожайности, чем их воздушно-тепловой прогрев. Максимальная прибавка получена при совместном воздействии этих двух факторов.

10. Изучаемые методы предпосевной обработки семян имеют высокую агроэкологическую эффективность. Это подтверждается повышением коэффициентов использования элементов питания из удобрений: азота на 4,9-9,6 %, фосфора — 3,9-6,4 %, калия на 16,4-27,1 %. При этом затраты элементов питания на формирование 1 ц зерна не возрастают, что свидетельствует об эффективном их использования растениями риса.

11. При посеве обогащенными марганцем семенами как прошедшими предпосевной воздушно-тепловой обогрев, так и без него отмечено улучшение качества зерна риса: повышались содержание белка на 0,29-0,38 %, крахмала — 0,36-0,45 %, стекловидность на 1,06-2,13 %; снижались трещиноватость и пленчатость соответственно на 0,62-0,68 % и 0,12-0,16 %, что обеспечивало увеличение на 2,0-2,5 % выхода крупы.

12. Воздушно-тепловой обогрев обогащенных марганцем семян риса экономически оправданный агроприем. Средний за четыре года условно чистый доход составил 4655 руб/га, а окупаемость 1 рубля затрат -1,54.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для повышения полевой всхожести семян и продуктивности рисового агроценоза в условиях Кубани рекомендуется проводить обработку марганцем и воздушно-тепловой обогрев посевного материала.

2. Семена риса обрабатывают 1,0% водным раствором марганца в протравителях марки ПС-10 (раздельно или совместно с протравливанием); норма расхода рабочего раствора 10 л/т семян. Воздушно-тепловой обогрев семян производится в специальном помещении (камере) при температуре 35°С в течение 24 ч непосредственно перед посевом.

СПИСОК РАБОТ ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Дмитренко, Н. Н. Влияние воздушно-теплового обогрева и обогащение Мп-семян риса на рост, развитие и фотосинтез растений / Т. Н. Бондарева, Н. Н. Дмитренко, А. X. Шеуджен // Агрохимия. - 2005. -№ 10. - С. 53 - 58.

2. Дмитренко, Н. Н. Потребление и вынос элементов минерального питания растениями риса при предпосевном воздушно-тепловом обогреве и обогащении семян марганцем / Т. Н. Бондарева, Н. Н. Дмитренко, А. X. Шеуджен // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. - 2008. - № 6. - С. 6-9.

Публикации в других изданиях

1. Дмитренко, Н. Н. Плодородие почв Кубани и применение удобрений / А. X. Шеуджен, Л. П. Леплявченко, А. И. Столяров, В. П. Суетов, Н. Н. Дмитренко // Результаты, перспективы и методологии агрохим. исследований на Сев. Кавказе: материалы семинара (24-25 июня 2004 г.) / ДГАУ. -Новочеркасск, 2004.-С.156- 167.

2. Дмитренко, Н. Н. Влияние марганца и воздушно- теплового обогрева на прорастание семян риса / Т. Н. Бондарева, Н. Н. Дмитренко, А. X. Шеуджен // Рисоводство. - 2004. - № 4. - С. 70 - 77.

3. Дмитренко, Н. Н. Марганцевые удобрения в рисоводстве / Н. Н. Дмитренко // Энтузиасты аграр. науки. - 2004. - Вып. 3. - С. 61 - 71.

4. Дмитренко, Н. Н. Эффективность предпосевного воздушно-теплового обогрева и обогащение марганцем семян риса / Т. Н. Бондарева, Н. Н. Дмитренко, А. X. Шеуджен // Удобрения и урожай: материалы регион, научн. -практ. конф. (8-10 декабря 2004 г.) / КГАУ. - Майкоп, 2005. - С. 67 - 69.

5. Дмитренко, Н. Н. Минеральное питание риса при предпосевном обогреве и обогащение семян марганцем / Т. Н. Бондарева, Н. Н. Дмитренко, А X. Шеуджен // Удобрения и урожай: материалы регион, научн. - практ. конф. (8-10 декабря 2004 г.) / КГАУ. - Майкоп, 2005. - С. 459 - 480.

6. Дмитренко, Н. Н. Влияние марганца и воздушно-теплового обогрева семян на потребление и вынос элементов минерального питания растениями

риса / T. H. Бондарева, H. H. Дмитренко, A. X. Шеуджен, Л. M. Онищенко // Рисоводство. - 2005. - № 7. - С. 63 -73.

7. Дмитренко, H. Н. Функции микроэлементов в растениях / А. X. Шеуджен, X. Д. Хурум, H. Н. Дмитренко // Экологические и социально-экономические аспекты развития предгорной зоны Северного Кавказа: материалы межрегион, науч.- практ. конф. (25-27 марта 2005 г.) ИЭиУ КГМА. -Белореченск, 2005. - С. 375-381.

8. Дмитренко, H. Н. Теория и практика воздушно-теплового обогрева обогащенных микроэлементами семян риса / А. X. Шеуджен, Т. Н. Бондарева, H. Н. Дмитренко // Материалы регион, науч. - метод, совещ. ученых агрохимиков Географ, сети опытов с удобрениями Сев. Кавказа (г. Ставрополь, 14-15 сентября 2006 г.) / Российская Академия сельскохозяйственных наук ВНИИ агрохимии. - М., 2007. - С. 223-232.

9. Дмитренко, H. Н. Воздушно-тепловой обогрев и обработка семян риса микроэлементами / Т. Н. Бондарева, H. Н. Дмитренко, А. X, Шеуджен// Устойчивое производство риса: настоящее и перспективы: материалы межд. науч. конф. (5 - 9 сентября 2006 г.) ! ВНИИ риса. - Краснодар, 2006. - С. 241.

10. Дмитренко, H. Н. Физико- химические приемы повышения полевой всхожести семян и продуктивности рисового агроценоза / А. X. Шеуджен, Т. Н. Бондарева, C.B. Кизинек, H. Н. Дмитренко. - Майкоп: ОАО «Полиграф - Юг», 2008.- 168 с.

11. Дмитренко, H. Н. Оценка влияния марганца и воздушно-теплового обогрева на прорастание семян риса / Т. Н. Бондарева, А. X. Шеуджен, H. Н. Дмитренко, Л. М. Онищенко // Radostim: сб. материалов 6-ой межд. конф. (24-25 ноября 2010 г.)/ КГАУ. - Краснодар, 2010. - С. 107 -111.

12. Дмитренко, H. Н. Рекомендации по применению микроудобрений и воздушно-тепловому обогреву семян риса / Е. М. Харитонов, А. X. Шеуджен, H. Н. Дмитренко. - Майкоп: ОАО «Афиша», 2006. - 20 с.

13. Dmitrenko, N. N. Uptake and Removal of Mineral Nutrients by Rice Plants from Seeds Subjected to Preplanting Air Thermal Heating and Manganese Enrichment/ T. N. Bondareva, N. N Dmitrenko., A. Kh. Sheudzhen // Russian. -Agricultural Sciences. - 2008. Voi. 34, № 6. - P. 369-372.

Подписано в печать 11.11.2011 г. Формат 60x84 1/16

Бумага офсетная. Офсетная печать

Усл. п.л. 1 Заказ №796 Тираж 120 экз.

Отпечатано в типографии Кубанского ГАУ 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Дмитренко, Наталья Николаевна

ВВЕДЕНИЕ.

1. НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ВОЗДУШНО-ТЕПЛОВОГО ОБОГРЕВА И

ОБОГАЩЕНИЯМАРГАНЦЕМ СЕМЯН РИСА(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).

1.1. Воздушно-тепловой обогрев семян.

1.2. Распространение марганца в природе и его значение в жизни растений.

1.3. Эффективность предпосевного обогащения семян риса марганцем.

1' ■>•

1.4. Агроэкологические аспекты физико-химических методов обработки семян.

2. УСЛОВИЯ, ОБЪЕКТ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Почвенно-климатические условия.

2.2. Объект исследования.

2.3. Схема опытов и методика проведения исследований.

3. ВЛИЯНИЕ ВОЗДУШНО-ТЕПЛОВОГО ОБОГРЕВА И ОБОГАЩЕНИЯ

МАРГАНЦЕМ СЕМЯН НА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТЬ И ПРОДУКТИВНОСТЬ РАСТЕНИЙ РИСА (РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ).

3.1. Влияние температуры и продолжительности обогрева семян на их посевные качества.

3.2. Влияние воздушно-теплового обогрева и обогащения марганцем на физиолого-биохимические процессы и качество семян риса.

3.3. Обмен веществ и рост проростков риса под влиянием обогрева и обогащения семян марганцем.

3.4. Рост и развитие растений риса под влиянием обогрева и обогащения семян марганцем.

3.5. Фотосинтетическая деятельность и продуктивность растений риса при воздушно-тепловом обогреве семян и их обогащение марганцем

3.6. Влияние воздушно-теплового обогрева и обогащение семян марганцем на содержание, поглощение и накопление элементов минерального питания растениями риса.

3.7. Влияние воздушно-теплового обогрева и обогащения семян марганцем на урожайность и качество зерна риса.

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОЗДУШНО-ТЕПЛОВОГО ОБОГРЕВА И ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН РИСА

МАРГАНЦЕМ.

ВЫВОДЫ.*.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Агроэкологическая эффективность предпосевного обогрева и обогащения марганцем семян риса, выращиваемого в условиях правобережья реки Кубань"

Рис является одним из древнейших окультуренных человеком растений и основным продуктом питания более чем трети населения мира. В настоящее время посевы этой культуры размещены в 112 странах на площади около 150 млн. га, годовое производство зерна риса в мире превышает 500 млн. т. Среди зерновых культур он по урожайности занимает первое место, а по посевным площадям и валовому сбору — второе место в мире. Возделывание риса связано со значительными затратами труда и средств. В этой отрасли занято более 50 % трудовых ресурсов аграрного сектора планеты. Потребность населения в рисовой крупе ежегодно возрастает, и по прогнозу ФАО к 2020 г. она составит 781 млн. т, превысив примерно на 3 % спрос на пшеницу. Ожидаемое к 2020 г. производство риса — 750 млн. т — не сможет полностью удовлетворить спрос на него.

Рису отводится значительное место и в продовольственном балансе Российской Федерации. В начале Ш-го тысячелетия в нашей стране он возделывал ся на площади 175,0 тыс. га. Средняя его урожайность составляла 33,4 ц/га, а это значит, что на каждого россиянина приходилось лишь 1,6 кг

X J 4 - г -S. , рисовой крупы отечественного производства. По данным Е.М. Харитонова (2003) ежегодное потребление рисовой крупы на душу населения в Китае составляет 120 кг, Японии — 104, Пакистане — 98, Индии — 66, Кубе — 40, Италии — 6,3, США — 2,5, России — 2,0, Англии — 1,1 кг.

Использование риса разнообразно. Наибольшую ценность представляет зерно, идущее на продовольственные и технические цели. В нем содержится 73-81 % углеводов, 6-9 — белка, 0,6-2,6 — жира, макро- и микроэлементы, витамины. Белок риса богат незаменимыми аминокислотами. Рисовая крупа — ценный диетический продукт, обладает высокими питательными свойствами. Сечка и лом, получающиеся при переработке риса-сырца, используются для выработки спирта, особых сортов водки (саке), пива и крахмала, который употребляется в косметической промышленности для выработки рисовой пудры. Из рисовой лузги изготавливают до 30 видов различных продуктов и материалов: кормовые дрожжи; фурфурол, исходный материал для производства пластмасс; прочные и красивые строительные плиты; обугленная лузга — равноценный заменитель костного угля при рафинировании сахара. Рисовые отруби по питательной ценности следует считать лучшим кормовым средством. Они обладают высоким содержанием фосфорных соединений, среди которых особую ценность представляют фитин и лецитин, необходимые для питания молодняка животных. Из рисовых отрубей экстрагируют высококачественное пищевое и техническое масло, причем рисовое масло особо рекомендуется для людей, страдающих сердечнососудистыми заболеваниями. Благодаря антикоррозионным свойствам, техническое масло используют для приготовления краски, идущей на покрытие металлических корпусов морских судов. Рисовая солома — ценный корм для скота, особенно при силосовании в смеси с зеленой массой люцерны или гороха. Из рисовой соломы вырабатывают высшие сорта бумаги, строительный картон, прочные и дешевые веревки, канаты и мешки. Из нее изготавливают также шляпы, легкую обувь, циновки, сумки и другие предметы домашнего '"* » > г/» 1 • , * обихода (Шеуджен А.Х., 2008).

Культура риса играет важную роль в растениеводстве и земледелии. Широко известна ее мелиорирующая роль при освоении засоленных и болотистых почв, а также способность обеззараживать почвы от возбудителей болезней и вредителей корневой системы суходольных культур. Кроме того, возделывание риса в севообороте резко снижает численность суходольных сорняков.

Важность развития рисоводства определяется еще и, забытой уже проблемой, а именно — на протяжении веков сотни тысяч гектаров земель, на которых в настоящее время возделывается рис, представляли собой топкие маля-рийники, поросшие болотной растительностью. По официальной статистике почти половина населения Кубани болело малярией, а каждый десятый житель был ее жертвой (Шеуджен А.Х., Бондарева Т.Н., Аношенков В.В., 2001).

Актуальность темы. В настоящее время на Кубани имеются все необходимые условия эффективного ведения рисоводства: почвенно-климатические и водные ресурсы, сорта и высококвалифицированные специалисты. С каждым годом в рисоводство все больше внедряются достижения науки и передовой практики, способствующие увеличению количества и качества урожая риса. К числу таких разработок могут быть отнесены физико-химические приемы, позволяющие повысить полевую всхожесть семян и продуктивность рисового агроценоза.

Разработкой физико-химических способов воздействия на семена с целью повышения их посевных качеств и жизнеспособности проростков стали заниматься исследователи относительно давно. Эффективность физико-химических методов воздействия на семена в значительной мере обусловливается созданием условий необходимых для пробуждения и активации процессов дыхания зародыша, деятельности ферментов и изменения запасных веществ, содержащихся в эндосперме, в легкоусвояемые формы (Станко С.А., 1971). А.Л. Курсанов (1964) во вступительном слове на научной сессии по биологическим основам повышения качества посевного материала указал, что эффективность физико-химических методов воздействия на семена обусловлена, прежде всего, тем, что эмбриональные клетки и, в частности, клетки меристем зародышей, особенно при их переходе из состояния покоя к активному росту и дифференциации, оказываются более податливыми к воздействию внешней среды, мутагенным факторам, химическим препаратам и физическим средствам. При этом они изменяют свой обмен веществ, как бы приспосабливаясь к новым условиям существования. Такая адаптация тем более интересна, что часто влечет за собой устойчивые и последовательные изменения на протяжении всего онтогенеза растений, а иногда сохраняется в ближайшем потомстве.

В странах Юго-Восточной Азии получило широкое распространение предпосевное замачивание семян в навозной жиже и вытяжках из вегетативных частей растений (ЛеманнЕ., АйхелеФ., 1936; КрокерВ., БартонЛ., 1955). В европейских странах и США для стимуляции прорастания и первоначального развития растений практикуются такие приемы как: скарификация; воздействие ультразвуком, электрическим и магнитным полями, ионизирующим излучением; облучение лазером, импульсным концентрированным солнечным и электрическим светом, барботирование, гидротермическая обработка, воздушно-тепловой обогрев.

В нашей стране наибольшее распространение получили химические приемы, направленные на улучшение посевных качеств и урожайных свойств семян, в т. ч. способствующие ликвидации или снижению заболеваний у растений (Джулай А.П., 1958).

Химические стимуляторы по своей природе и физиологическому действию делятся на три группы: 1) активаторы и кофакторы ферментов; 2) субстраты дыхательного метаболизма и 3) регуляторы роста растений.

К первой группе относятся микроэлементы. Из веществ дыхательного метаболизма наибольшую значимость имеют янтарная, щавелевоуксусная и 1 фумаровая кислоты. К группе регуляторов роста относятся природные (эндогенные) и синтетические органические соединения, активно влияющие на обмен веществ, рост и развитие растений. Систему эндогенных регуляторов составляют фитохром — вещество белковой природы осуществляющее функцию связи организма со световыми и другими условиями внешней среды, и небелковые вещества: фитогормоны (ауксины, гиббереллины, цитоки-нины, этилен и абсцизовая кислота) и эндогенные ингибиторы роста феноль-ной природы. К синтетическим регуляторам роста относятся искусственно созданные аналоги ауксинов и цитокининов, ретарданты и некоторые метаболиты, например, гидразит малеиновой кислоты (Сечняк Л.К., Кинд-рук H.A., Слюсаренко O.K., Иващенко В.Г., Кузнецов Е.Д., 1981).

Интенсивные технологии выращивания риса подразумевают использование большого количества минеральных удобрений, которые не всегда в полном объеме выносятся из почвы для формирования урожая. Применение физико-химических приемов обработки семян способствует экологизации производства риса, поскольку увеличивается вынос элементов минерального питания из удобрений.

В настоящее время вряд ли найдутся желающие отрицать практическую значимость физико-химических приемов воздействия на семена риса. Однако широкое внедрение их в практику рисосеяния встречает определенные трудности, обусловленные, главным образом, отсутствием применительно к данной культуре четких рекомендаций по их осуществлению, а так же производительных машин для обработки семян. Препятствуют распространению физико-химических приемов воздействия на семена неумелое выполнение работ по их осуществлению из-за отсутствия знаний и навыков, что зачастую приводит к их дискредитации. В этой связи назрела необходимость совершенствования и пропаганды наиболее эффективных отдельных приемов, таковыми являются воздушно-тепловой обогрев и обогащение семян риса микроэлементами.

Цель и задачи исследования. Цель - теоретическое обоснование и разработка технологии воздушно-теплового обогрева и обогащения марганцем семян риса.

В соответствии с поставленной целью исследований предусматривалось решение следующих задач:

- изучить влияние температуры и продолжительности обогрева семян на их посевные качества;

- выявить особенности роста и развития растений при воздушно-тепловом обогреве обогащенных марганцем семян;

- определить действие воздушно-теплового обогрева обогащенных марганцем семян на фотосинтетическую деятельность растений;

- показать влияние воздушно-теплового обогрева обогащенных марганцем семян на содержание, поглощение и накопление элементов минерального питания растений при выращивании на лугово-черноземной почве;

- определить агроэкологическую эффективность методов предпосевной обработки семян на увеличение коэффициентов использования элементов минерального питания из удобрений;

- установить воздействие воздушно-теплового обогрева обогащенных марганцем семян на урожайность, её структуру и качество зерна риса;

- дать экономическую оценку эффективности воздушно-теплового обогрева обогащенных марганцем семян.

Научная новизна. Впервые изучено влияние обогрева обогащенных марганцем семян риса на рост и развитие растений, фотосинтетическую деятельность, минеральное питание, урожай, его структура и качество зерна. Проведена агроэкологическая оценка действия воздушно-теплового обогрева обогащенных марганцем семян риса. При этом был определен вынос элементов минерального питания основной и побочной продукцией риса на фоне увеличения коэффициента их использования растениями из удобрений.

Практическая значимость. Результаты исследований дают возможность применять воздушно-тепловой обогрев и предпосевное обогащение семян риса с целью увеличения урожая зерна и повышения его качества.

На основании проведенных исследований разработаны «Рекомендации по применению микроудобрений и воздушно-тепловому обогреву семян риса» (2006). Они нашли применение в рисосеющих хозяйствах Краснодарского края и республики Адыгея.

Апробация работы. Результаты исследований ежегодно докладывались в форме отчетов на заседаниях кафедры агрономической химии Кубанского гос-агроуниверситета (2004-2008 гг.); доложены и получили одобрение на Международной научно-практической конференции, посвященной 70-летию со дня рождения Героя Труда Кубани Н.Г. Малюги (Краснодар, КубГАУ 2005); Всероссийской конференции, посвященной 100-летию со дня рождения профессора А.П. Джулая (Краснодар, 2004); Межрегиональной научно-практической конференции «Экологические и социально-экономические аспекты развития предгорной зоны Северного Кавказа» (Белореченск, 2005); Региональной конференции «Удобрения и урожай» (Майкоп, 2005).

По материалам диссертации опубликованы 15 печатных работ, в том числе две в издании, рекомендованном ВАК РФ, в которых отражено содержание работы.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты воздушно-теплового обогрева и предпосевной обработки семян риса марганцем и их посевные качества;

2. Фотосинтетическая активность, минеральное питание, рост и развитие растений риса при воздушно-тепловом обогреве и обогащении семян марганцем;

3. Формирование структуры урожайности под влияние воздушно-теплового обогрева и обогащения семян риса марганцем;

4. Физико-химические приемы воздействия на посевной материал (воздушно-тепловой обогрев, обогащение семян марганцем) как элемент технологии возделывания риса, способствуют повышению его урожайности и качества зерна.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка использования литературы, включающего 297 наименований, в том числе 32 зарубежных авторов. Работа изложена на 186 страницах текста в компьютерном исполнении, содержит 48 таблиц и 10 приложений.

Заключение Диссертация по теме "Агрохимия", Дмитренко, Наталья Николаевна

выводы

1. Эффективность воздушно-теплового обогрева обогащенных марганцем семян риса определяется температурой и продолжительностью воздействия. Наибольший стимулирующий эффект оказывает температура 35°С и продолжительность нагрева 24 ч. Энергия прорастания и всхожесть семян при этом возрастают соответственно на 11,0 и 2,5 %.

2. Обогащение марганцем и воздушно-тепловой обогрев семян риса положительно воздействуют на их прорастание. Это проявляется в более интенсивном поглощении воды, повышении активности гидролитических ферментов, интенсивности дыхания и скорости мобилизации запасных питательных веществ, что в конечном итоге увеличивает силу начального роста проростков.

3. Под влиянием воздушно-теплового обогрева и обогащения семян марганцем повышались не только линейные размеры корней, но и их физиологическая активность. Общая адсорбирующая поверхность корней увеличивалась на 0,08-0,11 м2/10 растений, активно-поглощающая — на 0,04/ 0,13 м /10 растений. Наряду с увеличением этих показателей изучаемые факР торы положительно отражались на ионообменной емкости корней, особенно

1 в отношении катионов.

4. Воздушно-тепловой обогрев и обогащение семян марганцем оказывает стимулирующее воздействие на увеличение линейных размеров и биомассы корней и надземных органов растений риса. В начальный период роста в наибольшей степени этому способствует воздушно-тепловой обогрев. Начиная с фазы кущения, его действие ослабевает, но при этом проявляется активное воздействие марганца.

5. Физико-химическое воздействие на посевной материал является одним из факторов, оказывающих значительное влияние на общий размер, динамику формирования и продолжительность жизнедеятельности листовой поверхности растений риса. Их фотосинтетический потенциал больше, чем в контроле, в фазе кущения на 16,7-23,8 %, выметывания — 20,0-22,4 %, молочно-восковой спелости зерна — на 4,0-6,5 %.

6. При предпосевном обогащении семян марганцем в листьях растений накапливается больше пигментов, в хлоропластах, повышаются интенсивность и чистая продуктивность фотосинтеза. Наибольшая интенсивность фотосинтеза в растениях отмечена при посеве семенами, прогретыми и обогащенными марганцем, а также просто обработанные элементом. Этот показатель у них превышал таковой у растений из контрольных семян в фазе кущения на 18,4-20,0%, выметывания — 8,0-8,4, молочно-восковую спелость зерна —8,3-10,0%.

7. Воздушно-тепловой обогрев обогащенных марганцем семян риса благоприятно влияет на динамику потребления, содержание и накопление в растениях элементов минерального питания — азота, фосфора, калия и марганца. В среднем за вегетационный период опытные растения потребляли интенсивнее контрольных марганец на 2,1 мкг/сут., азот — 0,24, фосфор — 0,13, калий — 0,19 мг/сут.

8. При предпосевном обогреве обогащенных марганцем семян риса возрастает их полевая всхожесть на 2,5 %, выживаемость растений на 6,6 %, сокращается вегетативный и несколько увеличивается генеративный период развития растений.

9. Все изучаемые приемы предпосевного воздействия на посевной материал, за исключением увлажнения, обеспечивали рост урожайности зерна риса, которая увеличивалась на 4,0-7,8 ц/га. Обогащение семян марганцем дает значительно более высокую прибавку урожайности, чем их воздушно-тепловой прогрев. Максимальная прибавка получена при совместном воздействии этих двух факторов.

10. Изучаемые методы предпосевной обработки семян имеют высокую агроэкологическую эффективность. Это подтверждается повышением коэффициентов использования элементов питания из удобрений: азота на 4,9-148

9,6 %, фосфора — 3,9-6,4 %, калия на 16,4-27,1 %. При этом затраты элементов питания на формирование 1 ц зерна не возрастают, что свидетельствует об эффективном их использования растениями риса.

11. При посеве обогащенными марганцем семенами как прошедшими предпосевной воздушно-тепловой обогрев, так и без него отмечено улучшение качества зерна риса: повышались содержание белка на 0,29-0,38 %, крахмала — 0,36-0,45 %, стекловидность на 1,06-2,13 %; снижались трещиноватость и пленчатость соответственно на 0,62-0,68% и 0,12-0,16%, что обеспечивало увеличение на 2,0-2,5 % выхода крупы.

12. Воздушно-тепловой обогрев обогащенных марганцем семян риса экономически оправданный агроприем. Средний за четыре года условно чистый доход составил 4655 руб/га, а окупаемость 1 рубля затрат - 1,54.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для повышения полевой всхожести семян и продуктивности рисового агроценоза в условиях Кубани рекомендуется проводить обработку марганцем и воздушно-тепловой обогрев посевного материала.

2. Семена риса обрабатывают 1,0% водным раствором марганца в протравителях марки ПС-10 (раздельно или совместно с протравливанием); норма расхода рабочего раствора Юл/т семян. Воздушно-тепловой обогрев семян производится в специальном помещении (камере) при температуре 35°С в течение 24 ч непосредственно перед посевом.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Дмитренко, Наталья Николаевна, Краснодар

1. Абуталыбов М. П. Значение микроэлементов в растениеводстве / М. П. Абуталыбов. Баку: Азернешр, 1961. - 250 с.

2. Аксенов С. И. Вода и ее роль в регуляции биологических процессов / С. И. Аксенов. М.: Ижевск, 2004.-212 с.

3. Алексеев Ю. В. Тяжелые металлы в почвах и растениях / Ю. В. Алексеев. Л.: Агропромиздат, 1987. - 141 с.

4. Алешин Е. П. Физиологические особенности прорастания семян риса: автореф. дис. канд. биол. наук / Е. П. Алешин. М., 1959. -18 с.

5. Алешин Е. П. Краткий справочник рисовода / Е. П. Алешин, В. П. Конохова. М.: Агропромиздат, 1986.-253 с.

6. Алешин Е. П. Минеральное питание риса / Е. П. Алешин, А. П. Сметанин. Краснодар, 1965. - 208 с.

7. Алешин Е. П. Влияние микроэлементов на продуктивность риса / Е. П. Алешин, А. Д. Порохня // Бюл. НТИ ВНИИ риса. 1970. - Вып. 3. С. 29-32.

8. Алиев Д. А. Фотосинтетическая деятельность, минеральное питание и продуктивность растений / Д. А. Алиев. Баку: Изд-во ЭЛМ, 1974. -336 с.

9. Анспок П. И. Микроудобрения / П. И. Анспок. Л.: Агропромиздат, 1990.-272 с.

10. Аристархов А. Н. Оптимизация питания растений и применения удобрений в агроэкосистемах / А. Н. Аристархов. М.: Изд-во ЦИ-НАО, 2000.-524 с.

11. Аскоченская Н. А. Изменение состояния воды в семенах пшеницы в процессе набухания / Н. А. Аскоченская, Е. А. Головина // Регуляция водного обмена растений. Киев, 1984. - С. 45 - 47.

12. Ацци Д. Сельскохозяйственная экология / Д. Ацци. М.: Изд-во ИЛ,1959.-410 с.

13. Бабьева Т. П. Биология почв / Т. П. Бабьева, Г. М. Зенова М.: Изд-во МГУ, 1989.—336 с.

14. Багдасаров А. Г. Влияние борных и медных удобрений на рисе / А. Г. Багдасаров // Бюл. ВИУА. -1977. № 38. - С.75 - 77.

15. Багдасаров А. Г. Влияние микроудобрений на рост и развитие риса в условиях болотно-луговых почв Зеравшанской долины / А. Г. Багдасаров // Науч. тр. / Таш. СХИ. Ташкент. - 1977. - Вып.75. - С. 105.

16. Багдасаров А. Г. Приемы и условия эффективного применения микроудобрений под рис в Узбекистане : автореф. дис. докт. с.-х. наук / А. Г. Багдасаров. М.: ТСХА, 1991. -31 с.

17. Багдасаров А. Г. Влияние сидерации на урожай риса при взаимодействии микроэлементов / А. Г. Багдасаров, И. М. Местер // Проблемы повышения плодородия почв в условиях интенсив, земледелия. М., 1988.-С. 38.

18. Байтулин И. О. Строение и работа корневой системы растений / И. О. Байтулин. Алма-Ата: Наука Каз. ССР, 1987. - 312 с.

19. Барбер С. А. Биологическая доступность питательных веществ в почве / С. А. Барбер. М.: Агропромиздат, 1988.-376 с.

20. Бартон Л. Хранение семян и их долговечность / Л. Бартон. М.: Колос, 1964.-240 с.

21. Баславская С. С. Фотосинтез / С. С. Баславская. М.: Изд-во МГУ, 1974.-352 с.

22. Битюцкий Н. П. Необходимые микроэлементы растений / Н. П. Би-тюцкий. СПб.: Изд-во ДЕАН, 2005. - 256 с.

23. Болдырев А. И. Рисовым полям высокое плодородие / А. И. Болдырев. - Симферополь: Крым, 1969.-208 с.

24. Бондарева Т. Н. Влияние марганца и воздушно-теплового обогрева на прорастание семян риса / Т. Н. Бондарева, Н. Н. Дмитренко, А. X. Ше-уджен // Рисоводство. 2004. - Вып. 4. - С. 70 - 77.

25. Бондарева Т. Н. Влияние марганца и воздушно-теплового обогрева семян риса на потребление и вынос элементов минерального питания растениями / Т. Н. Бондарева, Н. Н. Дмитренко, А. X Шеуджен // Рисоводство. 2005. - Вып. 7. - С. 63 - 73.

26. Бондарева Т. Н. Влияние воздушно-теплового обогрева и обогащения семян марганцем на рост, развитие и фотосинтез растений риса / Т. Н. Бондарева, Н. Н. Дмитренко, А. X. Шеуджен // Агрохимия. 2005. - №10.-С. 53-58.

27. Веллингтон П. Методика оценки проростков семян / П. Веллингтон. -М.: Колос, 1973.-197 с.

28. Веретенников А. В. Физиология растений / А. В Веретенников. М.: Наука, 2006.-480 с.

29. Вернадский В. И. Очерки по геохимии / В. И. Вернадский. М.-Л.: Горгео-нефгеиздат, 1934.-380 с.

30. Вечер А. С. Пластиды растений / А. С. Вечер. Минск: Изд-во АНБССР, 1961.-194 с.

31. Виноградов А. П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах / А. П. Виноградов. М.: Изд-во АН СССР, 1957. - 238 с.

32. Власюк П. А. Значение микроэлементов для стартовых механизмов прорастания семян / П. А. Власюк // Биологическая роль микроэлементов и их применение в сел. хоз-ве и медицине. Л., 1970. - С. 8-10.

33. Власюк П. А. Участие микроэлементов в обмене веществ растений / П. А.Власюк, В. А. Жидков, В. И Ивченко // Биологическая роль-153микроэлементов. М., 1983. - С. 97 - 105

34. Власюк П. А. Физиологическое значение марганца для роста и развития растений / П. А. Власюк, 3. М. Климовицкая. М.: Колос, 1969. -162 с.

35. Возбуцкая А. Е. Химия почвы / А. Е. Возбуцкая. -М.: Высш. шк., 1968. -427 с.

36. Войтович Н. Б. Применение макро- и микроудобрений в современных технологиях возделывание зерновых культур / Н. Б. Войтович, И. Н. Чумаченко, Б. А. Сушеница. М.: ЦИНАО, 2003. - 92 с.

37. ВойнарА. И. Микроэлементы в живой природе / А. И. Войнар. -М.: Высш. шк., 1962. 94 с.

38. Воробьев Н. В. Физиологические основы прорастания семян риса и пути повышения их всхожести / Н. В. Воробьев. Краснодар, 2003.-116 с.

39. Воробьев Н. В. Физиологические основы минерального питания риса / Н. В. Воробьев, М. А. Скаженник. Краснодар: ВНИИ риса, 2005. — 196 с.

40. Воскресенская Н. П. Фотосинтез и сперктральный состав света / Н. П. Воскресенская. М.: Наука, 1965. - 312 с.

41. Воскресенская Н. П. Фоторегуляторные реакции и их вклад фотосинтетическую деятельность растений / Н. П. Воскресенская // Фотосинтез и продукц. процесс. М., 1988. - С. 142 -153.

42. Гавриленко В. Ф. Большой практикум по фотосинтезу / В. Ф. Гаври-ленко, Т. В Жигалова. М.: Изд-во Академия, 2003.-256 с.

43. Гальцев П. Е. Влияние марганца на развитие растений / П. Е. Гальцев // Из результатов вегетационных опытов и лабораторных работ за 1908 и 1909 гг.: отчет. М, 1911. - № 6. - С. 402 - 414.

44. Гедройц К. К. Действие солей марганца и сернокислой закиси железа на различных почвах под льном и клевером / К. К. Гедройц // Тр. / С.-х.-1544647,48