Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЙНОСТИ И ПИВОВАРЕННЫХ СВОЙСТВ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ ПОД ДЕЙСТВИЕМ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЙНОСТИ И ПИВОВАРЕННЫХ СВОЙСТВ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ ПОД ДЕЙСТВИЕМ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ"

На правах рукописи

ЕРМОШКИН Владимир Викторович

ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЙНОСТИ И ПИВОВАРЕННЫХ СВОЙСТВ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ ПОД ДЕЙСТВИЕМ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ

Специальность: 06.01.09 — Растениеводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Пенза - 2005

Работа выполнена на кафедре биологии, технологии хранения и переработки продукции растениеводства Федерального государственного образовательного учреждении высшего профессионального образования «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

заслуженный работник высшей школы РФ Костин Владимир Ильич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Кш1 ш катки на Анна Николаевна

кандидат сельскохозяйственных наук Фиркхпин Иван Иванович

Ведущая организация - ГНУ «Ульяновский НИИСХ»

Защита состоится _29_ апреля 2005 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.053.01 при ФГОУ ВПО « Пензенская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 440014, г. Пенза, п. Ахуны, ул. Ботаническая, 30,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Пензенская государственная сельскохозяйственная академия»

Автореферат разослан марта 2005 г.

Ученый секретарь —

диссертационного совета, ¿^р. ул/^Ь <*~

доктор сельскохозяйственных культур У</' (у Гущина В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуалыюсть исследований. Средне-Волжский регион занимает одно и» первых мест по площади посевов зерновых и бобовых культур в Российской Федерации, однако резервы роста и продуктивности используются еще не в полной мере.

Современные сорта и гибриды сельскохозяйственных культур обладают высоким потенциалом продуктивности и для более эффективных путей повышения аграрного сектора экономики с экологической точки зрения в практику растениеводства следует отнести метод предпосевной обработки семян микроэлементами и регуляторами роста, которые вызывают активизацию метаболических процессов в растительном организме в исключительно малых дозах, способны защитить растение от стрессовых воздействий и патогенов, что является необходимым для формирования урожая (Ягодин Б.А., 1988, 1990; Ше вслух а B.C., 1999; Ганснн H.A. н др., 1999, 2000; Костин D.H. и др., 1997, 1998, 1999,2000; Самуилов Ф.Д. и др., 1999, 2000; Кириллов А.Ф., 2001; Офицеров E.H. и др., 1999, 2001; Дозоров A.B., 2003; Таланов И.П., 2003).

В настоящее время возрастает роль исследовании по разработке адаптивных технологий возделывания культур с высоким уровнем урожайности, повышением устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды, снижением пестицид пой нагрузки и улучшением минерального питания растений макро- и микроэлементами. Вместе с тем, комплексные исследования с применением микроэлементов, регуляторов роста и биологически активных веществ естественного происхождения для обработки семян сельскохозяйственных культур проводились в условиях лесостепи Поволжья в недостаточной степени. Углубленное изучение данного направления необходимо для обоснования энергосберегающих технологий производства сельскохозяйственной продукции высокого качества и широкого их применения в производстве.

Известно, что у некоторых зерновых культур высокое качество продукции трудно сочетается с урожайностью. Тем не менее, есть много методов и приемов, соблюдением которых можно добиться увеличения урожайности без ухудшения качества продукции. Одним из таких способов является предпосевная обработка семян регуляторами роста и микроэлементами.

Однако в условиях лесостепи Поволжья еще нет достаточно данных по использованию пектина, гиббереллина, гетероауксина и микроэлементов для обоснования теоретических и практических аспектов использования разных химических факторов для обработки семян перед посевом,

В связи с этим выбор настоящей темы диссертационной работы связан с исследованиями, посвященными решению научной проблемы — получения качественного зерна ячменя без применения ядохимикатов с хорошими пивоваренными свойствами, ~~

Исследования проводились в соответствии с темат нч ескими планами и программами Министерства сельского хозяйства !

регистрации № 06.9.20.011.65), а также по обычным программам и являются составной частью плана научной работы Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии.

Цель исследований. Целью исследований явилось изучение влияния предпосевной обработки семян ячменя регуляторами роста (пиббередлином, гетероауксином, пектином) и микроэлементами (сульфатом марганца МпБС^ и молиблатом аммония (КН^МоО*) для оптимизации продукционного процесса, улучшения пивоваренных свойств в условиях лесостепи Поволжья.

Для выполнения поставленной цели в программу исследований входило решение следующих задач:

1. Изучить влияние предпоссвпой обработки семян росторегуляторами к микроэлементами на посевные качества семян ярового ячменя;

2. Выявить влияние используемых факторов на фотосиитетичсскую деятельность посевов ярового ячменя;

3. Определить урожайность и качество зерна пивоваренного ячменя;

4. Изучить массовую долю белка, натуру, массу 1000 семян, плеичатость и экстракта вность ярового ячменя и зависимости от применения регуляторов роста и микроэлементов;

5. Изучить содержание макро- и микроэлементов, витаминов, тяжелых металлов и радионуклидов в зерне ячменя в зависимости от используемых факторов;

6. Дать экономическую и энергетическую оценку изучаемых приемов в технологии возделывания ячменя. ;

Научная новизна. Применительно к условиям лесостепи Поволжья на основе лабораторных и полевых опытов выявлены оптимальные сочетания регуляторов роста и микроэлементов с высоким взаимодействующим эффектом и установлены стимулирующие концентрации разных веществ но своей природе для обработки семян опытной культуры, с целью улучшения посевных качеств семян, наибольшего выхода продукции при наименьших затратах материальных и энергетических ресурсов, без применения пестицидов для получения экологически чистой продукции. Изучено влияние регуляторов роста в чистом виде и в сочетании с микроэлементами на ростовые процессы, фотосинтетическую деятельность, урожайность, качество и пивоваренные свойства ярового ячменя. Впервые для данной культуры установлены корреляционные связи между физиологическими процессами, урожайностью и качеством продукции.

Положения, выносимые на защиту:

- физиологическая концепция использования росторегуляторов и микроэлементов для обработки семян ярового ячменя и оценка его посевных качеств;

- влияние используемых факторов на фотосинтетическую активность и ее связь с урожайностью и качеством продукции;

- экономическая и энергетическая оценка приемов технологии возделывания ячменя.

Практическая значимость. Предложенная производству система обработки семян перед посевом обеспечивает более высокую урожайность ярового ячменя с хорошими качественными характеристиками зерна. Данный arpo-прием эколопгчсски безопасный, малозатратный, повышает экономическую и энергетическую эффективность и конкурентоспособность зернового хозяйства в условиях рынка. Под действием используемых факторов выявлены физиологические закономерности в течение онтогенеза, которые могут служить основой для управления процессами жизнедеятельности растений. В сложившихся условиях обострения экологической обстановки актуален вопрос загрязнения окружающей среды различными химическими веществами, избыток которых нарушает нормальное протекание биологических процессов в растении и в конечном итоге создает угрозу получения экологически опасной продукции растениеводства.

Результаты исследований по применению используемых факторов находят практическое применение в хозяйствах Ульяновской области, в частности, ООО «Новая Жизнь» Ц| мининского района, ГУСП саш поташ л мне кое» Tepeнгульского района. Предложенная система обработки семян обеспечивает более высокую урожайность и качество, показывает на перспективность применения регуляторов роста и микроэлементов для вырашнвания экол отчески чистого ячменя для пивоваренной промышленности.

Апробация работы. Матер паты исследований докладывались на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава УГСХЛ (2002-2004 тт.), на областной научной конференции «Молодые ученые - агропромышленному комплексу» (Ульяновск, 2002), на Международной научно-практической конференции «Актуальные направления развития экологически безопасных технологий производства, хранения и переработки сельскохозяйственной продукции» (Воронеж, 2003), на Всероссийской научно-практической конференции «Роль средств химизации в повышении продуктивности агроэкосистсм» (Уфа, 2003), на Межвузовской научной конференции «Современные эиерго- и ресурсосберегающие, экологически устойчивые технологии и системы сельскохозяйственного производства» (Рязань, 2003), на Межвузовской научной конференции «Физиолого-бнохнмическнс аспекты обработки семян сельскохозяйственных культур» (Ульяновск, 2003), Всероссийской научно-производственной конференции «Инновационные технологии в аграрном образовании, науке и АПК России» (Ульяновск, 2003), на Международной научио-праюгической конференции, «Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы» (Пенза, 2004).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано И научных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из следующих разделов; введения, 5 глав, выводов и предложений производству, включает 27 таблиц, 7 рисунков и )5 приложений. Список литературы включает 338 наименований, в том числе 53 иностранных авторов.

1. РОЛЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА

Н МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ФОРМИРОВАНИИ УРОЖАЙНОСТИ И КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ РАСТЕНИЕВОДСТВА

В главе приведен обзор отечественной и зарубежной литературы по теме исследования, показывающий механизм действия, физиологическую активность регуляторов роста, мнкроэлс метой их роль в формировании урожайности н качества продукции растениеводства. Рассмотрены вопросы их использования в повышении устойчивости растений к неблагоприятным факторам окружающей среды.

2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ 2,1, Методика исследований н условия проведения опытов

Для решения поставленных задач исследования проводились в 2002-2004 гг, путем постановки лабораторных и полевых опытов на базе опытного поля ФГОУ ВПО «Ульяновская ГСХА».

Полевые опыты закладывались в 4-х кратном повторении на делянках с учётной площадью 25 м1 в соответствии с методикой и техникой постановки полевых опытов на стационарных участках (Доспехов Е.А., 19S5).

Схема полевого опыта включала 10 вариантов предпосевной обработки семян: контроль, пектин, гиббереллин, гстсроауксип, сульфат марганца (Мп), молибдат аммония (Мо), сульфат марганца + молибдат аммония (Ми + Мо), пектин + сульфат марганца (пектин + Мп), пектин + молибдат аммония (пектин + Мо), пектин ■+ сульфат марганца + молибдат аммония (пектин + Мп + Мо).

Перед посевом за 16-18 часов семена обрабатывались растворами пектина, сульфата марганца MnSO*, молибдата аммония (Nli^MoO^ концентрацией (0,05%), гиббереллином и гетероаукенном (0,01%) из расчета 2 л на 1 ц семян.

Объект исследований - яровой пивоваренный ячмень сорта Одесский 100, который занесен в государственный реестр Ульяновской области. Агротехника - общепринятая для зоны, норма высева 4,5 млн, всхожих семян иа 1 га.

В опыте проводили следующие наблюдения, учеты и анализы: ,

Фенологические наблюдения за фазами роста и развития проводили в соответствии с ГОСТом 10842-64; густоту стояния растений подсчитывали в фазу полных всходов и перед уборкой.

Фотосинтетическую деятельность растений по методике A.A. Ничипоро-вича (1961). Чистую продуктивность фотосинтеза учитывали путем отбора проб растений, у которых определяли общую массу, массу отдельных органов и площадь листьев. ЧПФ рассчитывали по формуле:

ЧПФ—ikzii— 0,5 х (.Я, +J7 ¡)*л

где: ЧПФ - чистая продуктивность фотосинтеза, г/м5; В|, Bj — сухой вес пробы в начале и конце учетного периода, г; Л(, Л; - площадь листьев в начале и копне учетного периода, см"; п - число дней в учетный период.

Ассимиляционную поверхность листьев рассчитывали но Н-Н. Третьякову, A.C. Jlocenoii (1900). Вычисления производили по формуле: S=A*B*0,78, где: S - площадь листа (см3), Л - ширина листа (см), В — длина диета (см). Определение сухого вещества - по Н.В, Пнльщиковой (1990); Отбор »роб почвы {ГОСТ 28168-89); определение органического вещества (ГОСТ 26213-91); общего азота (ГОСТ 26107-84); подвижных соединений PiOj и К;0 - по Чирикову в модификации ЦИНЛО.

Определение гидролитической кислотности - по Кап пену в модификации ЦИНАО (ГОС Т 26212-91); рНга - по методу ЦНИАО (ГОСТ 26483-85); обменной кислотности (ГОСТ 26484-85); сумма поглощенных оснований - по Каппену (ГОСТ 27821-88); емкость кат ионного обмена (ГОСТ 17.4,4.01-84),

Определение подвижного молибдена п почтах по Грингу в модификации ЦИНЛО (ГОСТ 10-151-88); обменного марганца - методом ЦИНАО (ГОСТ 26486 «5); обменном» кальция - но методу ЦИНАО (ГОСТ 26487-85), подвижного марганца в почтах - по Пейве и Ринькису в модификации ЦИНЛО (ОСТ 10 145-88);

Микро >лемеиты определяли атомно-адсорбционным методом на енот рофо'тмегре С* 115: марганец (ГОС Г-2/997-88), железо (IXJC1-2641..- 86). цинк (ГОСТ-26934-86), медь (ГОСТ-26931-86);

Люг - (I'ОСГ-13496-93). кальцин, магний (ГОСГ-26570-95), фосфор (ГОСТ 26657 97), калий (ГОСТ-30504-97), натрий (ГОС Г-13496.1-98); иод - титрометрическим метолом; содержание витаминов в зерне - калориметрически; содержание аминокислот-- на амикоанализаторе АЛА; содержание белка в зерне (ГОСТ-10846-74); экстрактивноеть в зерне (ГОСТ- 1213677): пленчатость зерна (Г ОСТ- 10843-64); тяжелые металлы - атомно-адсорбционмым метолом: мышьяк (ГОСТ-26930-86), ртуть (МУ 5178-90), свинец (ГОСТ-26932-86), кадмий (ГОСТ-2693 3-86).

Структура урожая определялась путем отбора с каждой делянки 50 растений, учет урожая проводился гюделяночно с последующим взвешиванием и пересчетом на 14% влажность; масса ЮОО семян (ГОСТ-12042-80); натура зерна (ГОСТ-10840-64),

Экономическая и энергетическая эффективность применения микроэлементов, пектина, гиббереллина и гетероауксина, определялась по результатам анализа трудовых, материальных ресурсов и выхода продукции, в стоимостном и энергетическом выражении на основе технологических карт по нормативам и расценкам, принятым для производственных условий учхоза Ульяновской ГСХА (2004 г.). (Типовые нормы выработки на работы в растениеводстве, 1980; Единые нормы выработки и расхода топлива на механизированные полевые работы в сельском хозяйстве, 1982; Базаров С.И.и др., 1983; Коринец В.В. и др., 1985; Булагкнн Т.Д., 1986, 1937; Методические рекомендации В АСХ НИИ Л, 1989),

Математическую обработку экспериментальных данных проводили методом дисперсионного анализа (Доспехов Б.А., 1989) на ПЭВМ с использованием Excel 2000, Statistics 5.5. Stalgraphics Plus 5.0.

2.1. Почвенный п<шроп н ег о агрохимическая характеристика

Агрохимическая характеристика почвы: реакция среды в пахотном слое рНка - 6,5. содержание гумуса - 4,3%, содержание подвижного фосфора и обменного калия но Чирикоау соответственно )0,5 и 20 мг/100 г почвы. Степень насыщенности основаниями 96,4-97,9%, сумма поглошепкых оснований 25,5-27,8 мг-зкв/100 г почвы. Обеспеченность почны микроэлементами низкая (мг/кг); Мо - 0,1-0,2; Мп -25-40.

2.2. Метеорологические условия

Для характеристики погодных условий использованы агроклиматические наблюдения Чердаклинской метеостанции рис. 1, 2,

2С02 гооз гжм

СР Ч'-Г' СП'.'Т

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 Апрель Май Июнь Июль

Рис. 1, Количество осадков за вегетационный период, мм

4

а £

30 25 20 15 10 5

-5

2003 г.

средние многолетие

12 3 12 3 113 Апрель Май Ию>и. Июль

Рис. 2. Температурный режим вегетационных периодов, °С

Период вегетэиин 2002 года был засушливым. Следует отметить почлнее появление всходов вследствие заморозков до -5. -7%' н недостатка влаги о

первой декаде мая. Среднемесячная температура воздуха составила +9°С, что повлияло на увеличение продолжительности фазы всходы-кущение; в дальнейшем высокая температура воздуха и небольшое количество осадков способствовали быстрому прохождению межфазных периодов. 2003 год был более благоприятным по влагообеспеченности и температурному режиму. 2004 год характеризовался неравномерным выпадением осадков. Дефицит влаги наблюдался При прорастании семян ячменя, что в итоге повлияло на густоту стояния растений. Анализ метеорологических данных показывает, что за годы исследований сумма осадков и температур была подвержена значительным колебаниям.

3. ВЛИЯНИЕ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ НА ПОСЕВНЫЕ КАЧЕСТВА И ФОТО СИНТЕТИЧЕСКУЮ

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЯЧМЕНЯ (РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ)

3,1. Параметры прорастания

Дчя предпосевной обработки семян ярового ячменя применяли различные концентрации пектина, пектина совместно с микроэлементами марганцем и молибденом, гиббереллина и гетероауксина. Максимальная лабораторная всхожесть у обработанных семян по вариантам опыта наблюдается при концентрации 0,01%, при этом всхожесть семян увеличилась но отношению к контролю на 1,1%.

На основании исследований и математической обработки установлено, что концентрации раствора пектина 0,05% в чистом виде, а также сульфата марганца и молибдата аммония, раствора гиббереллина 0,01% и гетероауксина являются оптимальными для обработки семян ячменя, которые оказывают ростостнмулируюшее действие.

Установлено, что под действием пектина н микроэлементов происходит наибольшее увеличение энергии прорастания и лабораторной всхожести семян ячменя. Энергия прорастания увеличивается по сравнению с контролем в зависимости от варианта. Увеличение данного показателя способствует более быстрому появлению проростков и дружных всходов. Использование применяемых препаратов оказало положительное влияние и на лабораторную всхожесть, которая в среднем за 2002-2004 гг. увеличилась на 1,1-2,9%, Результаты энергии прорастания и лабораторной всхожести подвергались статистической обработке методом корреляционного анализа и определялась связь этих факторов с урожайностью. Характер связи выражен в форме параболы и имеет криволинейную зависимость между энергией прорастання, лабораторной всхожестью и урожайностью. Корреляционные отношения соответственно равны: п = 0,86; г» = 0,69.

Установлено, что под действием пектина, гибберелнна, гетероауксина и микроэлементов происходит усиление силы роста за счет увеличения длины зародышевых корешков и проростков (рис. 3). Наибольшее увеличение длины проростков происходит под влиянием гиббереллина и совместного примене-

иия пектина с микроэлементами, она увеличивается на 0,51 и 0,72 см по отношению к контролю. На длину зародышевых корешков более стимулирующее действие оказывает марганец и пектин с микроэлементами. Превышение по отношению к контролю составило 0,71 и 0,82 см.

Наилучшие показатели полевой всхожести отмечались в вариантах с гнббереллином к совместного применения пектина, марганца и молибдена. Совместная обработка семян росторегул я торами и микроэлементами также оказала наибольшее стимулирующее влияние и в полевых условиях (рнс, 4). В 2002 году но сравнению с другими годами исследований всхожесть увеличивается при использовании пектина с микроэлементами па 2,4% ,

5

Рис. 3. Влияние регуляторов роста и микроэлементов на длину проросткон н корешков ячменя, см ^ЖЖЗ * ллина проростков длина корешков

] - контроль, 2 - пектин, 3 - гкббереллин, <1 - гетсроауксли, 5 - Мп, 6 - Мо, 7 - Мп+Мо, 8 - пектин +■ Мп, 9 - пектин +Мо. 10 - пекгип +Мп ьМо,

И 2002 г

2003 г. В2СКМ г.

I среднее

Рис. Влияние регуляторов роста и микроэлементов на полевую всхожесть ячменя, %.

1 - контроль. 1 - лсктни, 3 - гп&бероллин. 4 - гетероаукенн. 5 - Мп, 6 - Мо. 7- Мп+Мо. 8 - пектин +Мп.9- пектин Мо. 10 - пектин+Ми+Мо

В 2003 году при более благоприятных погодньге условиях наибольшая полевая всхожесть В0% отмечалась на вариантах с обработкой семян гибберелли-ном, по сравнению с контрольными растениями увеличилась на 3,7%-4,б%. В 2004 году в мае стояла прохладная и дождливая погода, которая отрицательно повлияла на всхожесть. В течение последующего вегетационного периода погода была, за исключением июня, относительно теплая с обильными осадками, это в большей степени повлияло на урожайность ячменя.

На основании математической обработки установлено, что а среднем за годы исследований корреляционное отношение (К) между нолевой всхожестью и урожайностью равнялось К=0,68, коэффициент детерминации О = 45,75%, уравнение регрессии У= -89,51 +1,8IX.

Таким образом, наши исследования показывают, что под влиянием регуляторов роста и микроэлементов происходит активация ростовых процессов, способствующих улучшению посевных качеств семян, таких как энергия прорастания, всхожесть н сила роста. По данным статистической обработки урожайность зависит ог нолевой всхожести, а полевая всхожесть увеличивается за счет использования регуляторов роста и микроэлементов.

3.2. Фотосинтетнческая деятельность ячменя

В результате исследовании установлено, что наибольшее влияние на плошааъ листьев оказывает пектин с молибденом и марганцем, пектин с молибденом и гиббереллин, Формирование ассимиляционной поверхности листьев посевов ячменя на изучаемых вариантах идет по той же кривой, что и у контрольных растений. Период максимального увеличения площади листьев по всем вариантам наблюдается к концу фазы выхода в трубку и начала колошения. Начиная с фазы молочно-восковой спелости происходит снижение площади листьев во всех вариантах опыта, за счет отмирания листьев нижнего яруса. Установлено, что величина листовой поверхности во многом зависит от метеорологических условий, складывающихся в период вегетации. Однако для получения высоких урожаев важно не только создание большой листовой поверхности, ко и увеличение продолжительности ее функционирования с наибольшей продуктивностью.

Так, накопление биомассы сильно изменилось в связи с применяемыми веществами для предпосевной обработки семян. Особенно это заметно при использовании молибдена и марганца и совместно с пектином (рис, 5). Наибольший прирост сухого вещества в опытных вариантах наблюдался в фазу молочно-восковой спелости, В фазу всходов на варианте с пектином и микроэлементами содержание сухого вещества выше контрольного на 6-10%, а в фазу кущения на 16-25%. Содержание сухого вещества в годы исследований было различным: в 2002 году максимальное накопление сухого вещества растениями происходило при обработке семян молибденом. В среднем за вегетацию в зависимости от варианта опыта этот показатель увеличивается на 1141% относительно контроля.

I 1 1 4-5 4 7 » »10

—псклды —■—клчнснн* вмлодй ЩУйку

—Н—натшснн? ми1.-»оск.о*.тпси.

Рис. 5. Влияние регуляторов роста и микроэлементов на динамику накопления сухого вещества растениями ячменя, ц/га (в среднем за 2002-2004 гг.)

1 - контроль, 2 - пектин, 3 - гнббереллин, 4 - гегерозуксин, 5 - Мп, 6 - Мо, 7 - Мл+Мо, 8 - пектин +Мп, 9 - пектин + Мо, 10 - пектин+Мп+ Мо

В 2003 году в фазу кущения наибольшую массу имели растения с обработкой семян молибденом и совместно марганцем с молибденом, увеличив её на 1,92 и 1,83 ц/га относительно контроля. Максимальный прирост сухого вещества наблюдается в фазу трубкования до мелочно-вое ко вой спелости, аналогично но всем годам исследований. В дальнейшем накопление сухого естества происходило в основном за счет генеративных органов и достигает мэксимумз в фазу полного налива зерна, что связано с оттоком метаболитов из листьев в рспродуктавные органы ячменя. В 2004 голу наибольшее накопление сухоз'о вещества происходило при обработке марганцем и пектином совместно с микроэлементами.

Особый интерес представляет действие регуляторов роста и микроэлементов на содержание сухого вещества не только в целом растении, но и в органах ячменя. Фотосинтетической деятельностью обладают не только листовые пластинки, по и стебель, а также колос. Наши исследования показывают положительное влияние на накопление сухого вещества в листьях, стеблях и колосьях, в которых протекают синтетические процессы и на момент определения имеют физиологическую активность. Следовательно, обработка семян микроэлементами может направлено изменить рост органов и тем самым воздействовать на корреляционные связи растительного организма. Таким образом, предпосевная обработка семян оказывает воздействие на листовой аппарат и его фотосинтетическую деятельность.

Основной показатель фотосинтетической продуктивности растений -фотосмнтетнческий потенциал. Величина фотосннтетическоло потенциала (ФП), как и площади листьев, во многом зависит от влагообсспеченности в течение вегетации. В начале периода роста растений 2002 года показатель фо-тосиитетического потенциала был небольшим, так как площадь листьев нарас-

тала медленно. В фазу всходы-кущение наибольший ФП имели растения при совместном использовании пектина с микроэлементами - 124 тыс. м2 'дней/га, нз контроле — 92,7 тыс. м1 ■дн./га. Далее площадь листьев бь1Стро наминала нарастать и в конечной фазе колошение - молочно-восковая спелость но пектину с микроэлементами и гиббереллину ФП составил 630,0 и 630,8 тыс. м" * дн./га, что выше контроля на 86,6 и 87,4 тыс. мг -дн./га.

В 2003 году в фазу всходы - кущение фотосинтетичсский потенциал ниже показателей 2002 года, это связано с неблагоприятными метеорологическими условиями. При этом значительное влияние на ФП оказали пектин с микроэлементами и совместная обработка марганцем с молибденом, эти показатели были выше контрольного в среднем на 27%, Такая тенденция но данным вариантам прослеживалась до конца вегетации. Фогосинтетичеокий потенциал за вегетацию был выше контроля на 4-17%.

В 2004 году в фазу всходы - кущсинс, наибольший показатель ФИ растем и и отмечен при использовании гнббереллина, пектина с марганцем и молибденом, что выше контроля на 11,8 и 15,9 тыс.м" -дн./га соответственно. Увеличение ФИ от гетероауксипа составило - 4,7 тыс.м"-дн./га., пектина— 1,4 тыс.м1-дн./га.

В последующие фазы роста наибольшее влияние на Ф11 оказало совместное применение пектина и микроэлементов, В фазу всходы — кущение данный показатель выше контроля на 18%, кущение - выход в трубку - 27%, выход в трубку - колошение - 15%, колошение - молочно-восковая спелость - 11%. Показатели фотосинтетического потенциала за вегетационный период, которые обеспечивают формирование максимальной урожайности зерна 4,7-4,9 т/га, составили 1,39-1,40 млн. м~ -Д1г7га. Следовательно, предпосевная обработка семян изучаемыми препаратами способствует получению более высоких показателей фотосинтетического потенциала, при этом наблюдается наибольшее влияние от использования гиббереллина и пектина совместно с микроэлементами.

■ 2002 г. ШСЮ; г. МХШг. ■. [•елке

Рис. б. Влияние регуляторов роста и микроэлементов на ЧПФ растений ячменя в среднем за вегетацию, г/м" в сутки

1 - контроль. 2 - пектни, 3 - гнбйередлнн. 4 - гстероауксин, 5 - Мп, б - Мо. 7- Мп+Мо, К - пекпш Ми. 9 - ¡1?ктин+ Мл 10 - пектин-» МпгМо

Высокая урожайность культуры зависит не только от величины листовой поверхности, хода её формирования, но и от суточных приростов продуктивности фотосинтеза. Так, продуктивность фотосюггеза колеблется в зависимо' стн от применяемых веществ (рис. б). Следует отметить, что в 2002 году продуктивность фотосинтеза была несколько ниже, чем в 2003 и 2004 годах.

В вариантах с пектином с микроэлементами продуктивность фотосинтеза увеличилась на 0,67 г/м2 в сутки относительно контроля и составила в среднем за вегетацию 6,33 г/мг в сутки, В 2003 году в результате применения пектина с микроэлементами прибавка ЧПФ составила 0,52 г/м" в сутки относительно контроля и достигла 7,82 г/м1 в сутки.

В 2004 году в большей степени чистая продуктивность фотосинтеза увеличивалась при использовании гетероаукенна, марганца, пектина с марганцем и пектина совместно с микроэлементами в среднем на 13% по отношению к ко»гтролю. На основании корреляционного анализа установлена связь чистой продуктивности фотосинтеза с урожайностью, (г = 0,51), и выведено уравнение регрессии: У = - 66,3 + 19,54 X, - 1,344 Х2 .

Таким образом, предпосевная обработка семян регуляторами роста и микроэлементами способствует увеличению ассимиляционной поверхности листьев, фотосинтетического потенциала, накоплению сухого вещества и увеличению чистой продуктивности фотосинтеза,

4. УРОЖАЙНОСТЬ II КАЧЕСТВО ПИВОВАРЕННОГО ЯЧМЕНЯ ПРИ ОБРАБОТКЕ СЕМЯН РЕГУЛЯТОРАМИ РОСТА И МИКРОЭЛЕМЕНТАМИ

4,1. Урожайность ярового ячменя

Урожайность ячменя, как показали наши исследования, существенно зависела от метеорологических условий вегетационного периода и от предпосевной обработки семян регуляторами роста и микроэлементами (табл. 1).

1. Влияние регуляторов роста и микроэлементов на урожайность ячменя

Вариаты Урожайность, т/га Прибавка

2002 г. 2003 г. 2004 т. средн. т/га %

Контроль 3,8 4,4 4.3 4,2 - -

Пектн 4,2 5,4 4,5 4,7 0,5 11,9

Гибберсллнн 4,4 5,7 . 4,6 4,9 0,7 16,6

Гетероауксин 4,0 5,1 4,4 4,5 0,3 7,1

Мп 4,5 5,8 4.6 5,0 0,8 ■ 19,0

Мо 4,3 5,3 4.5 4,7 0,5 11,9

Мп+Мо 4,2 5,3 4.5 4,7 0,5 11,9

11екшн1 Мп 4,0 5,2 4,6 4,6 0,4 9,5

Псктин+Мо 3,9 4.5 4.3 4,2 0 0

Пектин+Мп+Мо 4.4 5.7 4,6 4,9 0,7 16,6

11СР<15, т/га 0,3 .0.42 0.29

В среднем за 3 года на варианте при совместной обработке семян пектином н микроэлементами прибавка составила - 0,7 т/га, с гиббереллнном - 0,7 т/га, на варианте с марганцем — 0,8 т/га, обработка семян микроэлеме1памн дала прибавку урожайности ло сравнению с контролем - 0,5 т/га, с гетероаукси-ном - 0,33 т/га. Наши исследования показывают что стартовые процессы роста и фотосинтетическая деятельность растений впоследствии оказали влияние на урожайность, ибо урожайность сельскохозяйственных культур, в том числе ячменя зависит от всех физиоло1Т>-биохимических процессов, протекающих в растениях в течение онтогенеза, увеличение урожайности обусловлено не только усилением ростовых процессов в течение вегетационного периода, ло и повышением устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды.

4.2. Содержание макроэлементов и микроэлементов в зерне ячменя

Применении регуляторов роста и микроэлементов способствует более интенсивному накоплению макро- и микро.пементов в зерне, в 1,5-2,0 раза больше контроля. По степени накопления в урожае изучаемые микроэлементы составляют рад; Fe > Zn > Mn > Си > Mo > Со > L

4.3. Содержанке тяжелых металлов н радионуклидов в зерне ячмени

При применении регуляторов роста и микроэлементов содержание тяжелых металл™, радиоактивных изотопов стронция-90 н цезия-! 37 в продукции не превышает предельно допустимые концентрации.

4.4. Качество зерна пивоваренного ячменя

Повышение качества зерна пи во варен ною ячменя является не менее важной задачей, как и увеличение его урожайности.

Согласно наших данных регуляторы роста и микроэлементы обуславливают более интенсивное прохождение фаз роста и развития, созревание зерна наступает раньше, поэтому влажность зерна к уборке на 1-2% ниже по сравнению с контролем. При этом улучшаются технологические свойства зерна пивоваренного ячменя (табл. 3, 4). Так, в среднем за 2002-2004 гг. на варианте с гиббереллином содержание белка было ниже контроля на 0,9%, при совместном применении молибдена и марганца — 1,1%, при взаимодействии этих же микроэлементов с пектином - 1,0%, а в варианте с марганцем — 1,2%.

В 2002 году под действием используемых факторов уменьшается содержание белка от 0,2 до 1,3% по отношению к контролю, экстрактивносгъ увеличивается от 0,1 до 1,4%. Наилучшие результаты по этим показателям получены в варианте пектина с микроэлементами, содержание белка снижается на 1,0%, а экстрактавность увеличивается на 1,4% по отношению к контролю, на варианте пектина с марганцем содержание белка снижается на 0,8%, а экстрактивноеть увеличивается на 1,0%, из фиторегуляторов наибольшее влияние оказывает гиб-береллин, содержание белка снижается на 1,2%, а экстрактивность увеличивается на 0.1%, При благоприятных поч вен но-климатических условиях 2003 года в

вариантах с микроэлементами содержание белка снижается на 1,5%, а экстрактнвность увеличивается на 1,6%, в варианте с марганцем содержание белка снижается на 1,0%, а экстрактнвность увеличивается на 1,6%, с гиббереллином содержание белка снижается на 0,8%, а экстрактнвность увеличивается на 0,7%, пектина совместно с микроэлементами содержание белка снижается на 0,5%, а экетрактивпость увеличивается на 0,9% по отношению к контролю.

2. Влияние регуляторов роста и микроэлементов ка содержание белка в зерне ячменя

Варианты Содержание белка, %

2002г, 2003 г. 2004 г. среднее

КОНТ)Ч>ЛЬ 10,3 12,8 Л,0 И,4

Иектнн 10,1 12.2 10,8 11,0

Гнбберелдин 9,1 12,0 10,5 10,5

Гетсроаукснн 9.8 12,4 10,4 10,9

Мп 9,0 11,8 9.8 10.2

Мо 10,5 12,7 10.9 П,4

Мо+Мо 9,5 11,3 10.0 10,3

Пектин +Ми 9,5 12,1 9,5 10.4

Пектин-<Мо 9,7 12,3 10.1 10,7

Пектин +МгНМо 9.3 12,3 9,5 10.4

В 2004 году отмечена тенденция к уменьшению содержания белковости зерна при сочетании регуляторов роста и микроэлементов на 0,1-1,5%, а экстракт» им ость увеличивалась на 0,2-1,9%, Наименьшее содержание белка и увеличение экстрактивнести наблюдалось в вариантах с применением марганца в чистом виде и пектина с микроэлементами, причем это проявлялось во все годы исследований.

3. Влияние регуляторов роста и микроэлементов на экстрактнвность ячменя

Варианты Экстрактивность, %

2002 г. 2003 г. 2004 г. среднее

Контроль 75.4 75,0 76,2 75.5

Пектин 76,3 76.1 76,8 76,4

Гиббереллин 75,5 75,7 77,6 76.2

Гстероаукснн 76.6 75,4 76.0 76.0

Мп ■ 75,4 76,6 78,0 76.6

Мо 75,7 75^ 76,4 75,7

Мп+Мо 76,2 76,0 78,1 76,7

Пектин -»Мп 76,4 76,3 113 76,8

Пектин +Мо 764 75,5 78.0 76,6

Пектин +Мп+Мо 76,8 75,9 77,4 76.7

Нами установлено, что предпосевная обработка семян регуляторами роста и микроэлементами вызывает количественные изменения в аминокислотном составе ячменя. Так, под действием применяемых факторов увеличилось содержание

аминокислот на О,-!-] 1,8% по отношению к контролю. Обработка семян регуляторами роста и микроэлементами улучшав! нинонаренные свойства н качество зерна ячменя, содержание белка уменьшается на 0,4-1,2%, а экстрактнвность увеличивается на 0,2-1,2%, натура ячменя увеличивается на 0,8-5,7%, масса 1000 зерен на 1,6-5,7%, пленчатость уменьшается на 0,4-1,2% по отношению к контролю. Математическая обработка данных методом многофакторного дисперсионного анализа подтверждает эффективность применения регуляторов роста и микроэлементов на величшгу экстракт и вности ячменя, которая тесно коррелирует с содержанием белка в зерне ячменя - 32%, гшенча гостью - 28,8%, натурой -28,2% и в меньшей степени с массой 1000 семян - 11%, при этом корреляционное отношение (П) между пивоваренными показателями равнялось - 0,94,

Применение ре !~у ля торов роста и микроэлементов оказало положительное влияние на увеличение содержания витаминов 1руппы В. В среднем за годы исследований сумма витаминов за счет применения регуляторов роста и микроэлементом повышается на 1,4-14,6% в зависимости от препарата, что способствует получению более витаминизированного зерна и положительно сказывается на качестве получаемого урожая.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ТЕХНОЛОГИИ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ

Наибольший экономический эффект производства продукции, уровень рентабельности, наибольший условный чистый лохол и наименьшая себестоимость получены в вариантах при обработке ссмян пектином совместно с микроэлементами и марганцем. Уровень зги* показателей очень важен при производстве продукции растениеводства в современных экономических условиях ведения сельского хозяйства. Результаты исследований энергетической эффективности возделывания ячменя показывают, что применение роулято-рон роста и микроэлементов позволяет получать достаточно значительную прибавку урожая при относительно небольших энергетических затратах. Вследствие незначительных энергетических затрат на обработку семян роуяя-торами роста и микроэлементами, затраты техно:а той энергии по вариантам опыта практически не отличались.

ВЫВОДЫ

1. Наилучший стимулирующий эффект наблюдается при предпосевной обработке семян ячменя 0,05% растворами пектина, сульфата марганца, мо-либдата аммония и 0,01% гиббереллина и гетероауксина.

2. Обработка семян перед посевом регуляторами роста и микроэлементами повысила энергию прорастания на 0,8 - 2,8%, лабораторную всхожесть на 1,2-3,0%. Молевая всхожесть повысилась на 1,4-4,8%. Величина урожая ячменя тесно коррелирует с нолевой всхожестью, при этом корреляционное отношение (К) между полевой всхожестью и урожайностью равняется 0,68.

3. Прел посевная обработка семян регуляторами роста и микроэлементами способстэует увеличению ассимиляционной поверхности листьев в 1,1-1,8 раза, массы сухого вещества в 1,2-1,8 раза по сравнению с контролем, ФП на 0,12-0,2 млн.мг днУга за вегетацию и повышению чистой продуктивности фотосинтеза (в среднем на 0,31 -0,7 r/м" в сутки).

4. Предпосевная обработка семян ячменя регуляторами роста и микроэлементами способствует достоверному повышению урожайности.

5. При использовании регуляторов роста и микроэлементов для предпосевной обработки семян содержа!ше тяжелых металлов, радиоактивных изотопов спрощия-90 и цезия-137 в продукции не превышает предельно допустимые уровни, а также споеобсгвует более интенсивному накоплению макроэлементов и микроэлементов в зерне, (» 1,5-2,0 раза относительно шлроля). По степени накопления в урожае изучаемые микроэлементы составляют ряд: Fe>Zn>Mn>Cu> Mo > Со > I,

6. Обработка семян регуляторами роста и микроэлементами способствует улучшению пивоваренных свойств и качества зерна ячменя. Так, содержание белка уменьшается на 0,4-1,2% а экстрактивность увеличивается на 0,21,2%, натура ячменя увеличивается на 1,4-5,7%, масса 1000 зерен - 1,0-4,9%, иленчуюсгь уменьшается на 0,4-1,2% по отношению к кош ролю - Величина экструктивностн ячменя тесно коррелирует с содержанием белка в зерне ячменя - 32%, пленчатости — 28,8%, натуры - 28,2% и в меньшей степени с массой 1000 зерен - 11%, при этом корреляционное отношение {!') между пивоваренными показателями равнялось 0,94. Содержание незаменимых аминокислот увеличивается на 0,11-3,6 мг/кг. Применение регуляторов роста и микроэлементов оказало положительное влияние на увеличение содержания витаминов группы В, сумма витаминов была выше контроля на 1,4* 14,6%,

7. Прием предпосевной обработки семян ячменя ре ¡у л я горами роста и микроэлементами обеспечивает высокую экономическую и энергетическую эффективность. Наиболее энергетически эффективна предпосевная обработка семян ячменя сульфатом марганца, гиббереллином и пектином с микроэлементами, коэффициент энергетической эффективности составляет 2,90, 2,88 и 2,88, соответственно.

Предложения производству

Для улучшения посевных качеств семян, повышения урожайности и улучшения качества пивоваренного ячменя следует рекомендовать хозяйствам всех форм собственности предпосевную обработку семян ярового ячменя регуляторами роста: пектином, гиббереллином, гегероауксином и микроэлементами сульфатом марганца и молибдатом аммония.

Концентрация пектина и микроэлементов 0,05% раствор, гибСерел.чина и гетероауксина 0,01% раствор из расчета 1,5 - 2,0 литра на 1 центнер семян за 16-18 часов до посева или в производственных условиях непосредственно перед посевом используя протравитель семян ПС-10 или «Мобитокс».

Список опубликовании* работ

1. Исайчев В.Л. Действие пектина и микроэлементов на физиолого-биохимические процессы сельскохозяйственных растений / В.А. Исайчев, В.В. Ермошкин И Технологические и э кол отческие основы земледелия и животноводства в условиях лесостепи Поволжья: Тезисы докладов научной конференции/-Ульяновск: УГСХЛ, 2001. -С. 17-19. .

2. Костин В,И. Влияние обработки фиторегуляторами и микроэлементами на структуру урожая зерна ячменя / В.И. Костин, В.В. Ермошкин // Голь средств химизации в повышении продуктивности агроэкоснстем: Материалы Всероссийской научно-практической конференции, /- Уфа: БГАУ, 2003. - С. 48-52.

3. Костин В.И. Использование фиторегуля торов для ингибирования тяжелых металлов в растении ячменя / В.И. Костин, В.В. Ермошкин // Актуальные направления развития экологически безопасных технологий производства, храпения и переработки сельскохозяйственной продукции: Материалы Международной научно-практической конференции. Том 1. Часть 1. / -Воронеж: ВГАУ, 2003.-С, 126-12S.

4. Костин В.И. Влияние пектина и микроэлементов на накопление растениями радионуклидов "7Cs и wSr / В.И. Костни, H.H. Андреев, В.В. Ермошкин // Современные энерго- и ресурсосберегающие, экологически устойчивые технологии и системы сельскохозяйственного производства: Межвузовский сборник научных трудов. Часть 1. (выпуск 7). / - Рязань РГСХА, 2003, — С. 171-173.

5. Костин В.И, Влияние инкрустации микроэлементами-еннерг и стам и и фиторегуляторами на биохимические качества зерна ячменя /В.И. Костин, B.U. Ермошкин //Физнолого-бнохимнческне аспекты обработки семян сельскохозяйственных культур: Межвузовский сборник научных трудов /- Ульяновск: УГСХА, 2003. - С. 74-79.

6. Ермошкин В.В. Влияние обработки фиторегуляторами и микроэлементами на параметры прорастания зерна ячменя /М.В. Кнтаевз //Физиолого-бнохлми-ческие аспекты обработки семян сельскохозяйственных культур: Межвузовский сборник научных трудов /— Ульяновск: УГСХА, 2003. -С. 65-69.

7. Ермошкин В.В. Влияние инокуляции семян фиторегуляторами и микроэлементами на содержание аминокислот в зерне ячменя / В.В. Ермошкин, В.И. Костин // Инновационные технологии в Аграрном образовании, науке и АПК России: Материалы Всероссийской научно-производственной конференции. Ч. Ш. /- Ульяновск: УГСХА, 2003. - С. 43-46.

8. Ермошкнн В.В. Регуляторы роста и микроэлементы - экологически безопасные факторы повышения урожайности ячменя в условиях лесостепи среднего Поволжья / В.В. Ермошкин // Агроэкологические проблемы сельскохозяйственного производства в условиях антропогенного зафязнения: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. /— Ульяновск: УГСХА. 2004.-С. 130-133.

9. Грмошкин В.В, Влияние предпосевной обработки семян регуляторами роста и микроэлементами на посевные качества ячменя / В.В. Ермошкин, В.И-Костин И Региональные проблемы народного хозяйства: Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Ч. I. /— Ульяновск; УГСХЛ, 2004.-С. 53-58.

10. Костик В.В. Оптимизация пивоваренных качеств ячменя в условиях лесостепи среднего Поволжья / В.В. Костин, В.В. Ермошкин // Агроэ колота че-скне проблемы сельскохозяйственного производства в условиях антропогенного загрязнения: Материалы Всероссийской научно-практической конференции./- Ульяновск: УГСХА, 2004. - С. 158-161.

11. Костин В.И, Влияние регуляторов роста на химический состав зерна ячменя в условиях лесостепи среднего Поволжья / В.И. Костин, В.В, Ермошкин // Агропромышленный комплекс: состояние, проблемы, перспективы: Сборник материалов П Международной научно-практической конференции. / -Пенза: ПГСХА -1 Есйбранденбург, 2004. - С. 21-22.

Подписано к печати 5.03.2005 г. Формат 60x84 1/16. Обьем 1,2 п. л. Тираж 100. Заказ А1? 31

Отпечатано с готового орнгинап-макета Б Пензенской мипи-тнпографмк. свид. № 5551 440000, г. Пенза, ул. Московская, 74

aucj 1 £ ли ф^р/ф^^

f azs , ¿yj) - /¡fausta

ЖМм/сй rflourO йм

С-сФ .¿^ /

№-5047