Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЯЧМЕНЯ ПРИ ОБРАБОТКЕ СЕМЯН БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ

ВАК РФ 06.01.09, Растениеводство

Автореферат диссертации по теме "ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЯЧМЕНЯ ПРИ ОБРАБОТКЕ СЕМЯН БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ"

■ - На правах рукописи

ТАРАСЕНКОВА Оксана Викторовна

ПРОДУКТИВНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЯЧМЕНЯ ПРИ ОБРАБОТКЕ СЕМЯН БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РАЙОНА НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ

Специальность 06.01.09 - растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Москва 2004

Работа выполнена в на кафедре растениеводства Московской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева

Научный руководитель - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент П.Д. Бугаёв

Официальные оппоненты

доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.М. Головков кандидат сельскохозяйственных наук, доцент А.Г. Мякиньков

Ведущая организация - Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д Н Прянишникова (ВНИИА)

Защита диссертации состоится « » 2004 года в (В "часов на

заседании диссертационного совета К 220 043 01 при Московской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева

Адрес 127550, Москва, ул Тимирязева, 49, Ученый совет МСХА

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ МСХА

Автореферат г / '?»*/' '

Ученый секре-диссерт ш

НГ Тазина

ОБЩАЯ ХАРАТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Г '

Актуальность теми Повышение продуктивности

сельскохозяйственных культур прежде всего связано с применением минеральных удобрений и других средств химизации, однако данный подход к решению, проблемы содержит в себе немало и негативных моментов экологического и экономического характера (Безлюдный и др., 1995; Берестецкий, 1976).

Известно, что длительное применение в севообороте высоких доз удобрений оказывает существенное влияние на природные сбалансированные процессы растительно-микробного взаимодействия в агрофитоценозах, увеличивая численность грибов и актиномвдетов, которые приводят к усилению токсических свойств почв (Головков, Черкашина, 1996; Кудеяров, 1987; Патыка, 1993).

В настоящее время разработаны технологии производства и применения биопрепаратов, которые способствуют улучшению минерального питания растений, повышению устойчивости их к неблагоприятным условиям и фитопатогенам, увеличению урожайности и улучшению качества продукции растениеводства при сохранении плодородия почв (Емпев и др., 1996; Умаров, 1986). Однако использование данных биопрепаратов в значительной мере сдерживается отсутствием необходимых знаний о влиянии агроэкологических факторов на эффективное функционирование растительно-бактериальных ассоциаций и реакции различных сортов небобовых растений на бактеризацию.

В этой связи большую актуальность приобретают исследования направленные на определение эффективности применения предпосевной обработки семян ассоциативными ризобакгериями рода Klebsiella planticola, Экстрактом из прорастающих семян и препаратом Эпин в технологии возделывания ярового ячменя.

Цель и задачи исследования. Цель исследований - дать комплексную оценку действия препаратов биологического происхождения на рост и развитие растений, устойчивость их к болезням, продуктивность и качество ячменя в условиях Центрального района Нечерноземной зоны

В задачу исследований входили следующие вопросы:

1. Определить действие биологически активных веществ на качество семян ярового ячменя.

2. Установить влияние биологически активных веществ на рост и развитие растений ячменя.

ЦНБ МСХА фонд научной литературы

3 Выявить степень зашиты от заражения болезнями и корневыми гнилями растений ячменя при обработке семян препаратами биологического происхождения

4 Установить активность фермента нитратредуктазы в растениях ячменя при обработке семян биопрепаратами.

5 Изучить действие предпосевной обработки семян на урожайность, пивоваренные и посевные качества семян ярового ячменя

6 Дать экономическую оценку эффективности изучаемых агротехнических приемов

Научная новизна. Впервые в условиях Центрального района Нечерноземной зоны РФ на окультуренных дерново-подзолистых почвах проведена комплексная оценка действия различных биологических препаратов на рост и развитие растений, устойчивость их к болезням, продуктивность и качество ярового ячменя

Практическая значимость. Полученные результаты исследований позволяют рекомендовать применение предпосевной обработки семян биологически активными веществами в условиях Центрального Нечерноземья для улучшения качества семян, снижения песгсшидной нагрузки на почву и растения, улучшения фотосинтетической деятельности посевов, повышения урожайности и качества ярового ячменя

Реализация научных исследований. Производственная проверка предпосевной обработки семян биологически активными веществами проводилась в СПК «Головине» Судогодскош района Владимирской области на площади 120 га в 2002-2003 году и подтверждена документально От обработки семян биопрепаратами получена прибавка урожая в 2002 году -2,4 ц/га, в 2003 году -3,2 ц/га. За счет внедрения научных разработок был получен условный экономический эффект в размере 43200 рублей в 2002 году и 57600 рублей в 2003 году

Апробация. Основные положения результатов исследований ежегодно докладывались на заседании кафедры растениеводства, научных конференциях Московской сельскохозяйственной академии им К А Тимирязева в 2002 и 2003 годах

Публикации в печати. По материалам диссертации опубликовано 6 научных работ

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов и рекомендаций к производству, списка литературы Работа изложена на 181 странице, содержит 44 таблицы, 23 рисунка и 15 приложений Список использованной литературы содержит 288 отечественных и 29 зарубежных источников

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Место, условия и методика проведения исследований

Экспериментальная работа проводилась на полях лаборатории растениеводства МСХА им. К.А. Тимирязева в 2001-2003 гг. Почва опытного участка дерново-подзолистая, легкосуглинистая. Мощность пахотного горизонта 22-25 см. Почва характеризовалась следующими агрохимическими показателями: содержание гумуса (по Тюрину) - 2,2%, рН - 4,69... 5,72, содержание подвижных форм Р203 -280... 410 мг/кг, К20 - 75... 100 мг/кг почвы.

Объект исследования - яровой ячмень сорт Зазерский 85 н сорт Биос 1. Опыт был заложен методом рендомизированных повторений. Учетная площадь делянки - 9,6... 14,4 м2. Предшественник ярового ячменя - зернобобовые культуры. Технология возделывания ярового ячменя общепринятая для данной зоны. Удобрения рассчитывали на планируемый урожай ячменя в 40 и/га. Урожай учитывали сплошным методом, поделяночно. Уборку проводили в фазу полной спелости комбайном Батро - 130.

Схема опыта включала следующие факторы:

А — удобрение (без внесения азотного удобрения и внесение азотного удобрения на планируемый урожай);

В — сорта ярового ячменя (Зазерский 85 и Биос 1);

С — предпосевная обработка семян: 1). Контроль — обработка семян водой (10 л/т ); 2). Биоплант-К - жидкая культура бактерии ЮеЬз1е11а р1апйсо1а, разбавленная в соотношении 1:100 (10 л/т); 3). Экстракт ячменя — раствор водной вытяжки из прорастающих семян ячменя, разбавленный в соотношении 1:100 (10 л/т); 4). Эпин — обработка семян в дозе 200 мл/т рабочим раствором из расчета 10 л/т; 5). Обработка семян смесью растворов Биоплант-К + Экстракт ячменя в соотношении 1: 1; 6). Обработка семян смесью растворов Биоплант-К + Эпин в соотношении 1: 1; 7). Обработка семян смесью растворов Экстракт ячменя + Эпин в соотношении 1:1.

Исследования проводились по общепринятым методикам.

Метеорологические условия вегетационных периодов в годы исследований различались между собой не только по количеству осадков и температуре воздуха, но и по характеру распределения осадков в течение вегетации. Наиболее благоприятным для роста и развития ярового ячменя оказался 2003 год, когда количество осадков и их распределение в течение вегетации, а также температура воздуха были на уровне средних многолетних данных. 2002 год характеризовался крайне засушливыми условиями, в течение вегетации стояла сухая и жаркая погода, что негативно отразилось на урожае ячменя. В 2001 году сухая - и жаркая погода апреля месяца сменялась

прохладной и влажной погодой во II и Ш декаде мая месяца. А в дальнейшем, теплая и влажная погода июня месяца вызвала обильное образование подгона и существенно усложнила условия уборки ячменя

Посевные качества ячменя при обработке семян биологически активными веществами

На качество семян большое влияние оказывают агротехнические и экологические условия их выращивания Известно, что высокие нормы азотных удобрений, повышая урожайность зерновых культур, не всегда улучшают посевные и урожайные качества семян (Гриценко, Калошина, 1984, С трона, 1966) Для получения высокого урожая зерновых культур с хорошими посевными качествами семян необходимо перед посевом использовать биологически активные соединения, которые повышают энергию прорастания и всхожесть семян, обеспечивают появление более ранних и дружных всходов (Воронков, 1988, Наумов, 1987)

Результатами наших исследований установлено, что обработка семян биопрепаратами, активизируя ферментативные процессы, улучшала посевные качества семян ячменя в 2001 году энергия прорастания повысилась на 2,0 2,6% и всхожесть на 0,9 1,6%, в 2002 год}' 1,8 2,4% и на 1,0 3,3% и в 2003 году на 2,4 4,0% и 1,5 2,8% соответственно При этом значительных различий по действию на посевные качества семян различных биологических препаратов в наших исследованиях не отмечено

Энергия прорастания сорта ячменя Биос 1 в среднем была выше на 0,5 1,2%, всхожесть на 0,2 1,4% и сила роста на 0,5 3,3%, чем у сорта Зазерский 85

Обработка семян биопрепаратами улучшала морфофизиологические показатели проростков ячменя, масса 100 ростков увеличивалась при этом на 1,4 1,6 г у сорта Зазерский 85 и на 2,9 3,1 г у сорта Биос I, а длина ростков в среднем на 1,9 2,1 см у обоих сортов ячменя Важно отметить, что с увеличением массы и длины ростков уменьшались масса и длина корешков у проростков ячменя, обработанных биопрепаратами, что, вероятно, связано с активизацией ферментов, отвечающих за ростовые процессы вегетативной части растения

Особенности формирования корневой системы ярового ячменя Известно, что между продуктивностью растений и мощностью корневой системы существует прямая зависимость (Колосов, 1962), а рост и развитие корней зависит от уровня плодородия почвы и наличия влаги в ней (Кулаковская, Ярошевич, 1972, Станков, 1964), и чем выше плодородие почвы, тем мощнее развиваются корни, глубже проникают в почву, растения меньше

страдают от недостатка влаги в засушливый период и значительно повышают урожай.

Ряд исследователей считают, что применение биологически активных веществ оказывает значительное влияние на развитие корневой системы культурных растений (Мокин 1955; Петров-Спиридонов, 1998; Трапезников и др., 1998).

, В наших исследованиях более мощная по объему и массе корневая система формировалась при достаточном увлажнении в 2001 году, по сравнению с засушливым 2002 годом (табл. 1). Сорт ячменя Зазерский 85 имел более развитую корневую систему, но коэффициент продуктивности (отношение надземной массы к массе корней) был выше у сорта Биос 1 в среднем за два года на 1,43.

Таблица 1

Объём и масса корневой системы ячменя, 2001-2002 гг. _

Зазерский 85 Биос 1

Фон Вариант Масса надземной части, г Масса корней, г Объем корней, смЗ Масса надземной части,г Масса корней, г Объем корней, смЗ

2001 год

Контроль 7,07 1,58 1,65 7,28 1,16 1,43

й Биоплант 9,03 1,81 2,01 8,54 1,28 1,50

£ Экстракт ячменя 9,25 1,75 1,92 8,59 1«24 1,87

Эпин 9,62 1,66 1,77 10,65 1,53 2,08

Контроль 8,75 1,78 1,80 8,18 1,29 1,73

£ Биоплант 11,39 1,90 1,94 10,16 1,32 1,77

$ Экстракт ячменя 11,29 2,00 2,06 11,87 1,62 2,25

О Эпин 14,16 2,28 2,33 13,92 1,77 2,27

2002 год

2 Контроль 3,91 0,94 0,78 3,63 0,80 0,71

Биоплант 4,07 0,77 0,85 4,10 0,53 0,52

& Экстракт ячменя 4,91 0,66 0,46 4.58 0,49 0,45

Эпин 5,48 0,70 0,69 4,42 0,48 0,42

Т Контроль 5,63 1.11 1,25 4,48 0,71 0,76

Биоплант 6,85 0,86 0,53 4,80 0,59 0,71

Экстракт ячменя 7,06 0,90 1,04 4,69 0,49 0,50

и Эпин 7,11 0,88 0,72 5,87 0,60 0,60

Обработка семян биопрепаратами оказалась наиболее эффективной в засушливый 2002 год, применение которой уменьшало объем и массу корневой системы в 2,0... 2,5 раза, но при этом увеличивало коэффициент продуктивности на 0,68 - 1,17 по сравнению с более увлажненным 2001 годом.

При достаточном увлажнении обработка семян препаратом Эпин в рекомендуемой дозе в большей степени увеличивает массу надземной части

растения, а также массу и объем корней ячменя по сравнению с другими препаратами, тогда как при недостатке влаги (2002 г) повышается лишь продуктивность работы корневой системы

Фитосанитарное состояние посевов ячменя Низкая урожайность ячменя в производственных условиях, прежде всего, обусловлена распространением в посевах сельскохозяйственных культур фитопатогенов, которые снижают всхожесть семян, вызывают гибель растений в период вегетации и, таким образом, уменьшают урожайность и качество зерна. Корневые гнили остаются одной га наиболее вредоносных болезней зерновых культур, повсеместное распространение которых приводит к недобору урожая до 20% и более (Шечовцова и др , 1995, Шкаликов, 1995)

Ассоциативные диазотрофные микроорганизмы, синтезируя антибиотические соединения, активно подавляют рост и развитие фигопатогенной микрофлоры (Возняковская, Никанорова, 1993, Кораблева, Морозова, 1969)

В наших исследованиях распространенность корневых гнилей была выше в остро засушливом 2002 году в среднем на 68%, чем в 2003 году, что, вероятно, связано с уменьшением активности полезных микроорганизмов в ризосфере ячменя при недостатке влаги (рис 1,2)

■ Контроль

■ Биоплант

□ Экстракт ячменя

□ Эпин

100

без азота

без азота с азотом

Зазерский 83 Биос 1

Рнс.1 Распространенность корневых гнилей в посевах ячменк в фазу колошения, % 2002 г.

Внесение азотных удобрений несколько снижало распространенность корневых гнилей в 2002 году на 13% и в 2003 году на 28%

Более устойчив к поражению корневыми гяилями оказался сорт ячменя Биос 1, чем Зазерский 85

Следует отметить снижение развития корневых гнилей при обработке семян биопрепаратами в среднем на 8-10% по распространенности и на 4% по индексу развития у обоих сортов Наименьший процент распространенности корневых гнилей у сорта Зазерский 85 отмечен при обработке семян

Биоплантом, у сорта Биос 1 при обработке семян Эпином, как на азотном фоне, так и в варианте без внесения азотного удобрения.

Зазерский 85 Биос 1

Рис.2 Распространенность корневых гнилей в посевах

ячменя в фазу колошения, % 2003 г.

Влажность почвы

Известно, что сельскохозяйственные культуры, в том числе и яровой ячмень, формируют хороший урожай, когда влажность почвы в течение вегетации составляет 60... 100 % от наименьшей влагоёмкости. Недостаток или избыток влаги в корнеобитаемом слое почвы повышает концентрацию почвенного раствора, снижает активность микроорганизмов и ограничивает продуктивность растений (Волковский, Тельцов, 1979; Сказкин, 1961).

В наших исследованиях в 2001 году влажность почвы от начала кущения и до фазы колошения не опускалась ниже 60 % ППВ и составила 15.5% от абсолютно сухой почвы. В период колошения - молочной спелости влажность почвы была на уровне влажности завядания и составила 6.9% от абсолютно сухой почвы, что отрицательно сказалось на условиях формирования и налива зерна. К полной спелости зерна влажность почвы снова поднялась до 75% от ППВ. Это вызвало образование подгона и затруднение уборки урожая.

Вегетационный период 2002 года характеризовался крайне засушливыми условиями и в течение всей вегетации растений влажность почвы была на уровне 37-52% от ППВ, что уменьшало активную деятельность микроорганизмов, существенно повлияло на рост и развитие растений ячменя и величину будущего урожая.

В течение вегетационного периода 2003 года влажность почвы была наиболее оптимальной для роста и развития ячменя и в критические периоды роста и развития она не опускалась ниже 60% от ППВ.

Интересно отметить, что на удобренном фоне питания растений влажность почвы в пахотном слое была выше в среднем на 1,53% в 2001 году,

на 1,59% в остро засушливом 2002 году и на 0,8% в наиболее благоприятном для роста и развития ярового ячменя 2003 году

Концентрация клеточного сока Концентрация клеточного сока в растениях является индикатором потребления влаги и питательных веществ растением, а так же характеризует активность штгратредукутазы в растениях при условии оптимальной влажности почвы в пахотном слое

В наших исследованиях отмечена обратная связь между концентрацией клеточного сока в растениях и влажностью почвы уменьшение влажности почвы в пахотном слое ведет к повышению концентрации клеточного сока в растениях ячменя, что связано, по-видимому, с увеличением концентрации почвенного раствора при недостатке влаги в почве

В 2001 году концентрация клеточного сока варьировала в среднем в диапазоне от 5 до 8 %, тогда как в остро засушливом 2002 году она изменялась от 8 до 14%, что связано, по - видимому, с повышением концентрации почвенного раствора при недостатке влаги в почве (рис 3)

Контроль —■—Биоллант * Экстракт »чмевя — * — Эпнн

Зазерсхнй 85 Биос 1

Рис. 3 Концентрация клеточного сока растений ячменя, 2001-2002 гг

Применение биопрепаратов уменьшало концентрацию клеточного сока в среднем за два года на 1,3% у сорта Зазерский 85 и на 1,2% - у сорта Биос 1, что, вероятно, обусловлено увеличением поглощающей поверхности корней и лучшей обеспеченностью растений влагой при обработке семян биопрепаратами Наименьшая концентрация клеточного сока отмечена при обработке семян Экстрактом ячменя

Активность фермента нитратредуктазы е растениях.

Известно, что злаковые культуры - азотолюбивые растения и обеспеченность их подвижными формами азота является важным фактором, определяющим уровень урожая По данным отечественных и зарубежных

исследователей использование биологически активных веществ позволяет улучшить режим азотного питания растений (Нестеренко, 1995 Скворцова и др., 1998; Avivi, Feldman, 1982; Biro et al., 1992; Boddey, 1995). Важным показателем интенсивности усвоения азота является активность фермента нитратредуктазы.

В наших исследованиях активность нитратредуктазы (мг N-NCb на 1г растительного материала) изменялась по фазам развития и находилась в прямой зависимости от активности фотосинтеза. В фазу выхода в трубку активность нитратредуктазы была незначительной и варьировала в диапазоне от 0,017 до 0,041 мг/г сырой массы растительного материала, в период колошения показатель активности был максимальным и составил в среднем 0,31-0,51 мг/г. К моменту налива зерна происходит снижение активности работы нитратредуктазы до 0,019-0,256 мг/г. Интересно отметить, что в фазу выхода в трубку активность нитратредуктазы в среднем выше на 0,022 мг/г в варианте без внесения азотных удобрений, но с увеличением массы растений активность к фазе колошения возрастает на азотном фоне в среднем на 23,5%.

Важно отметить высокую активность фермента нитратредуктазы у ячменя Зазерский 85 в фазу колошения. Активность фермента в этот период у ячменя сорта Зазерский 85 была выше в среднем на 0,178 мг/г (17,8%), чем у сорта Биос 1(рис.4).

Установлено, что биопрепараты повышали активность нитратредуктазы в среднем за два года на 0,043 . мг/г (11,1%) азота по сравнению с контрольным вариантом, что связано с поступлением большего количества азота в надземные части растения и, таким образом, улучшением азотным питанием растений ячменя.

мг/г 0,50

■ Контроль

0,40

■ Биоплант

0,30

□ Экстракт

ячменя

0,20

■ Эпин

Рис. 4 Активность нитратредуктазы в растениях мчменя в фазу колошения, 2001- 2002 гг.

Среди биопрепаратов, Эпин оказывал наибольшее влияние на активность фермента нитратредуктазы у ячменя сорта Зазерский 85 как при внесении азота, так и без его применения, у сорта Биос 1 наилучшее влияние оказывал Экстракт ячменя без внесения азотных удобрений и препарат Биоплант с внесением их.

Фотосинтетическая деятельность посевов На величину фотосинтетических показателей большое влияние оказывают агротехнические и экологические условия внешней среды Имеются данные о том, что использование биологических препаратов и регуляторов роста в технологии возделывания улучшает фотосинтетическую деятельность посевов и повышает урожай сельскохозяйственных культур (Рутор, 1994, Смирнова, 2003)

В 2001 и 2003 годах показатели фотосинтетической деятельности находились на одном уровне и составили в среднем максимальная площадь листьев 34,8-37,1 тысм2/га, фотосинтетический потенциал 1,14-1,34 (млн м*/га)*дн, чистая продуктивность фотосинтеза -8,5-9,3 г/м2 в сутки и урожай сухой биомассы -9,8-11,0 т/га, тогда как в остро засушливом 2002 году показатели фотосинтетической деятетыюсти были следующими 15,8-17,2 тыс м2/га, 0,63-0,67 (млн м^/гаГдн, 1,23-1,29 г/м2 в сутки и 7,6-8,5 т/га соответственно (табл 2)

Обработка семян биологическими препаратами увеличивала площадь листьев ячменя в среднем на 0,44-7,31 тыс ч2/га, что, вероятно, связано с улучшением пищевого режима растений ячменя и меньшей пораженностью их корневыми гнилями Максимальный эффект от предпосевного обогащения семян биопрепаратами отмечен в 2003 году, когда формировалась наибольшая листовая поверхность ячменя в результате улучшения условий для активной жизнедеятельности микроорганизмов в почве

Предпосевное обогащение семян биопрепаратами повышало урожай сухой биомассы ячменя в среднем в 2001 году на 1,80-2,34 т/га, в 2002 году на 1,71-1,93 т/га и в 2003 году на 2,71-3,93 т/га, также отмечено повышение фотосинтетического потенциала в 2001 и 2003 годах в среднем на 118,1-238,1 (тыс м2 /га)*день, а в засушливом 2002 году на 50,7-89,4 (тыс м2 /га)*день по сравнению с вариантами без применения биопрепаратов

Следует отметить, что эффективность применения физиологически активных веществ в значительной степени зависела от влагообеспеченности вегетационного периода Показатель чистой продуктивности фотосинтеза в среднем за вегетацию повышался от обработки биопрепаратами в засушливом 2002г на 0,14-0,22 г/м2 в сутки, в 2001 году на 0,62-1,08 г/м2 в сутки и в благоприятном для ярового ячменя 2003 году на 0,95-1,21 г/м2 в сутки

Наибольший эффект от применения биопрепаратов выявлен на азотном фоне питания растений во все годы исследований

В течение всего вегетационного периода наблюдается четкое преимущество препарата Эпин в увеличении листовой поверхности растений, фотосингетического потенциала и накоплении сухой биомассы растениями

Таблица 2

Фотосиитетическая деятельность посевов ячменя, 2001-2003 гг._

Сорт Вариант Максимальная площадь листьев тыс м2/га Фогосинтетический потенциал, (млн м2ЛаУдн Чистая продуктивность фоюсингсза, г/м2*сут Урожай сухой биомассы, т/га Продуктивность фотосинтеза, (кг зерна на I тыс ФП)

без азота с азотом без азота с азотом бсзаюм с азотом без азота с азотом без азота с азотом

Кошроль 22,7 28,1 0 844 0,948 5,4 60 6,3 8Д 2,5 2,6

со >я § Био1шант 26,3 31,8 0,966 1,082 6,1 6,7 82 103 2,4 2,6

& 3 Экстракт ячменя 26,2 31,8 0 964 1,082 6,1 6,8 8,3 105 2,4 2,5

Эпин 27,3 33,3 0,994 1,114 6,2 6,9 8,7 110 2,4 2,5

Кошроль 24,1 28,2 0,878 1,005 5,3 6,0 6,7 9Д 2,8 2,7

и Ьионлант 27,6 33 0 1,018 1,154 6,0 66 8,8 11,7 2,6 2,6

к Экстракт ячменя 28,2 33,6 1,020 1,161 6,1 6,7 8,9 11,9 2,7 2,7

Эпин 28,5 34,0 1,038 1,177 6,1 6,9 9,1 12,2 2,8 2,7

Следует отметить, что повышению чистой продуктивности фотосинтеза посевов ячменя в засушливый год способствовала обработка семян Экстрактом ячменя, а в нормальные по увлажнению годы отмечено положительное действие совместного применения препаратов Биоплант и Экстракт ячменя.

Урожайность ярового ячменя

Главным показателем эффективности применения того или иного агротехнического приема является урожайность сельскохозяйственных культур. Потенциальная продуктивность ячменя очень высокая, однако, она полностью реализуется лишь в редких случаях. По мнению ряда авторов (Емцев, 1994; Ламан, 1994; Наумов и др., 1984; Рутор, 1999; Смирнова, Виноградова, 2003;) биологически активные вещества положительно влияют на формирование урожая сельскохозяйственных культур.

В наших исследованиях урожайность ярового ячменя изменялась по вариантам опыта в пределах от 1,4 до 4,4 т/га. Наибольший урожай получен в благоприятный для роста и развития растений 2003 год и составил в среднем 3,8 т/га. В 2001 и 2002 годах урожайность ярового ячменя была значительно ниже планируемой, что, прежде всего, связано с неблагоприятными погодными условиями в течение вегетации (табл.3,4).

Сорт ячменя Биос 1 отличался более высокой урожайностью, чем сорт Зазерский 85. В среднем затри года урожайность его была выше на 0,78 т/га.

При обработке семян биопрепаратами отмечена тенденция к увеличению урожая ячменя. Существенная прибавка урожая от обработки семян биопрепаратами у сорта Зазерский 85 получена в 2001 году по всем вариантам опыта и составила в среднем 0,30-0,39 т/га.

В засушливом 2002 году достоверная прибавка урожая ячменя Зазерский 85 была получена лишь при использовании препарата Биоплант (0,46 т/га) с внесением азотных удобрений, а также смеси препаратов Экстракт ячменя + Эпин (0,45 т/га) как при внесении азотных удобрений, так и без их применения.

В 2003 году существенная прибавка урожая у сорта Зазерский 85 отмечена при обработке семян только препаратом Эпин и составила в среднем по двум фонам 0,31-0,59 т/га.

У сорта ячменя Биос 1 существенную прибавку урожая в 2001 году обеспечили все биопрепараты на фоне азотных удобрений и в среднем она составила 0,37 т/га В засушливом 2002 году достоверная прибавка урожая получена при обработке семян препаратами Экстракт ячменя (0,54-0,60 т/га) Эпин (0,74-0,78 т/га) и смеси препаратов Биоплант + Экстракт ячменя (0,43-0,67 т/га) как без внесения азотных удобрений, так и на азотном фоне питания растений.

Таблица 3

Урожайность ярового ячменя Зазерский 85, т/га

Вариант Год ... ... ( Среднее

2001 2002 2003

Контроль 1,74 1,37 3,33 2,15

Биоплант 1.90 1.43 3,61 2,31

я Экстракт ячменя 2.08 1,42 3 51 2,34

5 Эпин 1.98 1,43 3.68 2,36

3 Б+Эя 2,05 1,43 3,41 2,30

Б+Эп 2.08 1,56 3,37 2,34

Эя+Эп 2.12 136 3,39 2,49

Среднее 1,99 1,51 3,47 2,33

Контроль 1 93 1,68 3,82 2,48

Биоплант 2.25 2,14 3 90 2,76

Экстракт ячменя 2.38 1 63 3,98 2,66

Эпин 2.46 1,54 4.29 2,76

а Б+Эя 2.18 1.84 4 17 2,73

Б+Эп

2.36

1,84

Эя+Эп

2.30

1.99

4,09

4,04

2,76

2,78

Среднее

2.27

1,81

4 04

НСР,

05

0,12

0,24

2 71

0,37

Таблица 4

Урожайность ярового ячменя Биос I, т/га

Вариант Год Среднее

2001 2002 2003

Контроль 2 10 1,92 344 2 49

Биоплант 2,26 2,12 3,57 2 65

ч Экстракт ячменя 2,25 2.52 3,51 2,76

а со й Эпин 2,15 2,70 3,72 2,86

Б+Эя 2.35 3,50 2.69

Б+Эп 2,33 2,07 3,51 2,64

Эя+Эп 2,21 1,70 3 60 2,50

Среднее 2Д2 2,20 3.55 2,66

Контроль 2,15 2,10 3,76 2,67

Биоплант 2,63 2,28 3,99 2,97

2 Экстракт ячменя 169 2,64 3,99 3,11

£ Эпин 2,50 2,84 4.36 3,23

а Б+Эя 2.36 2,77 4.24 3,12

О Б+Эп 2.50 2,44 4.07 3,00

Эя+Эп 2.41 2,20 4,04 2,88

Среднее 2.46 2 47 4,06 3,00

НСР0<

0,19

0,30

0,38

В 2003 году у сорта Биос 1 наиболее эффективное действие было выявлено при обработке семян препаратами Эпин и смеси Биопланг + Экстракт ячменя на варианте с внесением азотных удобрений, где прибавка урожая составила - 0,60 и 0,48 т/га соответственно.

Посевные и пивоваренные качества урожая ячменя

По мнению ряда авторов, применение перед посевом физиологически активных веществ способствует повышению общего азота и содержания белка в зерне (Злотников, 1997; Лэхтиков, 2000; Рутор, 1994).

В наших исследованиях полученные семена отличались достаточно высокими посевными качествами. В засушливых условиях 2002 года семена ячменя формировались более высокого качества; энергия прорастания при этом составила 92-94%, всхожесть 94-97% и сила роста 78-83%.

Пророщенные семена этого года имели и большую массу корней на 6,18,0 г и массу 100 ростков на 0,1-0,9 г, чем в 2001 году, что важно учитывать в семеноводческой работе при использовании семян для посева.

Во все годы исследований семена ячменя Биос 1 отличались более высокими показателями качества, чем семена сорта Зазерский 85.

Предпосевное обогащение семян биопрепаратами улучшает их посевные качества, повышая энергию прорастания и лабораторную всхожесть в среднем на 1-3% и силу роста - на 3-7%, что связано с созданием благоприятных условий роста и развития материнских растений ячменя в период формирования и налива семян при применении биопрепаратов.

Известно, что в производстве высококачественного пивоваренного ячменя необходимо учитывать агротехнические и почвенно - экологические условия. Прорастаемость семян первого класса должна составлять 95%, второго - 90%. Ячмень для выработки солода в спиртовом производстве должен иметь способность прорастания на уровне 92%. По требованиям ГОСТа содержание белка в зерне не должно превышать 12%, объемная масса должна быть не менее бЗОг/л. Пивоваренные сорта должны содержать 60-64% крахмала (по Эверсу), что соответствует величине экстрактивности 78-82%.

В таблице 5 отмечены варианты, которые отвечают требованиям, предъявляемым ГОСТом к пивоваренным ячменям.

Результатами наших исследований установлено, что засушливые условия 2002 года повышали содержание сырого протеина в среднем на 0,5-1,0%, по сравнению с 2001 годом, при этом повышалась прорастаемость зерна до 92,094,8%, а объёмная масса зерна, наоборот, уменьшалась в 2002 году в среднем на 29-40 г.

По содержанию сырого протеина в 2002 году сорт ячменя Биос 1 не отвечал требованиям ГОСТа, предъявляемому к пивоваренному ячменю содержание сырого протеина, особенно при внесении азота, составило 12,713,6% У ячменя сорта Зазерский 85 также не соответствовал требованиям к пивоваренному ячменю лишь при обработке семян Экстрактом ячменя и Эпином на азотном фоне

Таблица 5

Пивоваренные качества ячменя, 2001-2002 гг.

Б о Вариант Сырой протеин, % Экстрактивность, % Прорастаемость, % Натура зерна, г

без азота с азотом без азота с азотом без азота с азотом без азота с азотом

001 год

о© Контроль М 10,0 80.7 80.2 90 89 639 664

Биоплат: 10.0 10.1 80.2 80.1 92 91 654 679

иЙ а Экстракт ячменя 10.1 10,5 80.1 79.8 95 95 6*7 678

Г" Эпин 10.9 11.7 79.4 Ж7 93 93 653 677

Контроль 10.1 10,9 80.7 80,2 91 90 66-? 678

— Биоплант 10.4 П.1 80.6 80.0 93 92 647 677

у 5 Л Экстракт ячменя 11.3 12.0 79.8 79.2 96 95 659 680

Эгшн 11.9 12,8 79,"* 78.6 94 95 672 689

п 002 год

«л СО Контроль 10.9 11.6 80.5 79.9 90 88 620 626

>3 5 Биоплант 11.6 11.7 79.9 79.8 92 93 613 632

8. Экстракт ячменя ш 12.1 79.8 79.4 94 21 614 625

п Эпин 11.9 125 79.7 79.2 92 94 622 631

Контроль 11.9 12.7 79.9 ТЯЛ 94 93 64* 64*

— Биоплант 12 6 13 6 79.3 78.4 95 94 641 646

аз Экстракт ячменя 12,7 13,5 79.2 78.6 95 636 639

Эпин 12,5 13,4 79.4 78.6 94 97 640 652

Азотные удобрения повышали содержание сырого протеина в зерне ячменя в среднем на 0,65-0,85%, натуру зерна - на 14-16 г, а экстрактивность снижали на 0,47-0,65%, по сравнению с вариантом без азотных удобрений

Несмотря на то, что обработка семян биопрепаратами увеличивает содержание сырого протеина в среднем на 0,7-0,9%, по экстр активности зерно все же отвечает требованиям, предъявляемым к пивоваренному ячменю Это связано, по-видимому, с полным переходом водорастворимой фракции белка в экстракт Определенного влияния биопрепаратов на объемную массу зерна не выявлено

Экономическая эффективность применения биологически активных веществ при обработке семян ячменя сортов Зазерский 85 и Биос 1

Оценивая показатели экономической эффективности необходимо отметить, что при обработке семян ячменя сорта Биос 1 получена прибыль на 1077 руб/га больше, а уровень рентабельности был на 33,8% выше, чем у сорта Зазерский 85.

В среднем за три года применение биологически активных веществ повышали уровень рентабельности у сорта Зазерский 85 на 10-12% и у сорта Биос 1 на 16-28%. Наибольший экономический эффект достигается при обработке семян биологически активными веществами в сочетании с азотными удобрениями, что следует констатировать как эффект взаимодействия. Так, у сорта Зазерский 85 в варианте без внесения азотных удобрений рентабельность была выше от применения биопрепаратов в среднем на 9,6%, на азотном фоне на 12,2%; у сорта Биос 1 на 16,0% и на 28,0% соответственно.

Наиболее высокая экономическая эффективность у сорта Зазерский 85 отмечена при обработке семян препаратом Биоплант на азотном фоне, где при полной себестоимости продукции 125 руб за ц. получена прибыль 4700 руб и уровень рентабельности составил 137%. У сорта ячменя Биос 1 наиболее высокая экономическая эффективность отмечена в варианте с обработкой семян препаратом Эпин по двум фонам, где уровень рентабельности составил 173,0-175,2%.

ВЫВОДЫ

1. В условиях Центрального района Нечерноземной зоны на окультуренных дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах применение препаратов биологического происхождения в технологии возделывания ярового ячменя является важным фактором повышения урожайности и качества продукции.

2. Обработка семян перед посевом биопрепаратами улучшает посевные качества ячменя. Так, в среднем за три года энергия прорастания и лабораторная всхожесть повышались у сорта Зазерский 85 на 2,4%, у сорта Биос 1 на 2,1%; сила роста на 5,9 и 7,7 % соответственно. Биопрепараты активизировали морфофиз иологические процессы, увеличивая при этом массу 100 проростков у сорта Зазерский 85 на 1,5 г., у сорта Биос 1 на 0,8 г., и длину ростков в среднем на 2,0 см у обоих сортов.

3. В различные по метеорологическим условиям вегетационного периода годы выявлена обратная закономерность между влажностью почвы и концентрацией клеточного сока: уменьшение влажности почвы в пахотном слое ведет к повышению концентрации клеточного сока в растениях ячменя, что

1б

связано, по-видимому, с увеличением концентрации почвенного раствора при недостатке влаги в почве

Установлено, что азотные удобрения уменьшают концентрацию клеточного сока в растениях ячменя у обоих сортов в среднем на 0,4 0,6%, а обработка семян биологически активными веществами снижает ей у ячменя Зазерский 85 - на 1,1% и у сорта Биос 1 - на 0,6 % Наибольшее снижение концентрации клеточного сока в период вегетации у растений ячменя происходит при обработке семян Экстрактом из прорастающих семян

4 Наиболее мощная по объему и массе корневая система у обоих сортов ячменя формировалась в наиболее благоприятном по погодным условиям 2001 году, но коэффициент продуктивности работы корневой системы был выше в среднем на 16,1% в засушливом 2002 году Азотные удобрения увеличивают массу корней в среднем на 0,19 0,21 г и коэффициент продуктивности корневой системы ячменя - на 8 13%

Большая по объему и массе корневая система формировалась в опыте у сорта Зазерский 85, но более продуктивно работала корневая система ячменя сорта Биос 1

В наиболее благоприятные по погодным условиям годы обработка семян биопрепаратами увеличивает объём и массу корневой системы, тогда как в остро засушливые, наоборот, уменьшает их, что, вероятно, связано с увеличением поглотительной способности корневой системы растений при обработке семян биопрепаратами

Более продуктивно работала корневая система ячменя при обработке семян препаратом Эпин, где коэффициент продуктивности был у сорта Зазерский 85 на 2,29 и у сорта Биос 1 - на 2,63 выше, чем у растений с необработанными семенами

5 Пораженность растений ячменя корневыми гнилями в засушливые годы усиливается, что, вероятно, связано с уменьшением активности полезных микроорганизмов в ризосфере ячменя при недостатке влаги Так, в благоприятном для роста и развития растений 2003 году распространенность корневых гнилей в среднем составила 29 %, тогда как в засушливом 2002 году -78 % Азотные удобрения уменьшали распространенность корневых гнилей в 2002 году на 13% и в 2003 году на 28% Более устойчивым к поражению корневыми гнилями оказался сорт ячменя Биос 1, по сравнению с сортом Зазерский 85

Предпосевное обогащение семян биологически активными веществами способствовало снижению распространенности корневых гнилей в среднем на 8 10%, при этом наименьшая распространенность корневыми гнилями

отмечена при обработке семян препаратом Биоплант у сорта Зазерский 85 и препаратом Эпин у сорта Биос 1.

6. На фотосинтетические показатели посевов ячменя существенное влияние оказывают погодные условия вегетационного периода, удобрения и обработка семян биопрепаратами.

В засушливые годы максимальная площадь листьев ячменя не превышала 20 тыс.м^га, ФП был на уровне (530-730 тыс.м^га), а ЧПФ составила 0,93-1,48 г/м2*суг, что негативно сказалось и на величине урожая. Азотные удобрения увеличивают листовую поверхность в среднем на 16-18%, фотосинтетический потенциал и чистую продуктивность на 9-11% и урожай сухой биомассы на 2224%.

Сорт ячменя Биос 1 характеризовался более высокими показателями фотосинтетической деятельности, чем сорт Зазерский 85.

Предпосевная обработка семян, увеличивая площадь листьев в среднем на 4,4 тыс. м2/га и продолжительность их жизнедеятельности, повышала урожай сухой биомассы в среднем на 2,1 т/га. Лучшие показатели фотосинтетической деятельности посевов ячменя отмечаются при обработке семян препаратом Эпин.

7. Нитратредуктаза является показателем интенсивности усвоения растениями окисленного азота и находится в прямой зависимости с активностью фотосинтетической деятельности посевов. Так, в фазу выхода в трубку активность фермента нигратредуктазы незначительна - 0,017 - 0,041 мг/г, в период колошения ев активность возрастает до 0,395-0,516 мг/г, а к моменту налива зерна снова снижается до 0,019-0,26 мг/г азота.

У. сорта ячменя Зазерский 85 активность фермента выше в фазу колошения в среднем на 0,089 мг/г (11,0%), чем у сорта Биос 1.

Обработка семян биопрепаратами повышает активность нигратредуктазы в растениях в среднем на 11,1% и, следовательно, увеличивает доступность нитратного азота для растений. Наибольшая активность нигратредуктазы отмечена у растений ячменя сорта Зазерский 85 при обработке семян препаратом Эпин, у сорта Биос 1 - Экстрактом ячменя без внесения азотного удобрения и препаратом Биоплант на азотном фоне.

8. Урожайность ярового ячменя зависела как от погодных условий вегетационного периода, так и от технологических приемов. Наименьший урожай ячменя был получен в засушливом 2002 году и составил в среднем по вариантам опыта 1,66-2,33 т/га, а наибольший - в нормальном по увлажнению 2003 году и составил 3,76-3,81 т/га. ,

Азотные удобрения повышали урожайность ячменя в среднем за три года на 3,8 ц/га (14 %) у сорта Зазерский 85 и на 3,4 ц/га (11%) у сорта Биос 1.

Более высокой продуктивностью отличался ячмень Биос I, превышая по урожайности сорт Зазерский 85 в среднем за 3 года на 7,8 и/га

При обработке семян биопрепаратами у обоих сортов ячменя отмечена тенденция к повышению урожая Наибольшая прибавка урожая у ячменя Биос 1 была получена при обработке семян препаратом Эпин и составила в среднем 4,7 ц/га, у ячменя Зазерский 85 — при обработке смесью препаратов Эпин и Экстракт и составила 3,2 ц/га

9 Семена урожая засушливого 2002 года характеризуются лучшими посевными качествами, имея более высокую энергию прорастания, всхожесть и силу роста, чем семена урожая 2001 года Лучшие по качеству формировались семена у ячменя Биос 1 во все годы исследований по сравнению с семенами сорта Зазерский 85

Предпосевное обогащение семян биопрепаратами улучшает их посевные качества, повышая энергию прорастания и лабораторную всхожесть в среднем на 1-3% и силу роста - на 3-7%, что связано с созданием благоприятных условий роста и развития материнских растений ячменя в период формирования и налива семян при применении биопрепаратов

10 Засушливые условия вегетационного периода повышают содержание сырого протеина в зерне ячменя в среднем на 0,5 1,0%, прорастаемость - на 1 4%, а натуру зерна уменьшают на 15-20 г

Азотные удобрения увеличивают содержание сырого протеина на 0,50,8% и объемную массу зерна на 14-18 г

Предпосевная обработка семян биологически активными веществами повышает содержание сырого протеина в среднем на 0,5-1,1% и прорастаемость семян на 1,0-6,0%, причем наибольшее повышение белка отмечено при обработке семян Экстрактом ячменя и Эшшом Несмотря на увеличение сырого протеина, по экстрактивности зерно отвечает требованиям, предъявляемым к пивоваренному ячменю

11 Экономический расчет показал высокую эффективность применения биопрепаратов на азотном фоне питания растений Наибольший экономический эффект у сорта ячменя Зазерский 85 получен при обработке семян препаратом Биогогант при уровне рентабельности 136,5% и у сорта Биос 1 в варианте с обработкой семян препаратом Эпин, где уровень рентабельности составил 175,2%

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для повышения урожайности ярового ячменя в условиях Центрального района Нечерноземной зоны на окультуренных дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах рекомендуется проводить обработку семян биологически активными веществами и размещать посевы на фоне внесения полного ИРК рассчитанного на планируемый урожай.

2. Обработку семян ярового ячменя препаратами биологического происхождения следуёт проводить перед посевом: Экстракт ячменя или Биоплант-К, разбавленными в соотношении 1 : 100 и препаратом Эпин - 200 мл/т при расходе рабочей жидкости Юл на 1т семян.

3. Применение в технологии возделывания ярового ячменя предпосевной обработки семян способствует положительному влиянию на рост и развитие растений, устойчивости их к болезням, улучшению фотосинтетической деятельности посевов, повышению продуктивности и качества ячменя.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Бугаев П.Д, Тарасенкова О.В. Продуктивность ярового ячменя при обработке семян биопрепаратами // Известия ТСХА. — М., 2003. — Вып. 3. - С. 41-48.

2. Бугаёв П.Д., Сычев В.Г., Тарасенкова О.В. Эффективность обработки семян ячменя биопрепаратами // Плодородие. - 2003. - №5 (14). - С. 35-36.

3. Сборник студенческих научных работ / Ред. Г.В. Родионов // Бугаев П.Д., Тарасенкова О.В., Баговеева А.Д. Экологические основы повышения урожайности ярового ячменя в условиях Центрального района Нечерноземной зоны. - M.: Изд-во МСХА, 2003. - Вып. 9. - С. 116-120.

4. Сборник студенческих научных работ / Ред. Г.В. Родионов // Бугаев П.Д., Тарасенкова О.В., Филатова Т.В. Урожай и фитосанитарное состояние посевов ячменя при обработке семян биопрепаратами. М: Изд-во МСХА, 2003. -Вып. 9.-С. 120-124.

5. Сборник студенческих научных работ / Ред. Г.В. Родионов // Бугаев П.Д., Тарасенкова О.В., Мясоедов A.B. Влияние предпосевной обработки семян биопрепаратами на урожайность и посевные качества семян ярового ячменя. М.: Изд-во МСХА, 2003. - Вып. 9. - С. 124-132.

6. Тарасенкова О.В., Бугаев П.Д. Продуктивность ярового ячменя при обработке семян биопрепаратами в условиях ЦРНЗ РФ // Доклады ТСХА. — М, 2003. -Вып. 275. - С.280-282.

Уел печ 1 1 16 Зак 183 Тираж!00зкз

АНО «Издательство МСХА» 127550 Москва, ут Тимирязевская, 44