Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ВЛИЯНИЕ ОЗОНА И ПРОТРАВИТЕЛЕЙ НА ПОСЕВНЫЕ КАЧЕСТВА И ОЗДОРОВЛЕНИЕ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "ВЛИЯНИЕ ОЗОНА И ПРОТРАВИТЕЛЕЙ НА ПОСЕВНЫЕ КАЧЕСТВА И ОЗДОРОВЛЕНИЕ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ"



| На правах рукописи

ШЕСТЕРИН Игорь Валерьевич

/

ВЛИЯНИЕ ОЗОНА И ПРОТРАВИТЕЛЕЙ НА ПОСЕВНЫЕ КАЧЕСТВА И ОЗДОРОВЛЕНИЕ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ

Специальность: 06.01.05 - селекция и семеноводство Об.01Л1- защита растений

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Саратов - 2004

Диссертационная работа выполнена в ГНУ НИИСХ Юго-востока И ООО ТВС-Агро в 2001 - 2003 гг.

Научные Руководители:

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Васильчук Николай Сергеевич; доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Лебеде» Владимир Борисович.

доктор биологических наук, профессор Крупное Василий Ананьевич; кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Силаев Алексей Иванович.

Ведущая организация:

ФГНУ Российский научно-исследовательский и проекгно-технологнческий институт сорго и кукурузы (Россорго)

Зашита состоится «/¿¿л декабря 2004 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.006.050.01 при ГНУ НИИСХ Юго-Востока Адрес: 410010, Саратов, Тулайкова 7,

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИСХ Юго-Востока.

Автореферат разослан

ноября 2004 г

Ученый секретарь Диссертационного совета

ибикеева Ю.Е.

Обшяя характеристика работы

Актуальность темы* Современное положение в зерновой отрасли России нельзя назвать благополучным. И прежде всего тревогу вызывает качество выращиваемой продовольственной пшеницы. В последние 10 лет значительно уменьшились объемы работ по предпосевному протравливанию семян, что привело во многих хозяйствах к повышению инфицированности семенного материала и снижению его качества.

Использование некачественного семенного материала приводит, с одной стороны, к снижению (да 20 %) урожайности, с другой стороны - к снижению такого важного показателя, как массовая доля клейковины. До 1996 г. этот показатель в среднем по РФ составлял 23 — 24 %, а в 1997 - 2000 гг. снизился до 21 %. В то же время средневзвешенное содержание белка в зерне мягкой пшеницы снизилось с 12,7 до 12,5 %. Отмечено ухудшение хлебопекарных свойств. Главная причина этого - недостаток финансовых средств у товаропроизводителей и связанные с этим ухудшение материально-технической базы зернового хозяйства и снижение уровня агротехники и культуры земледелия.

Большое распространение на зерновых культурах получили головневые заболевания, фузариоз колоса, корневые гнили, снежная плесень, пятнистости, мучнистая роса, ржавчинные болезни. .

Очевидно, что выход зерновой отрасли из затянувшегося кризиса возможен лишь на основе широкого использования лучших, сортов, применения современных машин и оборудования, внедрения в практику земледелия новых ресурсосберегающих экономичных и экологичных приемов и методов агротехники, переработки и хранения собранного урожая. Одно из перспективных решений этой проблемы — предпосевная обработка семян озоном.

Цель и задачи исследований. Целью работы является изучение и обоснование возможности использования озона в качестве биостимулятора и протравителя при предпосевной обработке семян яровой пшеницы в сравнении с системными протравителями.

Задачи исследований:

1. Изучить влияние различных концентраций озона и длительности обработки на посевные качества семян различных сортов яровой пшеницы,

2. Исследовать воздействие ■ озона и протравителей на пыльную головню яровой пшеницы на фоне естественного и искусственного заражения.

3. Оценить продолжительность сохранности эффекта воздействия озона на посевные качества семян.

4. Выявить влияние озона и протравителей иа интенсивность развития бурой ржавчины и мучнистой росы.

5. Изучить влияние озона и протравителей на элементы структуры, урожайность и технологические свойства зерра яровой пшсницыг

ЦН6 МСХА фонд научной литературы

л 1 /

¿а

б. Определить экономическую эффективность использования озона и протравителей.

Научная новизна. Впервые в условиях Нижнего Поволжья на примере шести сортов яровой пшеницы выявлена эффективность воздействия предпосевной обработки озоном и системными протравителями на посевные качества семян, продуктивность и качество зерна яровой пшеницы, а также на пыльную головню на фоке естественного и искусственного заражения. Определены оптимальные условия предпосевной обработки озоном семян различных сортов яровой пшеницы, овса и ячменя.

Практическая значимость. Предпосевное озонирование семян зерновых культур методом продувки бурта озоно-воздушной смесью стимулирует начальные ростовые процессы у растений яровой пшеницы, овса ' и ячменя. В итоге обеспечивается наибольшая экономическая эффективность по сравнению с применением системных протравителей против возбудителей пыльной головни, бурой ржавчины и мучнистой росы яровой пшеницы.

Разработанные по результатам исследований выводы н предложения производству прошли производственную проверку в ООО «ТВС-Агро» Аткарекого района • Саратовской области в 2003 г. На площади 100 га высевались семена яровой пшеницы сорта Саратовская - 64. Прибавка урожая по отношению к контролю составила 7%, прн урожае в контроле 14 ц/га.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на научно-практической конференции «Пути решения проблемы стабилизации урожая и качества продукции зерновых и кормовых культур», (Кипель, 2004.), на международной конференции «Развитие ключевых направлений сельскохозяйственной науки в Казахстане: селекция, биотехнология, генетические ресурсы», Астана, 2004.

По материалам исследований опубликовано три работы.

Декларация личного участия автора: Автору принадлежит разработка идеи, подбор и анализ литературных данных. Исследование и анализ полученных результатов выполнены самостоятельно по плану, согласованному с научными руководителями.

Основные положения, выносимые на защиту:

- влияние озона и протравителей на посевные качества семян;

-влияние озона и протравителей на оздоровление и продуктивность яровой мягкой и твердой пшеницы.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 118 страницах компьютерного текста. Состоит из введения, S глав, выводов и предложений производству. Содержит 19 таблиц в тексте, 12 рисунков, 24 приложения.

Список использованной литературы включает 185 наименований, в том числе 18 зарубежных авторов.

Глава 2. Материал, методика и условия проведении экспериментов

Экспериментальная работа была выполнена в 2001 — 2003 годах и включала проведение лабораторных it полевых опытов на полях пристанционного селекционного севооборота Научно*исследовательского института сельского хозяйства Юго-Востока. Почва — южный, солонцеватый чернозем. Предшественник — занятый пар (вико-о веяная смесь). Экспериментальные посевы производились в оптимальные сроки семнрядковой сеялкой ССФК-7 по типу конкурсного сортоиспытания. Норма высева - 4,2 млн. всхожих семян не гектар. Плошаль делянок - 9,18 м\ повторность трехкратная. В качестве основных объектов исследования использовались сорта яровой пшеницы селекции НИИСХ Юго - Востока; Ник, Людмила, Саратовская 59 (твердая), Саратовская 58, Саратовская 64, Саратовская 66 (мягкая) (далее по тексту соответственно С - 59, С - 58, С -64, С - 66). В лабораторных опытах определяли посевные качества семян (энергию прорастания и всхожесть) го ГОСТу 12036 - 84. Дополнительно учитывали энергию прорастания семян на второй день для мягкой пшенииы н на третий день для твердой, а также силу роста, для чего у 10 проростков в каждой чашке Петри при снятии показателя энергии прорастания измеряли длину ростка и корней и подсчитывали число корней.

Для ускорения оценки эффективности воздействия озона на пыльную головню пшенииы использовали искусственно зараженные семена. В фазу выколашивания учитывали больные и здоровые колосья.

Инокуляцию растений пыльной головней производили в фазу цветения по методу Брефельда. В дальнейшем полученные зараженные семена обрабатывали при различной экспозиции и различной концентрации озоном и высевали в тешите.

В качестве контроля служили семена, не обработанные озоном, и семена, обработанные протравителем прем не 200 из расчета 0,175 л/т при увлажнении 10 л/г.

Предпосевную обработку семян протравителями производили в соответствии с рекомендациями производителей. Нормы расхода: в «тар ос -2,75 л/т; колфуго дуплет (далее в таблицах 6 — 8: колфуго) — 2,25 л/т; дивилеил стар (далее в таблицах 6-8: дивиденд) — I л/г при увлажнении Юл/г.

Озонирование семян в лаборатории проводили озонатором — OZONE 01 на базе коронного разряда с производительностью по озону 1 г/ч и возможностью регулировки .концентрации озона в пределах от 0,001 до 5 г/м\

Концентрацию озона в потоке газа измеряли озонометром типа «Медозон 254/5» и Подометрнчсскн.

Для обработки промышленных партий семян использовали установку ЛЛУК.443129.002, разработанную в Саратовском НИИ машиностроения,

которая позволяет одновременно обрабатывать до 8 - 10 т зерна методом продувки бурта при концентрации озона 0,2 г/м\

В полевых условиях изучали влияние предпосевного озонирования семян яровой пшеницы шести сортов в сравнении с обработкой системными протравителями (витарос, кол фу го дуплет, дивиденд стар) и контрольными (необработанными) семенами.

В полевых опытах на пробных плошадках, размером 0,25 м1 в трехкратной повторности на каждой опытной делянке определялись густота стояния растений, число общих и продуктивных стеблей.

Уборку урожая производили со вссй учетной площади делянок, пересчитывали на гектар и приводили к стандартной влажности 14 %. Перед уборкой с пробных площадок отбирали сноповые образцы для определения пораженностн пыльной головней, биологического урожая и его структуры. Структурный анализ растений и колосьев- проводили по методике Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур 11971, 1985].

Учеты болезней (бурой, стеблевой и желтой ржавчины) проводили в период кущения - начала восковой спелости зерна. Во всех пробах определяли степень, поражения каждого листа главного побега по шкале Петерсона, Кемпбела и Ханнау (1948), Маннерса [М. ВИЗР, 1985].

Мучнистую росу учитывали в периоды хушения и молочной спелости. Интенсивность поражения определяли визуально по степени поражения, листа. В каждой пробе по шкале Гешеле (1971) учитывали отдельные ярусы листьев.

Распространенность и развитие болезней определяли но общеизвестной формуле (Чумаков, 1974).

В лаборатории технологии зерна НИИСХ Юго-Востока по принятой методике определяли содержание белка в зерне и другие показатели, характеризующие мукомольно-хлебопекарные качества пшеницы.

Экспериментальные данные.подвергались математической обработке методом дисперсионного анализа по программам «А£Г05».

Метеорологические условия проведения эксперимента. Метеорологические условия вегетации в годы исследований (2001 - 2003 гг.) различались между собой как по температуре воздуха и количеству осадков, < так и по характеру их распределения.

Особенностью 2001года было сочетание ранневесенней и летней засух. Неравномерность выпадения осадков сказалась на формировании густоты посевов и массе 1000 зерен яровой пшеницы. Повышенная относительная влажность воздуха способствовала развитию мучнистой росы в фазу молочной спелости. Пораженность пыльной головней была на среднем уровне.

Условия 2002 года были малоблагоприятными для формирования хорошего урожая яровых культур. Лето характеризовалось прохладной погодой в начале и коние периода и экстремально высоким температурным режимом в июле. Максимальные значения дефицита влажности воздуха в июле достигали 35 - 52 мб, а максимальные температуры воздуха в течение 20 дней превышали 30"С. В целом за май-июль выпало всего 67 мм осадков, или 47 % от среднемноголетнего их количества за этот период, а ГТК мая-июля составил 0,4. В связи с этим развитие бурой ржавчины и мучнистой росы не наблюдалось и, наоборот, распространение пыльной головни было повышенным.

Условия 2003 года были благоприятными для произрастания яровых культур- Весна отличалась преобладанием пониженного температурного режима в апреле и экстремально теплым маем при дефиците осадков (52% нормы). Пониженный температурный режим и повышенная влагообеспеченность в июне-июле были очень благоприятными для роста и развития яровых культур.

Метеоусловия второй половины вегетации 2003 года способствовали развитию бурой ржавчины и мучнистой росы, а также пыльной головни.

Глава 3. Результаты исследований

Влияния концектрашш озона и экс лоз кии м на посевные качества семян. Тщательный подбор режимов предпосевной обработки семян различными физическими факторами является основой получения положительного эффекта в производственных условиях. Первоначально требовалось определить пороговые значения концентраций озона, т.е. те значения, при которых эффект усиления ростовых процессов в семенах еше не обнаруживается и те, которые приводят уже к подавлению ростовых процессов. Мы исследовали концентрации озона в диапазоне от 0,005 до 5 г/м3. Обрабатывали семена яровой пшеницы сорта С - 64 (табл. I). Выявлена зависимость уровня отклика на воздействие озоном от его концентрации. Так, при содержании озона 0,005 г/м3 эффект воздействия практически отсутствует. Повышение концентрации до 0,05г/м* дает усиление ростовых процессов в виде энергии прорастания третьего дня, длины ростка и корней.

Еще более выраженный эффект стимуляции наблюдается при концентрации 0,5 г/м5. Однако концентрация озона 5 г/м* приводит к отчетливому подавлению ростовых процессов даже при времени обработки I мин., причем с увеличением продолжительности обработки степень подавления еше увеличивается. Особенно отчетливо это проявляется в снижении энергии прорастания второго дня: для контроля она составляет 29,5 %, а при обработке озоном (5 г/м1} в течение 5 и 60 мнн. соответственно 21,8 и 14,5 Зо (табл. 1).

Таблица 1

Влияние озона на энергию прорастания, всхожесть и силу роста семян мягкой пшеницы сорта С - 64

Концентрация, г/ч* Время, мин. ■ Энергия проояетаини, % ВС№ жест к, « Длина средняя, мм Число корней, шт.

2 день 3 день ростка корней

Контроль 29.5 52,7 95,0 3,9 44,7 3,0

0,005 30 36.7 60,3 94.6 4.6 45,5 3.0

120 33.7 55.5 94,2 4.2 47,2 3,0

0,05 30 36.2 62.3 94,7 4,7 53.7 3,0

60 36.3 63.0 95.6 5,6 59,4 3.0

120 30.5 64.8 943 4.3 54.1 3,0

0,5 1 40.7 63,5 95,0 5.0 54.7 3.1

5 43.3 65.7 93,7 3.7 49,1 3,0

10 43.2 67,8 93,9 3.9 44,8 3,0

30 43.5 63,3 93,9 3.9 42.8 2.9

«0 45.2 71,7 94,0 4.0 42,0 2. Я

5 0,1 37 65,7 94,1 4,1 50,0 3,0

0.5 29,7 64.7 93,9 3.9 41,0 3,0

20.3 52.8 93,3 3.3 34,4 3.0

5 21,8 53,7 93.9 3,9 46,6 3,0

30 20,2 47,5 93,4 3.4 43,8 3.0

60 14.5 48.5 93,4 3.4 37.1 3,0

НСРмв в 13,7* 15.2* 2.8 1.1* 8.5* 0,08*

РДЬ 14.74 9.05 1,05 9.53 6,51 0,09

Ра 3,78* 1,68 1,68 2.30* 4,62* 4,33*

Примечание; фактор «в» - вариант обработки

Для каждой концентрации существует свое оптимальное время. Временной интервал, в котором можно получить положительный эффект воздействия озона, зависит прежде всего от его концентрации: при 5 г/м3 счет идет на секунды, при 0,5 г/м' на минуты, при 0,05 г/м1 на часы.

Далее исследовали отклик семян 3 сортов твердой (Ник, Людмила и С -59) и 3 сортов мягкой (С - 64, С - 66 и С - 5$) пшеницы на воздействие озона при разной экспозиции и концентрации (рис. 1,2).

Оценка посевных качеств семян сортов твердой пшеницы, в т.ч. силы роста, показала, что для данных партий семян во всем исследованном диапазоне не отмечено увеличение всхожести, при этом наблюдается значительное увеличение энергии прорастания и, в подавляющем большинстве, — силы роста, зависящее как от концентрации озона, таки от времени обработки, и от сорта.

Наблюдается идентичная реакция на озон сортов Ник и С - 59, являющихся разновидностью лсукурум. Они лучше реатруют на повышен-

ные концентрации озона. Для них оптимальное время обработки составляет 30 мин. при концентрации 0,5 г/м\ Сорт Людмила, являющийся разновидностью горденформе, наоборот, лучше реагирует на низкую концеюрацию озона, которая по всем показателям обеспечивает максимальный эффект при времени обработки 30 минут, дальнейшее увеличение времени обработки приводит к некоторому снижению эффекта.

В оптимальном варианте обработки для сортов твердой пшеницы Ник, С - 59 и Людмила превышение основных показателей над контролем составляет соответственно: энергии прорастания —16,12,35 %', длины ростка - 68; 7,90 длины корней - 44, 64, 52 %. Сорта мягкой пшеницы показали также положительный отклик на воздействие озона. Энергия прорастания второго дня для сортов С - 64, С - 58 и С - 66 увеличивается соответственно на 20, 30 и 16 % при концентрации озона 0,05 г/м1 и 47, 108 и 30 % при концентрации 0,5 г/м1. Однако показатели силы роста остаются на уровне контроля.

Таблица 2

Влияние озона на энергию прорастания овса сорта Мирный

Концентраций Время обработки. Энергия прорастания.%

огона,г/м* мня. 3 лень 4 лень

0,3 37 86

1 31 7Я

1 5 21 68

20 17 65

60 21 68

5 37 79

ОЛ 10 26 74

20 22 73

45 12 67

10 31 77

0,05 30 33 77

60 42 Я2

контроль 12 66

Кв З.ЯЙ* 1,64

НСРддев 16,0 15,3

С практической точки зрения большой интерес вызывает возможность использования озона в том же диапазоне концешрацнй для предпосевной обработки семян других культур, например пленчатых (овес, ячмень). Изучалась реакция семян овса сорта Мирный на предпосевную обработку озоном в диапазоне концентраций 0,05 - 1,0 г/м1 (табл. 2). Получен отчетливо выраженный эффект стимуляции энергии прорастания семян. Как и для

■ 1« * 11

? 10 е в & в

И

•

¿И.....СЕВ.

Люлм^ла

»3

« Ъ.7

С-»

ав <о

шж.....са

I 110 I * 1а0

I м < £ во: я 40 I

I ас I а о>..

ЛедмилА

И 1

«

И" « г^-гЧИ

Гедми/и

С * 1

100 м ео

40

га

м « 34

■

С-И

ШгсД.хй!

С-Ь9

■ ... . 7* » 75

шша

С-И

| РКеитрсгь___ 00 0?1й1у6.м-30 чин._■О.ЫЛсуС м-30 ции, Ч

Рис. 1. Воздействие озона на ростовые процессы яровой твердой пшеницы.

И)

во !!о

I"

I 1Л

4 10 0.0

.

3 33

4 «

I 3.1

8 3.0 ]

-I

2,7 * —

С <ф ГОДОМ* 64

ЗЛ

1

30 30 3.0

44 4.1 ка

§

СДОЧСКК

м Э.1

Сф*»о»Ск«ч64

©о

з и

.и

? 13

17 »

44 41

23 »

С^р^омхмСб

| 100

А _ _

С ¡Л 80

Ей «

|з »

<? о

54

е о 71 1 - 1ИШ1

ЕШ^В ща

Я

вг № «

СМ4ГМШЯМ

Рис. 2. Возле Легкие озона на ростовые процессы яровой мягкой пшеницы.

пшеницы, для каждой концентрации озона существует оптимальное время обработки, но для овса оно значительно меньше: 5-10 мин, при концентрации озона 0,2 г/м3 и 60 мин. при концентрации озона 0,05 г/м*.

Очевидно, что для промышленной обработки следует отдать предпочтение низкой концентрации озона, т.к. в этом случае нет опасности подавления ростовых процессов.

Возможно, что одной из причин столь высокого эффекта воздействия озона при обработке семян овса является лучшее поглощение и более длительная сохранность озона под цветочной чешуей.

На высоких концентрациях явно просматривается снижение эффекта, и даже подавление энергии прорастания при увеличении длительности обработки. Особенно это видно при анализе результатов исследования 3 -дневных проростков. На низкой концентрации эффект от обработки озоном с увеличением времени не только не снижается, но и увеличивается и достигает практически того же уровня, что и на высоких концентрациях. Всхожесть семян овса этой партии составляла 98 % и практически не зависела от варианта обработки озоном.

Обработка семян овса того же сорта, но обладавших низкой всхожестью, позволила поднять ее с 47 до 55 %. Энергия прорастания увеличилась с 43 до 49 %.

Таблица 3

Влияние озона на посевные качества ячменя сорта Нутанс 642

Концентрация «иона, г/ м л Время обработки, чнн. Энергия прорастания, % Всхожесть, %

2 день 3 день

1 0.7 75 92 97

1 69 92 95

5 66 89 96

0,2 5 56 86 96

10 55 88 95

15 69 90 97

0.05 30 56 91 95

4 контроль - 40 91 ' 96

НСРо.мв 18.4 7.91 2.1

Ка 3.47* 0.53 0.48

Ответная реакция семян ячменя на воздействие озона проверялась на сорте Нутанс 642 (табл. 3) но изменению энергии прорастания, которую фиксировали не только на третий день, как предписано методикой, но и на второй ввиду очень высокой энергии прорастания данной партии семян. Всхожесть семян на всех режимах обработки была на уровне контроля и

составляла 95 Энергия прорастания третьего дня также мало отличалась от контроля, а вот энергия прорастания второго дня при оптимальном времени обработки превышала контрольную на 40 — 90 % в зависимости от концектршши озона. Обработанные озоном семена дают корни с большей площадью корневых волосков. Это означает, что озон активирует стартовые процессы прорастания семян ячменя.

Таким образом, в выбранном диапазоне концентраций (0,05 - 0,5 г/м1) можно обрабатывать семена не только пшеницы, но и. пленчатых культур (овес, ячмень).

Воздействие озона на пыльную головню яровой пшеницы. Учитывая экологические последствия применения химических веществ и огромную вредоносность пыльной головни, важно было изучить возможность обеззараживания семенного материала экологически безопасным озоном. Для применения данного метода на практике необходимо, в первую очередь, установить минимальную концентрацию озона, позволяющую подавить патоген. Обработку семян пшеницы производили озоном разной концентрации (высокая - 0,5г/м5; низкая -0,2г/м5) и экспозиции от 5 до 60 мин (рис. 3, 4). Уже низкая концентрация озона при экспозиции 60 мин. обеспечивала подавление мицелия гриба на уровне обработки протравителем премне 200, исключение составили сорта Людмила и С - 64, для которых уровень подавления был несколько ниже. Полное уничтожение головни достигалось на всех испытанных сортах при высокой концентрации озона в течение 5 — 10 мин.

Таким образом, данные наших опьпов, полученные на фоне искусственного заражения, дзют возможность сделать вывод, 1гго предпосевная обработка семян озоном вполне пригодна для борьбы с таким распространенным заболеванием яровой пшеницы как пыльная головня. Всхожесть семян при этом не снижается.

Продолжительность сохранности эффекта воздействии озона на посевные качества семян. Очень важным представляется вопрос о длительности сохранения стимулирующего эффекта озона, так как от этого в немалой степени зависит возможность применения нового способа предпосевной обработки семян в производственных условиях.

Исследовали влияние времени отлежки после обработки озоном на -примере пшеницы сорта С - 64 и сорта ячменя Нутанс 642 (рис.5) на энергию прорастания и всхожесть в лабораторных условиях.

Обработку семян производили в течение 30 минут при концентрации озона 0,2 г/м1 для пшеницы и 0,05 г/м1 - для ячменя. Всхожесть семян пшеницы и ячменя не изменялась под действием озона и составляла сооствстственно 95 и 98 %,

»2,5 9г. 5

I

1 - контроль; 2 - озон 0,5г/м' - 5 мин.; 3 - озон 0,05г/м' -10 мин.; 4 - озон - 0,2г/м* - 30 мин.; 5 - озон - 0,2 г/м* - 60 мин.; 6 - премис 200.

Рис. 3. Эффект воздействия озона на всхожесть и пораженность пыльной головней искусственно зараженных семян в сравнении с протрав |пелем.

и ■

«4 - кг.4 ег.1

С*ратОасия $9

В

Прочил1

РОр1ш*иннЛ ^^

ппоамй

1 - контроль; 2 - озон 0,5г/м* - 5 мин.; 3 - озон 0,05г/м3 - 10 мин.; 4 - озон - 0,2г/м5 • 30 мин.; 5 - озон - 0,2г/м' - 60 мин.; 6 - премнс 200.

Рис. 4. Эффект воздействия озона на всхожесть и пораженность пыльной головней искусственно зараженных семян в сравнении с протравителем,

Проявление стимулирующего эффекта озона для всех семян в процессе хранения имеет волнообразный характер. Сразу после обработки стимуляция незначительная •

Далее она усиливается, и достигает максимума по истечении суток для ишеннцы и 5 суток для ячменя. К 14 суткам происходит постепенное снижение энергии прорастания до уровня контроля.

к*

О I ■ I I . 'Ч .......III-,— I 1—ц

О 1 J 3 S в 7 в • 1Э Г) 13 13 14 Длительность огни™, дни О-д»«> обработки

Рис. 5. Влияние озонирования на энергию прорастания в зависимости от срока хранения обработанных семян.

Глава 4. Влияния озона и протравителей на болезни яровой пшеницы, урожайность, структуру урожая н качество зерна

Болезни яровой пшеницы. Выявление эффективных методов, позволяющих сократить заболеваемость зерновых культур, — очень важная научная проблема. При этом более перспективными следует считать экологически безопасные.

Одним из наиболее опасных грнбных заболеваний в настоящее время является пыльная головня. При высокой степени поражения урожай может снижаться на 20 - 40 % и более.

Из изученного набора сортов яровой твердой пшеницы наиболее устойчивыми к пыльной головне оказались Ник и Людмила (табл. 4).

Только в 2001 г., когда заболеваемость посевов была наиболее высокой и составляла от 1,5 до 6,5 %, сорт Ннк поразился на 3,0 %. В 2002 и в 2003 it. пыльная головня на нем не обнаруживалась. Сорт С - 59 поражался в широких пределах в раличные годы (от 0,3 до 3,7 %). Из сортов мягкой пшеницы, изучавшихся нами, наименее устойчивым бил сорт С - 64. Поражение пыльной головней этого сорта в 2001 г. составило б "/о, в 2002 г. — 1,7 %. Среди применявшихся препаратов в борьбе с пыльной головней менее эффективным оказался внтарос. В большинстве случаев снижение

заболеваемости было недостаточным, особенно на высоких фонах поражения патогеном. Более эффективным, но, тем не менее, не дающим полное подавление патогена, был протравитель колфуго дуплет. Этот препарат лучшие результаты показал на сортах твердой пшеницы. Дивиденд стар, несмотря на высокий фон проявления болезни от 0,3 до 7 обеспечил полное подавление патогена.

Таблица 4

Влияние предпосевной обработки озоном и протравителями на развитие болезней яровой пшеницы (2001 - 2003 гг.), %

Сорт Вариант Пыль- By рая Мучнис- Сорг Пыль- Кура я Яучннс-

ная ржав- тая ная ржав- гая роса

головни чина роса млоаня чин*

Ник контроль 1,0 0 17 С —58 1,4 8 35

ОЧОН 0 0 13 0 3 23

nvrrapoc 0 0 IS 0.3 15 20

ЛИвИДСКЛ 0 0 17 0 13 22

кояфуго 0 0 18 0 7 22

Людмил* контроль ОД 5 15 1,4 13 25

О юн 0 3 18 0,3 12 17

Birrs рос 0.3 8 17 С-66 0 10 20

лиьиленд 0 5 21 0 10 IS

колфуго 0 10 23 0,2 IS зг

С-59 контроль 2.3 2 42 5,3 27 42

ООН 0 3 20 0.4 8 25

внтарос 0.3 3 17 С-64 0,5 8 17

дивиденд 0 3 18 0 10 18

шлф\то 0 5 18 0.1 20 22

Fa 1,30 8,11* 1.72 Ка 1,30 Я.И* 1,72

НСРл.м» 1.01 5,48 10,73 11СРф<ц» 1,01 5,48 10,73

Fa 11.69 0.Я5 1,99 Ft» 11,69 0,85 1,99

НСРоде В 0,93* 5,01 9,79 MCP „п.в 0.93* 5,01 9.79

Примечание: фактор «а» - сорт; фактор «в»- вариант обработки,

Озон, оказывающий на семена пшеницы обеззараживающий эффект, стимулирует ростовые процессы растений, что и приводит к значительному снижению заболеваемости на фоне повышения иммунитета. На делянках, обработанных озоном, наблюдались растения с частично пораженным колосом (непораженными оставались верхние колоски), что приводило, во-первых, к снижению массы образующихся спор, и, во-вторых, к некоторому увеличению урожая зерна.

Недостаточно эффективно озон проявил себя при обработке семян сорта С — 64 (ОД г/м* — 20 мин.), у которого поражение в контроле в 2002 и 2003 гг. было наиболее высоким (0,4 - 0,7 %) по сравнению с другими

сортами. Но в этом случае и другие препараты дали аналогичный результат. Для сортов твердой яровой пшеницы (Людмила, С - 59) и сортов мягкой яровой пшеницы (С - 58, С - 66) при поражении семенного материала пыльной головней менее чем на 3%, опробованный режим озонирования (0,2 г/м'; 20 — 30 мин.) при предпосевной обработке дает позитивный результат.

Не менее опасным заболеванием пшеницы является бурая ржавчина. Степень вредоносности ржавчины завиасг от фазы развития растения, интенсивности и продолжительности поражения, факторов внешней срслы, восприимчивости сорта. В связи со сложившимися условиями 2002 г. на посевах яровой пшеницы бурая ржавчина обнаруживалась на делянках мягкой яровой пшеницы в фазу молочной спелости. Сорта твердой яровой пшеницы не поразились совсем. В 2003 г. условия были более благоприятными для заражения посевов бурой ржавчиной, н к концу фазы молочной спелости все сорта (кроме Ник) в той или иной мере поразились.

Аналогично бурой ржавчине на обмен веществ растений, в первую очередь фотосинтез, влияет мучнистая роса. В 2001 г. наблюдалось наиболее сильное поражение листьев мучнистой росой в фазу молочной спелости. Из сортов твердой пшеницы сильнее поразился С - 59 (80 %), ю сортов мягкой пшеницы С - 58 (75 %). В 2002 г. поражение мучнистой росой в фазу колошения и цветения не превышало 5-10 В дальнейшем болезнь развития не получила, сорта были повреждены приблизительно в одинаковой степени. В 2003 г. в фазу молочной спелости повреждение сортов составило 10- 60%,

В результате проведенных опытов не была доказана убедительная биологическая эффективность воздействия как протравителей, так и озона на бурую ржавчину и мучнистую росу, поражающие вегстирующсс взрослое растение пшеницы в период молочной спелости. Но очевидна возможность использования экологически более безвредного озонирования.

Элементы структуры н урожайность яровой пшеницы. В зоне юго-востока европейской части России получение высоких урожаев связано со своевременным появлением всходов и их способностью противостоять весенней засухе. В ходе полевых испытаний было отмечено, что всходы, которые лают семена, обработанные озоном, более дружные и несколько обгоняют в разшгпш контрольные растения. Полная всхожесть у них наступает на день раньше по сравнению с контролем, формируется Солее мощная корневая система.

Лабораторная всхожесть у озонированных семян для всех сортов превышала контроль, в то время как при обработке протравителями оставалась в основном на уровне контроля или даже ниже его, густота стояния растений по всходам и для озонированных, и для протравленных семян превышала контроль, за исключением витароса и дивиденда на

твердой пшенице С - 59 и вита роса на сортах мягкой пшеницы С - 64 и С -66 (табл. 5,7).

В основном наибольшая прибавка урожая за счет обработки озоном по отношению к контролю была получена в наиболее засушливые 2001,2002 гг. (табл. 6). При этом системные протрзвители в основной обеспечили урожай на уровне контроля, за исключением сорта С - 5$, на котором все системные протравители значимо снизили урожай. Прибавку урожая на 5,4 % на сорте Ник дал витарос и на б % на сорте С - 59 - дивиденд. В среднем по трем годам только озон обеспечил значимую прибавку урожая. Она составила по сортам Ник, С - 59, С - 64, С - бб, С - 58 соответственно, 8,5; 12,4; 6,5; 5,4 и 4,7; то есть в среднем по твердым сортам 7 %, по мягким - 5,5 %. ,

Таблица 5

Влияние озона и протравителей на лабораторную всхожесть семян яровой пшеницы (2001 г.)

Сорт Вариант Лабораторная псхожссть, ** Сорг Лабораторная всхожесть,

Ник ко: прочь 84 С -58 Кб

отои 92 90

В1ггагх>с 90 75

днвмлет и 75

колото 82 В6

Людмила контроль 90 С-64 90

омн 90 90

витврос 89 73

дивиденд 69 84

колфуго 85 90

С —59 контроль 85 С-66 90

о юн 84 91

витарос 73 75

дивиденд 85 73

кок}>м о 81 89

Из элементов структуры, определяющих урожайность (табл. 7), наиболее значимой величиной, приводящей к увеличению продуктивности, можно назвать густоту стояния перед уборкой, которая по трем годам значимо превышала контроль для всех вариантов предпосевной обработки особенно озона.

Все данные по урожайности позволяют сделать вывод, что при наступлении ранне-весенней засухи, достаточно частом явлении в условиях юго-востока, растения, семена которых прошли предпосевную обработку озоном, оказываются более выносливыми к неблагоприятным условиям. За счет более мошной корневой системы и большей скорости прорастания имеют большую кустистость и лают больший урожай. Выживаемость

растений к моменту уборкн урожая также значительно выше, чем контрольных.

Качество зерна. Качество зерна — признак не менее важный для получаемой сельскохозяйственной продукции, чем продуктивность. Для нас было важно выявить возможности влияния предпосевной обработки озоном и пр07раантелямн на качество получаемого зерна.

. .. . Таблица 6

Влияние протравителей и озона на урожайность яровой пшеницы

Сорт Урожайность, т^га Прибавка

2001 2002. 2003 Среднее т/г« *Л

. . контроль 1.72 2.41 2.54 2,23 _

Ник О1011 2,03 2.64 2,59 2,42 0,19 8,50

»итарос 2,02 2,48 2.55 2,35 0.12 5.40

дивиденд 1,93 2.53 2.41 2,29 0.06 2,70

колфуто 2,02 2,37 2,57 2 0,09 4,00

Людмила оюи ....2. !<>_,. _ ,., 2.30 2.20 „

1.90 ■ — . 2,48 2,19 -0,01 -0.4

внтаоос 1.84 — 2,38 2.11 -0,09 -4.00

дивиденд 1.94 _ . 2,55 235" 0.05 -2.73

когкЬуго 2,00 — 2,57 2.29 0,09 4,00

С-59 к^кщоль 1,65 2,31 2.54 2,17 — —

омн 1.95 2,68 2,69 2.44 037 12г40

вит-арос 1.65 2.41 2.54 2.20 0.03 1.40

дивиденд 1.75 2,60 2.55' 230 0.13 6.00

КОлфУГО 1,67 2,48 2.66 2,27 0,10 4,60

С-64 контроль 2,02 2,66 2.75 2,4В _ —

оюн 2.13 2,89 2,89 2.64 0,16 6,50

вигарос 1,93 2,68 2.59 2,40 -0,08 -330

дивиденд 1.97 2.59 2,64 2,40 -0,08 -ззо

колфуго 2,05 2,68 2.64 2,45 -0.03 . 1,20

С-66 2.11 3.12 2.54 2.5?

010Н 2.35 3.20 2.64 2,73 0.14 5.40

внтаоос 2.18 3,00 . , 2.51„_ 2,56 -0,03 -1,20

дивиденд 2.15 2,10 _3^01 3.12 2,55 2.59 0.00 0.00 •

колфуго 2,60 2.61 0.02 -0.80

С-58: контроль 2.20 2.94 2.46 ., 2.53. _ —

оюн 2,26 3,14 2,55 2.65 0.12 4,70

внтаоос 2,08 2,60' 232 2,30 ' -9,00

дивиденд 2,12 2.77 233 238 -0.15 -5,90

1 кол<Ьутч) 1.97 2.77 2.41 2,39 -0.14 -5.50

3,90

НСРлл, я 0,12

1» 8.47*

НСР.мй 0,11

Кв

НСРпи ав

Га а 2.26*

11р1шечанис.«-» - не было данных

Таблица 7

Влияние озона >■ протравителей на элементы продуктивности и выживаемость яровой пшеницы (2001 - 2003 гг.)

& (3 эз £ «V И X о о 8 А В с Ч Ё ? 1 э. О ^ п а. з и л 1Е X Я г § - С ё-й 2 С Ё 6 £•" £ е " 5 И 1 2 ■е. х о § * £ 5 о я 3 2 а 2 -а £ «а о V о О § о 5 X У а X * % 3* X £ 1 « и а. » о О а & Й е § " я о 4* т

контроль 317 284 0,90 103,9 ио 15.7 32,6 1,28 39,4

оюн 354 342 0,97 103.9 1,38 15,2 32,0 1,28 38,7

ж В1П2Р0С 347 336 0,97 17,4 1,43 15,5 31,7 1,27 40,2

* дивиденд 329 318 0,97 103,9 1.41 16,0 32,9 1,18 39,8

колфуго 337 319 0,89 107,4 1,48 14,7 30.6 1,19 38,9

контроль 301 256 0,85 118,1 1,47 15.9 33,0 1,37 41.1

5 озон 339 292 0,86 119,2 1.44 15,8 33,1 1,35 40,8

3 внтарос 324 285 0,88 116,8 1.54 15,7 36.0 1,44 40.6

§ дивиденд 310 297 0,96 125,5 1,43 16.5 38,0 1,54 41,0

колфуто 330 290 0.88 114.2 1,45 15,7 33,9 ,138 41,7

КОНТРОЛЬ 350 290 _0,83 100,0 иг 14,8 35,3 1,38 43.5

£ 01011 384 344 0,90 101.9 1,44 14,4 30,2 1,24 42.5

1 витзрос 345 317 0,92 104,2 1,26 14,9 31,7 1,27 41.7

о дивиденд 345 323 0,94 99,0 1,42 14,3 28,9 1,17 43.5

колфуто 364 333 0,91 98,8 1,27 13.8 28,2 1,15 43,1

контроль 365 307 0,84 105,9 1,68 14,6 29,2 1,03 35,1

огон 392 349 0,89 103.4 1,82 14,9 29,2 1,05 33,6

1 витарос 364 331 0,91 101.9 1,65 14,1 27,7 0,95 31,1

о дивиденд 391 334 0,85 103.4 1,70 14,8 28,9 1,01 34,5

колб VI о 383 336 0,88 102,2 1.86 14,0 27,6 0,92 33,8

контроль 336 310 0,92 99.2 1,94 14,4 28.0 1,00 35,5

ей «л 1 огон 378 365 0,97 10-1,6 2.08 14,5 28,5 1,04 35,8

витарос 388 337 0,87 107,8 1,98 14,1 28,6 1,03 36,0

У дивиденд 358 328 0,92 104,7 1,85 14,6 27,6 0,95 34,8

колфуто 363 343 0,94 106.1 1,93 14,3 28.8 1,01 35,9

контроль 338 303 0,90 105,4 1,78 14,3 26.5 0,96 36,5

ОИМ1 383 • 341 0,89 105,9 1,80 14,6 26,7 1,02 35,8

1 внтарос 336 314 0,93 102,8 1,38 13,9 27,6 0,97 34,8

и дненденл 346 316 0,91 105,7 1,76 15,0 27,1 0,91 35,3

колфую 369 340 0,92 100,9 1,64 13,7 25.8 0,98 '36.8

НСР.М а 24.82 18.49 - 4.38 0,15 0,60 2,10 0,11 1,28

Ра 5,20* 8,53* - 1 57.6 25.1* 5,47* 10,7* 18.2 57,3*

НСР.« в 22.6 16,8 • 4,0 0,14 0,55 0,10 1.17

1п 3,16* 8.5* - 30,5 0,5 2,5 0,95 0,67 0.6

Примечание: фактор «а» - сорт; фактор «в» - вариант обрабогшь

Таблица 8

Показатели качества зериа яровой пшеницы под влиянием протравителей и озона <2001 - 2003 гг.)

.... — —1 Сорта Вариант Клейковина с Содержание белка, %

содержание, % Качество, ИДК-1,ел. пр.

1 2 3 4 ?!

Инк. Крнтоо.ть 2*.?, 77 1-М

<мон 25.7 ¡И> 14.4

рИТвпор 25.7 К7 14.1

лрвиленл 26.1 81 Н 2

гфлЛугр,_________ 27 7 • 79 .......14.3 ______

Людмила контроль 27.3 76 14.3

о?он 28.1 72 141

ьитвоос 28.3 74 14.1

^^виленл 27.1 79 147

КОЛАУГО 28.8 77 Р 4.2

. С-59 контроль 27.1 я* 1*4

(угон 27.7 »5 16 0

вигаооо 29.7 85 15.4

лнвиаенп 25.4 1^2

колбуго 27.7 85 15.5

С-58 К(1КТПОЛ(. 29.9 81 11.7

огон 29.0 82 14.0

питагас 29.5 IV

ливилена 29.1 83 13.6

КГСИЬУГО 29 5 ?? .........13.7

• С - 66 , конттюль 30.3 82 14.0

той 31.6 Я) 14.0

витаоос ЗИП 84 13.8

яивиленл 29.6

29. Я 83 13.8

С-64 коетсоль 28.1 Я4 14 0

той ю.; «5 111

яитаоос 2Я.р 84 13.6

Пцви.пеця • 2И.7 Я8 ,, 14.0

кол4уп> 27.5 ?? 14.1

ИГР.« а 2.16 2.98 0.67

Кя . ..2,7?* 5.07* 780*

КГР»„ п 1.97 2.72 0.61

Кп 0.59 0Я8 0.16

Примечание: фактор «а» - сорт; фактор «в» - вариант обработки.

По всем изучавшимся показателям (масса 1000 зерен, качество и количество сырой клейковины, содержание белка) не получено достоверных различий между контрольными и прошедшими предпосевную обработку озоном и протравителями образцами (табл. 7, 8). Всс показатели в основном определялись сортовыми особенностями и условиями произрастания. Отмечена лишь незначительная тенденция к повышению содержания

клейковины у сортов твердой пшеницы при обработке колфуго дуплет и у сортов мягкой пшеницы С - 66 и, особенно, С - 64 - при обработке озоном.

Глава 5. Экономическая и энергетическая эффективность обработки семян озоном н протравителями

Исходя из полученных данных на сорте Ник, экономическая эффективность предпосевного озонирования семян за счет увеличения урожая и меньшей стоимости обработки озоном составляет 275 руб/га в сравнении с протравливанием витаросом. На остальных сортах и протравителях эффект несколько выше.

Выход чистой энергии в среднем по 2001 —2003 гг. на сорте Ник по вариантам применения озона, внтораса, дивиденд стар и колфуго дуплет составил 3895, 2460, 1230 и 1845 МДж/га, коэффициент энергетической эффективности соответственно: 223,8; 16; 21; 14,6, Расчет энергии (в МДж) и коэффициента энергетической эффективности определенны по «Методике энергетического анализа технологических процессов в сельскохозяйственном производстве» {РЛСХН, 1995).

Выводы

1. Установлено положительное влияние предпосевной обработки семян озоном на энергию прораетання, силу роста и лабораторную всхожесть яровой мягкой и твердой пшеницы. Величина отклика зависит от концентрации озона, времени обработки семян и сорта.

2. На основе анализа исследования воздействия озокз разной концентрации на посевные качества семян яровой пшеницы установлено:

— для каждой концентрации озона существует оптимальное время обработки. По прошествий оптимального времени эффект стимулирования начинает медленно снижаться.

— оптимальная концентрация озона для метода обработки бурга продувкой составляет 0,05 - 0,5 г/м5.

— проявление стимулирующего эффекта озона па яровой пшенице в процессе хранения имеет волнообразный характер с максимумом в районе суток; далее эффект снижается и приближается к нулю по истечении 14 суток,

3. Полное подавление возбудителя пыльной головни достигается при предпосевной обработке семян озоном концентрации 0,5 г/м* при минимальном времени 5-10 минут в зависимости от сорго.

4. Полевые испытания яровой пшеницы показали, что в среднем по 3-м годам озон обеспечил значимую прибавку урожая от 5,4 до 12,4 % в зависимости от сорта. Наиболее высокая прибавка урожая получена в засушливые 2001 - 2002гт за счет большего количества растений к уборке урожая. При этом системные протравители в основном обеспечили

урожайность на уровне контроля, за исключением сорта С - 58, на котором они все снизнлн урожай, и только на сорте Ник прибавку урожая на 5,4 % дал в «та рос, а на сорте С - 59 дивиденд стар увеличил урожай на 6 %. В среднем по всем сортам наивысший эффект получен от озона и колфуго дуплет.

5. Не выявлено значимое влияние озона и протравителей (витарос, колфуго дуплет, дивиденд стар) на возбудителей бурой ржавчины и мучнистой росы, однако отмечена тенденция снижения заболеваемости у растений, выращенных из семян прошедших предпосевную обработку.

6. Предпосевная обработка семян яровой пшеницы озоном обеспечивает повышение условно-чистого дохода на 275 руб./гэ по сравнению с протравливанием витаросом.

Коэффициент энергетической эффективности для вариантов обработки озоном, виторосом, дивиденд стар и колфуго дуплет составил соответственно: 223,8; 16; 21; 14,6.

Предложение производству

Предпосевное озонирование семян методом продувки бурта озоно-воздушной смесью с содержанием озона 0,05 - 0,5 r/м' можно рекомендовать как для стимулирования начальных ростовых процессов в виде увеличения энергии прорастания семян, увеличения длины роегка и корней, так и для обеззараживания семян от пыльной головни. При этом время обработки' должно варьироваться в зависимости от сорта и вида обрабатываемой культуры.

Ло теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Васнльчук Н.С. Предпосевная обработка семян озоном / Н.С. Васильчук, И.В. Шестерин. //Arpo XXI; - 2003/2004. -№7-12. - С. 67 - 68.

2. Ляшева C.B. Предпосевное озонирование семян озимой пшеницы как фактор стабилизации урожая. / С.М. Лисовский, Т.Л. Лнсовская, И.В. Шестерин // Пути решения проблемы-'стабилизации урожая и качества продукции зерновых и кормовых культур: Мат. Между нар. науч. Конф. (Кинель. 26 - 28 июль 2004 г.).- К инея ь, 2004, - С. 21 -23.

3. Шестерин И.В. Посевные и урожайные свойства ссмян яровой пшеницы ' при предпосевной обработке озоном // ' Развитие ключевых направлений с.-х. науки в Казахстане: селекция, биотехнология, генетические ресурсы: Мат. Междунар. науч. Конф. — Ал маты: ТОО «Изд. "Баетау"», 2004. -С. 291-294.

Подписано в печать 16.11.04 г. Формат 60*84 1/16 Печ, л, 1,00. Тираж 100. Заказ 253

Отпечатано в ООО «ТИСАР», печать RICOH 410044 г.Саратов, пр. Строителей 1

»2545 1