Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Влияние предпосевного озонирования семян на урожайность и качество зерна яровой мягкой пшеницы в Кузнецкой лесостепи

ВАК РФ 06.01.01, Общее земледелие

Автореферат диссертации по теме "Влияние предпосевного озонирования семян на урожайность и качество зерна яровой мягкой пшеницы в Кузнецкой лесостепи"

На правах рукописи

СИГАЧЁВА Мария Александровна

ВЛИЯНИЕ ПРЕДПОСЕВНОГО ОЗОНИРОВАНИЯ СЕМЯН НА УРОЖАЙНОСТЬ И КАЧЕСТВО ЗЕРНА ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ В КУЗНЕЦКОЙ ЛЕСОСТЕПИ

Специальность 06.01.01 - общее земледелие, растениеводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Кемерово - 2014

Работа выполнена на кафедре естественнонаучного образования ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт»

Научный руководитель: Пинчук Людмила Григорьевна

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Официальные оппоненты:

Колмаков Юрий Владимирович

доктор сельскохозяйственных наук, с.н.с., Сибирский НИИ сельского хозяйства, заведующий лабораторией качества зерна

Плеханова Людмила Васильевна

кандидат сельскохозяйственных наук, ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет», и.о. доцента кафедры технологии хранения и переработки зерна

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Новосибирский государственный

аграрный университет»

Защита состоится «14» апреля 2015 г. в 13°° часов на заседании диссертационного совета Д 220.037.06 при ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 90, тел./факс: 8(391)227-46-09, e-mail: dissovel@kgau.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» и на официальном сайте www.kgau.ru.

Автореферат разослан « 7^/» февраля 2015 г.

Ученый секретарь ^

диссертационного совета /// Халипский А.Н.

¡^БГ^Г I ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ГОСУДЛР^'ВЗИМАЯ,

сиынютЕа I

_____''

---------Актуальность исследований. Важную роль в улучшении посевных и

урожайных качеств семян пшеницы играет предпосевная обработка. Она позволяет стимулировать физиолого-биохимические процессы в семенах, тем самым повышает энергию прорастания и всхожесть, что положительно отражается на продуктивности (Пушкарев В.И., 2009).

Одним из перспективных методов предпосевной обработки семян является озонирование. Озон проявляет комплексное действие на семена, оказывает дезинфицирующие и активирующие действия, не образует токсичных побочных продуктов, следовательно, применение озоно-воздушной обработки экологически безопасно. Взаимодействуя с мембранной структурой клеток патогенных грибов и бактерий, озон способствует нарушению ее барьерной функции и дальнейшей гибели (Ермакова В.А. и др., 2007). В семенах под воздействием озона активируются обменные процессы, за счет активации биохимических реакций в зародыше (Таран Г.В. и др., 2012).

Установлено, что посевы семенами, обработанными озоном дают прибавку урожая и способствуют лучшей перезимовке зерна (Васильчук Н.С., 2007). Увеличение урожая в зависимости от сорта пшеницы происходит на 5,4 - 12,4% (Шестерин И.В., 2004).

Цель исследований. Изучить влияние предпосевного озонирования семян на урожайность и качество зерна яровой мягкой пшеницы в условиях Кузнецкой лесостепи юго-востока Западной Сибири.

Задачи исследований:

- Изучить зависимость урожайности яровой мягкой пшеницы и ее структуры от дозы озона и времени его воздействия на семена.

- Определить влияние предпосевного озонирования на качество зерна (натура, массовая доля белка и клейковины, ее качество).

- Изучить влияние озонирования на химический состав зерна (аминокислоты, углеводы, жир, витамины и макро- и микроэлементы).

- Дать экономическую оценку эффективности предпосевного озонирования и выявить наиболее оптимальный вариант обработки озоном семян яровой мягкой пшеницы.

Научная новизна. Впервые в условиях Кузнецкой лесостепи изучено влияние предпосевного озонирования семян яровой мягкой пшеницы на урожайность, ее структуру, качество и химический состав зерна. Установлено, что под влиянием предпосевного озонирования семян повышается урожайность зерна, продуктивная кустистость, длина колоса, число колосков и зерен в нем, улучшаются показатели качества зерна - натура, массовая доля белка и клейко-

вины, изменяется химический состав. Экономически обоснован режим предпосевного озонирования семян, обеспечивающий достоверную прибавку урожая.

Практическая значимость. Производству рекомендованы наиболее экономически выгодные технологии возделывания яровой мягкой пшеницы сортов Мариинка и Ирень с использованием предпосевного озонирования семян. Посев семенами обработанными дозой озона 170 мг/м3 в течение 45 минут за семь дней до посева у сорта Мариинка обеспечил повышение урожайности до 3,92 т/га, прибавка составила 0,84 т/га (27%), увеличение натуры зерна до 799 г/л, прибавка 29 г/л (7%), массовой доли белка до 14,63%, прибавка 2,36% (19%) и количество клейковины до 34,90%, прибавка 9,00% (34%), уровень рентабельности до 45,3% при экономической эффективности 7117,59 руб. У сорта Ирень урожайность повысилась до 3,52 т/га, прибавка 0,72 т/га (26%), натура до 779 г/л, прибавка 28г/л (4%) уровень рентабельности до 30,2%, при экономической эффективности 4737,59 руб.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований внедрены в технологический процесс КФХ «Бабичев В.П.» Ленинск-Кузнецкого района Кемеровской области (лесостепная зона) на площади 20 га. Установлено, повышение урожайности на 11,0%, белка на 2,0 - 3,2%. Суммарный экономический эффект составил 3405,19 рублей.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на Всероссийской конференции с элементами научной школы для молодежи «Проведение научных исследований в области рационального природопользования», г. Кемерово, Кемеровский ГСХИ, 2010 г.; на Всероссийской научной школе для молодежи «Приборное и научно-методическое обеспечение исследований и разработок в области технологий экологически безопасного ресурсосберегающего производства и переработки сельскохозяйственного сырья и продуктов питания», г. Кемерово, Кемеровский ГСХИ, 2010 г.; на Всероссийском конкурсе на лучшую научную работу среди студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений МСХ РФ по Сибирскому федеральному округу, г. Новосибирск, НГАУ, 2011 г.; на IX региональной научно-практической конференции молодых ученых вузов СФО «Инновации молодых ученых аграрных вузов - Агропромышленному комплексу Сибирского региона», г. Омск, ОмГАУ, 2011 г.; на Международной научно-практической конференции «Вавиловские чтения - 2012», г. Саратов, Саратовский ГАУ, 2012 г.; на молодежном форуме «Старт», г. Кемерово, 2012 г.; на XII международной научно-практической конференции «Тенденции сельскохозяйственного производства», г. Кемерово, Кемеровский ГСХИ, 2013 г.; на инновационном конвенте «Кузбасс: Образование, Наука, Инновации», г. Кемерово, 2013 г., где работа была признана победителем конкурса.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 печатных работ, в том числе 5 в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Исследования по теме диссертационной работы выполнялись в рамках федеральной тематики «Агробиоценозы посевов пшеницы в экологических условиях юго-востока Западной Сибири» (гос. регистрационный № 01.2.007 08905).

Декларация личного участия автора. Диссертационная работа является результатом экспериментальных исследований, проведенных в 2009 - 2011 гг. лично автором. Соискателем проанализированы литературные данные, разработана программа и методика исследований, самостоятельно проведены опыты и наблюдения, лабораторные анализы по изучению структуры урожайности, освоены методы математической обработки, обработан полученный материал.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 152 страницах, содержит 69 таблиц, 12 рисунков, состоит из введения, 6 глав, выводов, рекомендаций производству, библиографического списка использованной литературы, который включает 213 источников, в том числе 24 зарубежной литературы, 12 приложений.

Основные положения, выносимые на защиту.

- Предпосевное озонирование семян яровой мягкой пшеницы в условиях Кузнецкой лесостепи повышает урожайность и улучшает качество зерна.

- Ответная реакция яровой мягкой пшеницы на предпосевное озонирование семян по урожайности и качеству зерна зависит от сортовых особенностей и гидротермических условий.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условия, объекты и методика проведения исследований

Исследования проводили в период с 2009 по 2011 годы на полях Про-мышленновского района Кемеровской области, расположенных в Кузнецкой лесостепи. Почвы темно-серые лесные, оподзоленные, тяжелосуглинистые по гранулометрическому составу, характеризующиеся слабокислой реакцией почвенной среды (рН = 6,3), содержание гумуса - 6,9%, обеспеченность зерновых культур подвижным фосфором высокая 230 мг/кг почвы, обменным калием повышенная - 148 мг/кг почвы.

Перед посевом семена обрабатывали озоном на озонаторе «ОТ - 15/155 Орион-СИ», предназначенном для экологически безвредного получения озона (воздушно-озоновой смеси) методом продуцирования озона из окружающей среды (воздуха). Озонатор обеспечивал производство воздушно-озоновой смеси

с концентрацией озона на выходе 85 мг/м3 и 170 мг/м3. Продолжительность обработки семян составила 15 и 45 минут.

Схема опыта состояла из 5 вариантов опыта:

I контроль - без озонирования; II - 85 мг/м3 озона в течение 15 мин.; III - 170 мг/м3 озона в течение 15 мин.; IV - 85 мг/м3 озона в течение 45 мин.; V - 170 мг/м3 озона в течение 45 мин.

Посев проводили в середине мая, через семь дней после озонирования семян.

Объекты исследований: два районированных сорта яровой мягкой пшеницы: Мариинка среднеспелой группы (ОПХ «Кийское» Кемеровской области) Ирень среднеранней группы спелости (ГНУ Уральский НИИСХ).

Наблюдения и учеты проводили по общепринятым методикам с элементами методики Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985, 1989 гг.). Полевую всхожесть определяли по ГОСТ 12038-84, амило-литическую активность по ГОСТ 20264.4-89, массу корня на лабораторных весах Acculab ALC-150d3 с точностью 0,001 г. Показатели качества и химического состава зерна исследовали в биохимической лаборатории научно-исследовательского института животноводства Российской Академии сельскохозяйственных наук (ГНУ СибНИИЖ Россельхозакадемии) по ГОСТ 52554 -2006. Натуру зерна определяли по ГОСТ 10840-64, массовую долю и качество клейковины по ГОСТ 13586.1 - 68, содержание белка и клетчатки анализировали на полуавтоматическом анализаторе VELP SCIENTIFICA, жира в аппарате Сокслета по ГОСТ 13496.15 - 97, макро- и микроэлементы - методом атомной абсорбции на спектрофотометре Shimadzu АА - 7000, витамины и аминокислоты в зерне пшеницы - методом инфракрасной спектроскопии на приборе ИК -4500. Гидротермический коэффициент рассчитывали по методике Г.Т. Селяни-нова (Селянинов, 1933). Экспериментальные данные обрабатывали методами дисперсионного, регрессионного и корреляционного анализов (Доспехов Б.А., 2011) с использованием специальных программ «Snedecor».

Уборку осуществляли в фазу полной спелости зерноуборочным комбайном «Vector 410» прямым комбайнированием. Урожайность пересчитывали на 100% чистоту и 14% влажность.

Опытные делянки располагали методом рендомизации в 3-х кратной по-вторности. Предшественник - чистый пар. Площадь учетной делянки - 30 м2. Способ посева рядовой, глубина заделки семян 5 см, расстояние между рядками 15 см, посев производили сеялкой СЗП-З.бА, с нормой высева 6 млн. шт. всхожих семян на гектар.

Годы исследований отличались по гидротермическим условиями. Сумма температур за период посев - уборка в 2010 году была близка к среднемного-

летней норме, в 2009 и 2011 гг. выше нормы на 31 и 131°С. Осадков за тот же период выпало: в 2010 году больше нормы на 9%, в 2009 году ниже на 15%, 2011 год характеризовался как наиболее жаркий и засушливый - осадков выпало на 27% ниже нормы.

Наиболее благоприятные условия в целом за вегетационный период наблюдались в 2010 году (ГТК - 1,3), когда в начале вегетации недостаточная влагообеспеченность нивелировалась невысокой температурой 9,1°С и обильными осадками (126 мм) на фоне умеренной температуры в июле (ГТК - 2,4 в июле). 2009 год был несколько засушливее и теплее (ГТК - 1,1). Наименее благоприятным был 2011 год, при ГТК за май - август - 0,9, несмотря на хорошие условия в конце вегетационного периода, на формирование урожайности негативно отразился недостаток влаги в мае и июне при высоких температурах воздуха (ГТК в мае - 0,3; в июне - 0,9).

Природно-климатические условия опытного участка типичны для всей зоны Кузнецкой лесостепи, и результаты исследований можно использовать на всей территории данной экологической ниши.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Урожайность яровой мягкой пшеницы и ее структура при предпосевном озонировании семян

Полевая всхожесть и корневая система при предпосевном озонировании

Полевая всхожесть в среднем за три года слабо различалась по вариантам опыта. Предпосевное озонирование оказало не существенное влияние на полевую всхожесть, увеличивая ее до 2%. В среднем всхожесть составила у сорта Мариинка 82%, у сорта Ирень 79%. Влияние озонирования зависело от гидротермических условий, ухудшение которых индивидуализировало реакцию сортов (2011г.). Установлена слабая корреляция всхожести со временем озонирования и дозой озона и сильная с гидротермическими условиями (г = 0,81). По доле влияния на полевую всхожесть факторы можно расположить в порядке убывания: ГТК, сорт, доза озона и время озонирования (dyx = 66,0%; 4,0%; 2,0% и 2,0%).

Масса корневой системы в фазу кущения. Наибольшее влияние на формирование массы корневой системы яровой мягкой пшеницы сорта Мариинка оказало предпосевное озонирование семян дозой озона 170 мг/м3 в течение 15 минут, увеличивая ее по сравнению с контролем на 36% (0,197 г) (таблица 1).

Таблица I - Масса сухой корневой системы растений пшеницы (г) в зависимости от предпосевного озонирования (мг/м3) (сорт Мариинка), 2009 -

Год Контроль 15 минут 45 минут V, %

85 170 85 170

2009 0,142* 100** 0,157 11 0,192 35 0,151 6 0,169 19 12

2010 0,161 100 0,169 5 0,213 32 0,164 1 0,179 11 11

2011 0,131 100 0,129 -2 0,187 43 0,143 9 0,157 20 15

Среднее за три года* 0,145 100 0,152 5 0,197 36 0,153 6 0,168 16 14

*Числитель - масса корня, г., **3наменатель - ± к контролю, % • НСР„5=0,03; 8У= 1,47%

На массу корневой системы оказала существенное влияние доза озона (г = 0,68) и практически не влияло время его воздействия на семена.

Взаимосвязь урожайности и режимов озонирования семян. Под влиянием предпосевного озонирования урожайность пшеницы сорта Мариинка в 2009 г. варьировала от 3,21 т/га до 3,77 т/га, при значении в контрольном образце - 3,09 т/га, сорта Ирень - от 2,92 т/га до 3,32 т/га, на контроле 2,89 т/га (таблица 2).

Таблица 2 - Урожайность яровой мягкой пшеницы (т/га) в зависимости от

предпосевного озонирования (мг/м3) (сорта Мариинка, Ирень), 2009 - 2011 гг.

Год Сорт Контроль 15 минут 45 минут V, % НСР„,

85 170 85 170

2009 Мариинка 3,09 3,21 3,53 3,34 3,77 8 0,12

Ирень 2,89 2,92 3,20 3,01 3,32 7

V, % 7 9 9 10 12 9

2010 Мариинка 3,08 3,41 3,72 3,35 3,92 9 0,09

Ирень 2,80 2,97 3,38 3,14 3,52 9

V, % 9 13 9 6 10 10

2011 Мариинка 1,64 1,71 1,92 1,85 2,08 10 0,16

Ирень 1,57 1,64 1,88 1,75 1,93 10

V, % 4 4 2 5 7 10

Среднее за три года* Мариинка 2,60 2,78 3,06 2,85 3,26 28 0,13

Ирень 2,42 2,51 2,82 2,63 2,92 26

V, % 49 52 50 48 51 27

НСР(И Фактор А (доза озона) = 0,09 НСР,„ Фактор В (время озонирования) = 0,16 НСР()5 Фактор АВ (взаимодействие дозы и времени) = 0,13

= 0,76%

В 2010 г. урожайность сорта Мариинка составила 3,35 т/га - 3,92 т/га, на контроле - 3,08 т/га, сорта Ирень от 2,97 т/га до 3,52 т/га, на контроле - 2,80 т/га. В 2011 г. урожайность сорта Мариинка колебалась в пределах 1,71 - 2,08 т/га, при контроле - 1,64 т/га, сорта Ирень - 1,64 - 1,93 т/га, на контроле - 1,57 т/га. В среднем за три года урожайность пшеницы сорта Мариинка изменялась от 2,78 т/га до 3,26 т/га, составляя на контроле - 2,60 т/га, сорта Ирень - от 2,51 т/га до 2,92 т/га, на контроле - 2,42 т/га.

На всех вариантах опыта увеличение дозы озона повышало урожайность во все годы исследований. Урожайность пшеницы обоих сортов повышалась при озонировании дозой озона 170 мг/м3 до 27%, дозой 85 мг/м3 до 12%.

Более высокая урожайность зерна, в среднем за три года получена при предпосевном озонировании семян 170 мг/м3 озона в течение 45 минут и составила у сорта Мариинка 3,26 т/га, у сорта Ирень 2,92 т/га. Прибавка урожайности при данном варианте обработки по годам исследований варьировала у сорта Мариинка от 0,44 т/га до 0,84 т/га, в среднем за три года была 0,66 т/га, у сорта Ирень, соответственно, 0,36 - 0,72 т/га и 0,50 т/га.

В 2011 г. при более экстремальных условиях развития растений (ГТК май - июнь - 0,6, июль - август -1,1) сорта проявили большую стабильность по способности формировать урожайность. По-видимому, озонирование оказывает положительное влияние на механизмы адаптации растений к неблагоприятным условиям.

Влияние предпосевного озонирования на структуру урожая

На длину колоса наибольшее влияние оказало увеличение времени озонирования. В среднем за три года, наибольшую длину колоса у обоих сортов пшеницы обеспечило озонирование в течение 45 минут обеими дозами озона, и составила у сорта Мариинка 7,73 см, у сорта Ирень 7,64 см, при значении на контрольных образцах соответственно 6,94 см и 6,93 см (таблица 3).

Число колосков в колосе составляло 11-13 шт. Отличительная реакция сортов на озонирование по годам выше нежели по вариантам опыта. Более стабильную ответную реакцию сорта проявили в более неблагоприятных погодных условиях 2011 г. Некоторое увеличение количества колосков под воздействием озонирования отмечено у обоих сортов при обработке семян в течение 45 минут обеими дозами озона, а у сорта Ирень так же при обработке в течение 15 минут дозой озона 170 мг/м3.

Число зерен в колосе по вариантам опыта варьировало от 27 до 33 шт., на контроле 27 шт. Увеличиваясь при времени озонирования 45 минут, не зависимо от дозы озона на 15 - 22%, 15 минут на 4 - 7% относительно контроля. Сорта на предпосевное озонирование при формировании данного признака от-

кликались по-разному, в зависимости от гидротермических условий. Сорт Ма-риинка был более отзывчив в 2010 и 2011 гг. при меньшем увлажнении начального периода вегетации особенно в 2011 г. (ГТК - 0,6), а Ирень в 2009 г. при большем увлажнении начала вегетации (ГТК - 1,2).

Таблица 3 - Структура урожая яровой мягкой пшеницы в зависимости от предпосевного озонирования (мг/м3) (сорта Мариинка, Ирень), 2009 - 2011 гг.

Показатель Сорт Контроль 15 минут 45 минут V, % 5У. ч НСР„,

85 170 85 170

Длина колоса, см 1* 6,94 7,23 7,09 7,73 7,71 12 0,78 0,35

2** 6,93 6,84 6,96 7,19 7,64 9

Число колосков в колосе, шт. 1 12 12 12 13 13 10 0,74 0,72

2 11 11 12 12 12 11

Число зерен в колосе, шт. 1 27 30 31 33 31 18 1,10 2,31

2 27 27 28 33 31 14

Масса зерна с колоса, г 1 1.11 0,99 1,08 1,15 1,23 20 0,81 0,10

2 1,02 1,17 1,20 1,39 1,27 27

Масса 1000 зерен,г 1 38,8 36,9 39,3 39,0 40,3 9 0,59 1,05

2 38,5 38,3 38,9 39,0 40,0 6

Продуктивная кустистость I 1,06 1,10 1,17 1,09 1,21 8 0,08 0,02

2 1,04 1,05 1,11 1,05 1,18 7

Число продуктивных стеблей, шт./м2 1 385 390 415 392 425 14 0,90 13,33

2 363 370 371 345 394 15

Выживаемость, % 1 64,0 65,2 69,4 65,4 72,7 14 0,87 1,88

2 60,8 61,6 62,0 57,3 66,3 15

Сорта: 1* - Мариинка, 2** - Ирень

Масса зерна с колоса в среднем за три года исследований повышалась на 17 - 19% преимущественно за счет увеличения продолжительности озонирования. Наибольшая масса зерна с колоса у обоих сортов получена озонированием в течение 45 минут при обеих дозах озона.

Масса 1000 зерен характеризовалась слабой изменчивостью, изменяясь по вариантам опыта: в 2009 г. от 39,6 г до 43,9 г, на контроле - 40,3 г, в 2010 г. - 35,3 - 37,3 г, на контроле - 35,8 г, в 2011 г. - 37,7 - 39,2 г, на контроле - 38,6 г. Ее увеличение относительно контроля установлено не на всех вариантах опыта и составило - 5% + 9% (-2,1 г - +3,6 г), и зависело от гидротермических условий (г = - 0,34).

Продуктивная кустистость по вариантам опыта у сорта Мариинка варьировала от 1,09 до 1,21, на контроле - 1,06, у сорта Ирень соответственно 1,05 -1,18, и 1,04. Повышалась относительно контроля на 2 - 14% и была максимальной при обработке 170 мг/м3 озона в течение 45 минут.

Число продуктивных стеблей по вариантам опыта у сорта Мариинка изменялось от 390 шт./м2 до 425 шт./м2, на контроле - 385 шт./м2, у сорта Ирень

соответственно 345 - 394 шт./м2 и 363 шт./м2. Отклонение составило от - 1% до + 9%, что говорит о слабой зависимости от предпосевного озонирования.

Выживаемость растений пшеницы у сорта Мариинка по вариантам опыта составила 65,2 - 72,7% , на контроле - 64,0%, у сорта Ирень соответственно 57,3 - 66,3% и 60,8%. Большей выживаемостью обоих сортов характеризовались посевы, обработанные 170 мг/м3 озона в течение 45 минут.

Взаимосвязи между дозой озона, временем его воздействия на семена и

структурой урожая

Продолжительность обработки семян озоном в большей степени повлияла на формирование числа колосков и зерен в колосе, его длину и продуктивную кустистость (г = 0,34 - 0,39).

Более весомый вклад доза озона внесла в формирование продуктивной кустистости (г = 0,61; с1ух = 41,2%) (рисунок 1). В формирование остальных элементов структуры урожая доля вклада дозы озона незначительна, но статистически достоверна (с1ух= 2,1 - 7,9%).

Рисунок 1 - Доля вклада факторов (%) в структуру урожая яровой мягкой пшеницы (сорта Мариинка, Ирень), 2009 - 2011 гг., достоверно при 0,05% уровне значимости

Время обработки семян озоном влияло слабее, но на большее число показателей структуры урожая. Доля его вклада была существеннее при формировании продуктивной кустистости, числа зерен в колосе, длины колоса и числа колосков в нем (соответственно (1ух= 15,3; 15,1; 13,0 и 11,7 %).

Доля вклада сорта в формирование числа продуктивных стеблей составила 8,1%, числа колосков в колосе 7,3% и продуктивную кустистость 7,1%, остальных элементов -1,1- 2,2%.

Сильная обратная взаимосвязь установлена между ГТК и длиной колоса, средняя - с числом колосков и массой 1 зерна, и умеренная - с массой 1000 зерен и числом зерен в колосе (г = - 0,64 - - 0,31). Положительная высокая корреляция установлена между ГТК с одной стороны и числом продуктивных стеблей и выживаемостью растений с другой стороны, и положительная умеренная - с продуктивной кустистостью (г = 0,37 - 0,88).

Влияние предпосевного озонирования на качество зерна яровой мягкой пшеницы Натура зерна под влиянием озонирования увеличивалась на 1 - 7% (таблица 4). Более высоконатурное зерно получено при обработке семян 170 мг/м3 озона при обеих временных экспозициях.

Таблица 4 - Качество зерна пшеницы в зависимости от предпосевного озонирования (мг/м3) (сорта Мариинка, Ирень), 2009 - 2011 гг. _^_

Показатель Сорт Контроль 15 минут 45 минут V, % Sv,* НСР„5

85 170 85 170

1* 743 744 761 752 778 4

Натура, г/л 2** 720 724 744 731 751 6 0,37 2,31

V, % 14 13 11 15 12 5

Массовая 1 26,70 30,63 31,47 33,58 32,45 10

доля клейко- 2 32,58 29,25 30,85 31,07 31,05 19 1,45 0,66

вины, % V,% 18 5 2 8 4 16

Показатель ИДК, у.е. 1 80 83 84 85 89 6

2 98 100 101 97 101 6 0,90 1,95

V, % 20 25 18 14 16 10

Сорта: 1* - Мариинка, 2** - Ирень

Зерно с более высокой натурой сформировала пшеница сорта Мариинка, ее натура по вариантам опыта составляет 744 - 778 г/л, на контроле 743 г/л, при натуре зерна сорта Ирень - 724 - 751 г/л, на контроле - 720 г/л. Натурная масса в большей степени возрастала под влиянием дозы озона (г = 0,28) и слабее зависела от продолжительности его воздействия на семена (г = 0,20).

Массовая доля клейковины. На фоне ухудшения погодных условий (2011 г.) действие озона повышало количество клейковины на 5 - 15%. У сорта Мариинка наблюдалось увеличение содержания клейковины с 26,70% на контроле до 30,63 - 33,58% по вариантам опыта, а у сорта Ирень выявлена тенденция снижения ее содержания соответственно 29,25 - 31,07%, относительно кон-

троля - 32,58%. Максимальным содержанием клейковины характеризовалось зерно обоих сортов при озонировании 85 мг/м3 в течение 45 минут, а у сорта Ирень так же при озонировании 170 мг/м3 при том же времени обработки. Между сырой клейковиной в зерне и дозой озона установлена положительная умеренная связь (г = 0,33), со временем озонирования очень слабая.

Качество клейковины (показатель ИДК). На контроле и на фоне озонирования формировалась клейковина II группы качества. Озонирование вызывало увеличение показателей ИДК на 2 - 7%. Более качественной клейковиной характеризовался сорт Мариинка (ИДК = 80-89 у.е.), менее качественной сорт Ирень (ИДК = 97-101 у.е.). Определяющим фактором в формировании качества клейковины являлся сорт (с1ух= 57,9%).

Химический состав зерна пшеницы при предпосевном озонировании семян

Содержание белка. Сорта отличались по способности накапливать белок в зерне под влиянием озонирования. У сорта Мариинка содержание белка в зерне повышалось на 7 - 14%. В контрольном образце зерна содержание белка -12,55%, по вариантам опыта - 13,49 - 14,28%. У сорта Ирень содержание белка снижалось на 3 - 12% и составляло на контроле - 15,50%, по вариантам опыта -13,63 - 15,11%.

Содержание белка в зерне пшеницы сорта Мариинка повышалось на фоне увеличения продолжительности предпосевного озонирования (г = 0,62), а бел-ковистость зерна пшеницы сорта Ирень снижалась под влиянием дозы озона и времени его воздействия на семена (г = - 0,11 и - 0,22).

Аминокислотный состав зерна. Суммарное содержание аминокислот под влиянием предпосевного озонирования существенней повышалось у сорта Ирень (на контроле - 12,01%, по вариантам опыта - 12,01 - 14,04%) по сравнению с сортом Мариинка (контроль - 12,57%, по вариантам опыта - 10,63 -13,66%).

В обоих сортах высокой степенью изменчивости по массовой доле в зерне характеризуются аминокислоты: гистидин, алалин, валин, метионин и лейцин. В зерне пшеницы сорта Мариинка так же широко варьировало содержание изолейцина (0,10 - 0,60%), серина (0,22 - 0,59%), глутамина (2,82 - 4,08%) и лейцина (0,44 - 1,31%), а у сорта Ирень - лизина (0,15 - 0,49%). Содержание остальных аминокислот было относительно стабильно.

С увеличением дозы озона повышается содержание в зерне аминокислот: лейцин (+ 0,09 - + 0,51%), лизин (+ 0,03 - + 0,14%), треонин (+ 0,02 - + 0,31%) и фенилаланин (+ 0,05 - + 0,33%) (г = 0,34 - 0,23) и уменьшается количество гистидина (- 0,47 - - 0,01%) и серина (- 0,36 - - 0,10%) (г = - 0,39 и - 0,24). Время

обработки повышало содержание фенилаланина, лизина, аспарагина, треонина, лейцина и валина (г = 0,44 - 0,22).

Доза озона внесла больший вклад в накопление аминокислот - треонина, лизина, гистидина, изолейцина, лейцина, фенилаланина и аланина (с!ух = 17,1 -10,1%). Время обработки повлияло на содержание фенилаланина, гистидина, треонина, серина, лизина и пролина (с1ух =20,1 - 10,8%). Доля вклада сорта в большей степени отразилась на содержании в зерне тирозина, аргинина, пролина, треонина, серина и составила соответственно 39,0%, 36,3%, 12,8%, 11,6%, 10,0%. Под влиянием всех изучаемых факторов сильнее изменялось содержание в зерне треонина.

Углеводный состав зерна. Содержание крахмала в зерне под влиянием предпосевного озонирования отклонялось от контроля на - 4 - + 3%. Его количество у сорта Мариинка на контроле составляло 41,37%, по вариантам опыта 39,56 - 40,92%, у сорта Ирень соответственно 39,73%, 37,75 - 43,05%. Массовая доля Сахаров у обоих сортов в среднем увеличилась на 5 - 17%. У сорта Мариинка их содержание на контроле составило 3,40%, а по вариантам опыта варьировало от 3,51% до 3,88%, у сорта Ирень соответственно 3,15% и 3,36 -4,04%.

Содержание клетчатки на контроле у сорта Мариинка 1,67%, у сорта Ирень 2,35%, варьирование по вариантам опыта соответственно составило 1,58 - 2,17% и 1,93 - 2,27%. Максимальный режим озонирования семян (170 мг/ м3 45 минут) при различных погодных условиях обеспечил увеличение содержания клетчатки у обоих сортов относительно контроля на 11%.

Содержание жира. Отклонение по содержанию жира в зерне пшеницы урожая с посевов семенами обработанными озоном составило - 5% - + 14%, при фактических значения 1,10- 2,36%.

Количество жира незначительно понижалось с удлинением времени озонирования на 0,04 - 0,31 % и повышалось с увеличением дозы озона на 0,05 -0,22% (г = 0,14). Доли вклада времени озонирования и дозы озона составили соответственно 4,2% и 1,9%.

Витаминный состав зерна. Выявлены значительные отличия по содержанию в зерне опытных образцов обоих сортов относительно контроля витаминов В2 и В,. Содержание витамина В2 в 2010 г. составило на контроле 1,24 мг/кг, по вариантам опыта 0,79 - 1,68 мг/кг, в 2011 г. соответственно 0,46 мг/кг и 0,37 - 1,33 мг/кг. А витамина Е только у сорта Мариинка: в 2010 г. на контроле 12,20 мг/кг, по вариантам опыта 9,74 - 12,21 мг/кг, в 2011 г. соответственно 4,28 мг/кг и 3,60 - 8,06 мг/кг. Содержание остальных витаминов и их суммы незначительно изменялось под влиянием озонирования (г = - 0,24 - + 0,19).

Элементный состав зерна. Предпосевное озонирование сильно повлияло на изменение содержания в зерне натрия (контроль 0,23 г/кг, по вариантам опыта 0,05 - 0,40 г/кг), фосфора (соответственно 0,36%, 0,17 - 0,48%), кальция (соответственно 0,12%, 0,09 - 0,29%), железа (49,67 мг/кг, 38,00 - 78,00 мг/кг) и меди (4,96 мг/кг, 3,67 - 6,50 мг/кг). Большей изменчивостью по всем изучаемым элементам характеризуется сорт Ирень. Сортовые отличия существенно проявились по содержанию калия и марганца (с1ух = 26,1% и 10,7%). Содержание калия у сорта Мариинка составило на контроле 5,48 г/кг по вариантам опыта 4,16 - 6,96 г/кг, у сорта Ирень соответственно на конторе 4,37 г/кг и 3,19-5,01 г/кг. Количество марганца у сорта Мариинка на контроле 39,67 мг/кг, по вариантам опыта 35,33 - 38,67 мг/кг, у сорта Ирень соответственно 33,84 мг/кг и 31,00-41,33 мг/кг.

Экономическая эффективность предпосевного озонирования семян яровой мягкой пшеницы

Разница себестоимости производства зерна определялась затратами на электроэнергию и зависела от времени обработки семян озоном. При обработке семян в течение 15 минут себестоимость составляла 15701,26 руб., в течение 45 минут - 15702,41 руб. Прибыль при применении озонирования для сорта Мариинка по вариантам опыта составила 3758,74 - 7117,59 руб. увеличиваясь относительно контроля (2499,32 руб.) на 1259,42 - 4618,27 руб., для сорта Ирень по вариантам опыта прибыль варьировала от 1868,74 руб. до 4737, 59 руб. увеличиваясь к контролю (1239,32 руб.) на 629,42 - 3498,27 руб. При уровне рентабельности на контроле у сорта Мариинка - 15,9%, а у сорта Ирень - 7,9%, рентабельность по вариантам опыта составила у сорта Мариинка от 23,9 до 45,3%, у сорта Ирень от 11,9 до 30,2%, при экономической эффективности на контроле у сорта Мариинка 2499,32 руб., у сорта Ирень 1239,32 руб.

Наиболее прибыльным является выращивание пшеницы обоих сортов при обработке семян дозой озона 170 мг/м1 в течение 45 минут. При этом уровень рентабельности у сорта Мариинка - 45,3%, экономическая эффективность - 7117,59 руб., у сорта Ирень соответственно 30,2% и 4737,59 руб.

ВЫВОДЫ

1. В условиях Кузнецкой лесостепи под влиянием предпосевного озонирования семян яровой мягкой пшеницы урожайность увеличивалась на 3 - 27% и составляла на контроле 2,51 т/га, а по вариантам опыта - 2,64 - 3,09 т/га. В неблагоприятных погодных условиях озонирование повышало стабильность урожайности. Наибольшая урожайность получена при обработке семян 170

мг/м3 озона в течение 45 минут. Прибавка составила у сорта Мариинка 0,66 т/га, у сорта Ирень 0,50 т/га. Выявлена слабая корреляция урожайности с дозой озона и временем озонирования (г = 0,26; 0,18).

2. Предпосевное озонирование способствовало формированию более развитой корневой системы у пшеницы сорта Мариинка, особенно на фоне увеличения дозы озона (г = 0,68). Увеличение продолжительности озонирования повышало: число колосков, зерен и их массу в колосе, его длину и продуктивную кустистость (г = 0,34 - 0,39). Доза озона существенно повлияла только на продуктивную кустистость (г = 0,61).

3. Под влиянием озонирования увеличивались натура зерна у обоих сортов на 1 -7% и массовая доля клейковины только у сорта Мариинка на 5 - 15%, преимущественно за счет дозы озона (г = 0,28 и 0,33). В меньшей степени изменялось качество клейковины, определяясь в основном сортовыми особенностями (£)ух = 57,9%).

4. Предпосевное озонирование повышало содержание белка в зерне только у сорта Мариинка на 7 - 14%, прибавка составила 0,94 - 1,73% преимущественно за счет увеличения продолжительности озонирования (г = 0,62).

5. С повышением дозы озона количество аминокислот лейцина, лизина, треонина и фенилаланина в зерне увеличивалось на 0,02 - 0,51% (г = 0,23 -0,34), а гистидина и серина уменьшалось на 0,01 - 0,47% (г = - 0,39 и - 0,24). Удлинение продолжительности обработки семян повышало содержание фенилаланина, лизина, аспарагина, треонина, лейцина и вал и на (г = 0,22 - 0,44).

6. Под влиянием предпосевного озонирования содержание в зерне крахмала изменялось относительно контроля на - 4% до + 3%, содержание Сахаров увеличилось на 5 - 17%. Повышение содержания клетчатки на 11% установлено только при максимальной экспозиции озонирования семян (170 мг/м3 45 минут). Сортовые отличия в большей степени проявились по содержанию клетчатки.

7. Под влиянием озонирования в среднем содержание сырого жира увеличивалось на 7%, отклонение от контроля по вариантам опыта варьировало от - 5% до + 14% . Корреляция содержания жира с дозой и временем озонирования слабая.

Озонирование оказало слабое, отличающееся по направленности влияние на содержание витаминов (г = - 0,24 - + 0,19) и микроэлементов (- 0,19 - + 0,31). Увеличение дозы озона повышало содержание кальция на 0,03 - 0,17%, а времени озонирования - фосфора на 0,03 - 0,06% (г = 0,31 и 0,25). Сортовые отличия существенно проявились по содержанию калия и марганца (с!ух = 26,1 и 10,7%).

8. Более высокий экономический эффект получен при обработке семян дозой озона 170 мг/м3 в течение 45 минут. При этом уровень рентабельности возделывания сорта Мариинка в расчете на 1 га повысился на 45,3%, экономическая эффективность составляет 7117,59 руб., сорта Ирень соответственно -30,2% и 4737,59 руб.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ

В условиях Кузнецкой лесостепи при выращивании яровой мягкой пшеницы среднеранней группы спелости сорта Ирень и среднеспелой группы сорта Мариинка с целью получения стабильного урожая зерна и улучшения его качества для повышения экономической эффективности рекомендуется предпосевная обработка семян озоном дозой 170 мг/м3 в течение 45 минут за семь дней до посева. Это обеспечит увеличение урожайности сорта Мариинка на 25%, сорта Ирень на 21%, повысит уровень рентабельности соответственно до 45,3% и 30,2% при экономической эффективности 7117,59 и 4737,59 руб.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Сигачёва, М.А. Химический состав зерна яровой пшеницы при предпосевном озонировании семян / М.А. Сигачёва, Л.Г. Пинчук, С.Б. Гридина // Достижения науки и техники АПК. - 2012. - №10. - С. 38^40 (доля личного участия 25%).

2. Юркеева, Н.У. Анализ и некоторые перспективы производства зерна пшеницы в Кемеровской области / Н.У. Юркеева, Л.Г. Пинчук, Е.П. Кондратенко, М. А. Сигачёва // Достижения науки и техники АПК. - 2012. -№11.-С. 17-19 (доля личного участия 25%).

3. Сигачёва, М.А. Предпосевное озонирование семян как фактор влияния на качество зерна яровой пшеницы / М.А. Сигачёва, Л.Г. Пинчук, С.Б. Гридина // Вестник АлтГАУ. - 2013. - №3. - С. 21-24 (доля личного участия 40%).

4. Сигачёва, М.А. Урожайность яровой мягкой пшеницы и ее структура при предпосевном озонировании семян в лесостепи Кузнецкой котловины / М.А. Сигачёва, Л.Г. Пинчук // Достижения науки и техники АПК. - 2014. - №7. - С. 24-26 (доля личного участия 70%).

5. Пинчук, Л.Г. Оценка белковистости зерна яровой мягкой пшеницы под влиянием предпосевного озонирования семян в Кузнецкой лесостепи / Л.Г. Пинчук, М.А. Сигачёва, С.Б. Гридина // Вестник АлтГАУ. - 2014. - №9. - С. 58 (доля личного участия 50%).

Статьи в сборниках научных трудов и материалах конференций:

6. Пинчук, Л.Г. Энергетическая оценка возделывания яровой мягкой пшеницы / Л.Г. Пинчук, Е.П. Кондратенко, Т.Н. Ефремова, М.А. Сигачёва, О.С. Стоянец II Сб. матер. IX Междунар. науч.-практ. конф. «Тенденции сельскохозяйственного производства в современной России» 19-22 октября, 2010 г.

- Кемерово. - С. 113-115 (доля личного участия 20%).

7. Пинчук, Л.Г. Эффективность предпосевного озонирования семян яровой мягкой пшеницы / Л.Г. Пинчук, М.А. Сигачёва, С.Б. Гридина // Сб. матер. IX Межд. науч.-практ. конф. «Тенденции сельскохозяйственного производства в современной России» 19-22 октября, 2010 г. - Кемерово. - С. 115-116 (доля личного участия 25%).

8. Пинчук, Л.Г. Влияние сортовых особенностей, нормы высева и качества семенного материала на формирование урожайности яровой мягкой пшеницы в степной зоне юго-востока Западной Сибири / Л.Г. Пинчук, Е.П. Кондратенко, Е.В. Грибовская, М.А. Сигачёва // Вестник КемГСХИ - Кемерово, 2011.

- № 4. - С. 52-61 (доля личного участия 20%).

9. Пинчук, Л.Г. Сортовые особенности формирования урожайности яровой твердой пшеницы на юго-востоке Западной Сибири / Л.Г. Пинчук, Н.У. Юркеева, Е.П. Кондратенко, М.А. Сигачёва // Сб. матер. X Междунар. науч.-практ. конф. «Тенденции сельскохозяйственного производства в современной России» 18-21 октября, 2011 г. - Кемерово. - С. 132-134 (доля личного участия 20%).

10. Сигачёва, М.А. Влияние предпосевного озонирования семян на семенные качества и продукционный потенциал яровой пшеницы / М.А. Сигачёва, Л.Г. Пинчук // Матер. IX региональной науч.-практ. конф. 2-3 июня, 2011 г.

- Омск. - С. 39^42 (доля личного участия 50%).

11. Сигачёва, М.А. Аминокислотный состав зерна яровой мягкой пшеницы юго-востока Западной Сибири при предпосевном озонировании семян / М.А. Сигачёва, Л.Г. Пинчук II Матер. Междунар. науч.-практ. конф. «Аграрная наука: современные проблемы и перспективы развития» [Электронный ресурс].

- Махачкала. - С. 1968-1972 (доля личного участия 50%).

12. Пинчук, Л.Г. Аминокислотный состав зерна мягкой яровой и озимой пшеницы юго-востока Западной Сибири / Л.Г. Пинчук, Е.П. Кондратенко, М.А. Сигачёва, Н.У. Юркеева // Матер. Междунар. науч.-практ. конф. «Аграрная наука: современные проблемы и перспективы развития» [Электронный ресурс]. - Махачкала. - С. 1940-1944 (доля личного участия 30%).

13. Сигачёва, М.А. Влияние предпосевного озонирования на химический состав зерна / М.А. Сигачёва, Л.Г. Пинчук // Сб. матер. XI Междунар. науч.-практ. конф. «Тенденции сельскохозяйственного производства в современной

России» 13-16 ноября, 2012 г. - Кемерово. - С. 129-131 (доля личного участия 50%).

14. Пинчук, Л.Г. Сопряженность показателей качества зерна пшеницы / Л.Г. Пинчук, Т.С. Мелехина, Е.А. Грибовская, М.А. Сигачёва // Сб. матер. XI Междунар. науч.-практ. конф. «Тенденции сельскохозяйственного производства в современной России» 13-16 ноября, 2012 г. - Кемерово. - С. 114-116 (доля личного участия 25%).

15. Сигачёва, М.А. Влияние предпосевного озонирования семян на содержание витаминов в зерне пшеницы / М.А. Сигачёва, Л.Г. Пинчук // Матер. Междунар. науч.-практ. конф. «Вавиловские чтения-2012» 26-28 ноября, 2012 г. - Саратов, 2012. - С. 145-147 (доля личного участия 50%).

16. Сигачёва, М.А. Влияние предпосевного озонирования семян пшеницы на элементный состав зерна / М.А. Сигачёва, Л.Г. Пинчук // Матер. Инновационного конвента «Кузбасс: образование, наука, инновации» 6-7 декабря, 2012 г. - Кемерово. - С. 281-283 (доля личного участия 50%).

17. Пинчук, Л.Г. Влияние предпосевного озонирования на урожайность яровой мягкой пшеницы и ее структуру / Л.Г. Пинчук, М.А. Сигачёва // Сб. матер. XII Междунар. науч.-практ. конф. «Тенденции сельскохозяйственного производства в современной России» 12-15 ноября, 2013 г. [Электронный ресурс] / КемГСХИ. - Кемерово. - С. 257-262 (доля личного участия 50%).

18. Сигачёва, М.А. Влияние предпосевного озонирования семян на семенные качества и продукционный потенциал яровой пшеницы / М.А. Сигачёва, Л.Г. Пинчук // Главный агроном. - 2014. - №3. - С. 8-11 (доля личного участия 50%).

19. Sigacheva, М. The influence of pre - sowing ozonization of spring soft wheat seeds on the yieldness and its structure / M. Sigacheva, L. Pinchuk // Book of abstracts Scientific conferences. - 2014. - Timisoara. - C. 19 (доля личного участия 70%).

Список сокращений и условных обозначений

1. V - коэффициент вариации

2. Sv - ошибка коэффициента вариации

3. НСР„, - наименьшая существенная разность

4. г - коэффициент корреляции

5. dyx - коэффициент детерминации

15--23

71

70142512 Л

Подписчик) н мечам. 26.01.2015 Формат 60x90""'. Тираж 100 )К1. ОГп.ем 1,0 н.л. Эакач №850-15 ФГНОУ НПО «Кемеровский ГСХИ» (15005(1, г. Кемерово, Марковиева, 5. Отпечатано в ИИО Кемеровского I СХИ.

2014251231