Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние изученности проблемы 10
1.1. Ботанико-биологическая характеристика озимой пшеницы 12
1.2. Технология возделывания озимой пшеницы в ЦЧР 24
1.3. Влияние физиологически активных веществ (ФАВ) на продук тивность озимой пшеницы 47
1.4. Влияние биопрепаратов на продуктивность озимой пшеницы 55
2. Условия и методика проведения опыта 58
2.1. Условия проведения опыта 58
2.2. Методика проведения опыта 66
2.3 Характеристика изучаемых препаратов 72
3. Обработка вегетирующих растений озимой пшени цы фиторегуляторами-стресспротекторами 75
3.1. Изменение анатомических показателей растений под влиянием фиторегуляторов-стресспротекторов 77
3.2. Развитие и распространение корневых гнилей и бурой ржавчины .. 83
3.3. Влияние обработки вегетирующих растений на урожайность озимой пшеницы и е структуру 89
3.4 Показатели качества зерна 95
4. Обработка вегетирующих растений озимой пшени цы бактериальными суспензиями на основе абори генных штаммов bacillus subtilis 17 (8) и bacillus subtilis 20 97
4.1. Изменение анатомических показателей растений под влиянием бактериальных суспензий на основе аборигенных штаммов Bacillus subtilis 17 (8) Bacillus subtilis 20 97
4.2. Влияние обработки вегетирующих растений на развитие и распространение корневых гнилей и бурой ржавчины 103
4.3. Влияние опрыскивания растений на урожайность и е структуру урожайности 110
4.4. Показатели качества зерна 116
5. Корреляционный анализ взамосвязи анатомо морфологических показателей с урожайностью 118
6. Производственная проверка результатов исследования 121
7. Экономическая эффективность производственной проверки 125
Заключение 128
Выводы 129
Предложения производству 132
Список литературы 133
- Влияние физиологически активных веществ (ФАВ) на продук тивность озимой пшеницы
- Методика проведения опыта
- Развитие и распространение корневых гнилей и бурой ржавчины
- Влияние обработки вегетирующих растений на развитие и распространение корневых гнилей и бурой ржавчины
Введение к работе
Актуальность работы. Зерно - важнейший стратегический продукт, определяющий стабильное функционирование аграрного рынка и продовольственную безопасность страны. Зерновое производство – главная и решающая основа развития всех отраслей сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности [Доронин А.Ф., 2009].
Потенциальная урожайность современных сортов озимой пшеницы достигает 110 ц/га, однако валовые сборы ежегодно подвергаются резким колебаниям, что обусловлено постоянно меняющимися условиями возделывания, многократным использованием пестицидов, выращиванием без удобрений. Поэтому производство озимой пшеницы в центре Российского Черноземья требует мер для более полной реализации генетического и почвенно-климатического потенциала сортов озимой пшеницы. Для получения стабильно высоких урожаев качественного зерна необходимо повысить устойчивость растений к стрессовым воздействиям среды, что возможно при использовании физиологически активных веществ (ФАВ) и бактериальных препаратов. В настоящее время вопросы фитогормональ-ной регуляции продукционных процессов озимой пшеницы остаются мало изученными. Исследованием воздействия физиологически активны веществ и бактериальных препаратов занимались: Н.В. Безлер (1983, 1992), Р.Г. Гафуров (1999, 2001, 2003, 2005), Е.А. Дворянкин (2003), А.А. Завалин (2006), М.А. Зазимко (2009), М. Н. Запрометов (1993), А.А. Леляк (2014), Н.В. Панина (2001, 2002), Н.Ю. Петров (2010), С.С. Свиридов (2007, 2009), В.А. Федотов (2015) и др.
Среди физиологически активных веществ стоит выделить фиторегуляторы-стресспротекторы Этихол и Р-456, созданные профессором Р.Г. Гафуровым. Они получены на основе стратегии химического дизайна низкомолекулярных биорегуляторов путм объединения в молекуле химических фрагментов с взаимодействующей физиологической активностью: ретардантной и ауксиновой, который проявляет ярко выраженный стресспротекторный эффект. Важным вопросом остается изучение новых штаммов Вacillus subtilis 17 (8) и Bacillus subtilis 20, выделенных во ВНИИСС им. А.Л. Мазлумова (Безлер Н.В. и Сумская М. А.). Данные бактерии в ходе жизненного цикла, выделяют вещества близкие по структуре к стимулятором роста (цитокинины), которые способны в малых концентрациях влиять на рост и развитие растений, а также являются антагонистами к широкому спектру фитопатогенов. Благодаря таким свойствам применение этих препаратов, с целью биологизации производства озимой пшеницы и фитогормональной регуляции роста и развития, позволит увеличить продуктивность культуры. Поэтому изучение влияния фиторегуляторов-стресспротекторов Этихола и Р-456 и бактериальных суспензий на основе аборигенных штаммов Вacillus subtilis 17 (8) и Bacillus subtilis 20 является актуальным.
Цель работы. Повысить резистентность растений озимой пшеницы к стрессовым воздействиям путем активизации процессов, формирующих элементы продуктивности озимой пшеницы в ЦЧР при использовании физиологически активных веществ и бактериальных суспензий на основе аборигенных штаммов Вacillus subtilis.
Задачи исследования.
1. Определить действие препаратов на основные анатомо-морфологические
признаки: анатомическую структуру стебля и листа, площадь флагового листа,
высоту растений;
-
Установить интенсивность развития и распространения корневых гнилей и бурой ржавчины и рассчитать биологическую эффективность применения препаратов;
-
Выявить влияние ФАВ и бактериальных суспензий на элементы продуктивности озимой пшеницы: продуктивный стеблестой, число зерен в колоссе и массу 1000 зерен;
-
Определить урожайность зерна озимой пшеницы и его качество;
5. Рассчитать экономическую эффективность применения препаратов.
Объекты исследований: фиторегуляторы-стресспротекторы: Этихол, Р-456;
бактериальные суспензии: Вacillus subtilis 17 (8) и Bacillus subtilis 20, озимая пшеница сорта Крастал, (оригинаторами сорта являются ФГБНУ «НИИСХ центрально-черноземной полосы имени В.В.Докучаева» и ФГБНУ «Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. П.П. Лукьянен-ко»).
Предмет исследований: изучение и выявление оптимальной концентрации для применения на посевах озимой пшеницы (в фазу весеннее кущение-начало трубкования) фиторегуляторов-стресспротекторов (Этихол и Р-456) и бактериальных суспензий на основе аборигенных штаммов Вacillus subtilis (Вacillus subtilis 17 (8)и Bacillus subtilis 20) в условиях Центрально-Черноземного региона, для обеспечения повышения продуктивности культуры.
Научная новизна. Впервые установлено положительное влияние обработки вегетирующих растений озимой пшеницы фиторегуляторами-стресспротекторами (Этихол и Р-456) и бактериальными суспензиями на основе аборигенных штаммов Вacillus subtilis (Вacillus subtilis 17 (8) и Bacillus subtilis 20) на некоторые анатомические особенности развития растений (число проводящих пучков, диаметр стебля, толщина стенки стебля, толщина листа, высота растения и площади флагового листа). Выявлено увеличение площади флагового листа до 14 %, диаметра стебля – до 13 %, толщины листа – до 15%, толщины стенки стебля – до 18 % и числа проводящих пучков – до 8 %.
Выявлено, что применения ФАВ и бактериальных суспензий Вacillus subtilis на посевах озимой пшеницы в фазу весеннее кущение-начало трубкования способствует снижению интенсивности развития и распространения болезней корневой системы (корневые гнили) и листового аппарата (бурая ржавчина). Биологическая эффективность по отношению к корневым гнилям достигала 59,3%, а по отношению к бурой ржавчине – 46,2%.
Установлено, что положительные изменения анатомических показателей и снижение интенсивности развития и распространения заболеваний способствуют увеличению элементов продуктивности озимой пшеницы. Увеличение числа продуктивных стеблей достигало 36%, числа зерен в колосе – 13% и массы 1000 зерен – 6%.
Экспериментально доказано, что опрыскивание озимой пшеницы ФАВ и бактериальными суспензиями Вacillus subtilis , способствует увеличению урожайности культуры в условиях Центрально-Черноземного региона. Прибавка достигала 36% по отношению к контролю.
Выявлена высокая экономическая эффективность опрыскивания вегетирую-щих растений (фаза весеннего кущения-выхода в трубку) фиторегуляторами-стресспротекторами и бактериальными суспензиями на основе аборигенных штаммов Вacillus subtilis, которая достигала 208%.
Практическая значимость работы:
В результате исследования выявлены оптимальные концентрации фиторегуля-торов-стресспротекторов (Этихол и Р-456) и бактериальных суспензий на основе аборигенных штаммов Вacillus subtilis (Вacillus subtilis 17 (8) и Bacillus subtilis 20) при использовании на посевах озимой пшеницы в фазу весеннее кущение-выход в трубку. Установлены оптимальные дозы Этихола – 500 мл/га, Р-456 – 50 и 500 мл/га, Вacillus subtilis 17 (8) – 8 г/га и Bacillus subtilis 20 – 4 г/га. Положительные изменения в анатомическом развитии культуры, снижение интенсивности развития и распространения заболеваний корневой системы и листового аппарата вызывают рост продуктивности культуры. Так, опрыскивание Этихолом способствовало росту урожайности на 27%, Р-456 – на 30%, Вacillus subtilis 17 (8) – на 36% и Bacillus subtilis 20 – на 30%.
Препараты могут быть использованы в производстве с целью фитогормональ-ной регуляции, повышения устойчивости растений к стрессовым воздействиям среды и для борьбы с болезнями и повышения продуктивности культуры.
Результаты исследований во ВНИИСС подтверждаются производственной проверкой в условиях Воронежской области (Аннинский район, село Старая Тойда), где применение Этихола в дозе 500 мл/га способствовало увеличению урожайности на 6%, Р-456 в дозе 50 мл/га – на 10%, Вacillus subtilis 17 (8) в дозе 8 г/га – на 13% и Bacillus subtilis 20 – на 12%.
Положения, выносимые на защиту:
1. Использование в посевах озимой пшеницы фиторегуляторов-
стресспротекторов (Этихол и Р-456) оптимизирует анатомо-морфологические
признаки растений, снижает интенсивность развития корневых гнилей и бурой
ржавчины.
2. Применение бактериальных суспензий на основе аборигенных штаммов
Вacillus subtilis 17 (8) и Bacillus subtilis 20 способствует изменению анатомиче
ских показателей растений озимой пшеницы, а также снижению развития и
распространения корневых гнилей и бурой ржавчины.
-
Обработка озимой пшеницы фиторегуляторами-стресспротекторами и аборигенными штаммами Вacillus subtilis 17 (8) и Bacillus subtilis 20 повышает продуктивность культуры.
-
Экономическая эффективность обработки вегетирующих растений озимой пшеницы фиторегуляторами-стресспротекторами и бактериальными суспензиями на основе аборигенных штаммов Вacillus subtilis.
Апробация работы.
Материалы диссертационной работы были представлены на научно-практической конференции Курского отделения МОО «Общество почвоведов имени В.В. Докучаева», посвященной Международному году почв г. Курск, 16 декабря 2015 г., на 50-й Международной научной конференция молодых ученых, специалистов-агрохимиков и экологов (ФГБНУ «ВНИИ агрохимии», Москва, 2015), на Международной научно-практической конференции посвященной 80-летию со дня рождения профессора В.А. Федотова «Инновационные технологии производства зерновых, зернобобовых, технических и кормовых культур» (ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ, Воронеж, 2016) заседаниях ученого совета ФГБНУ «ВНИИСС им. А.Л. Мазлумова» (2013-2016 гг.).
Публикации: по материалам диссертационной работы опубликовано 6 работ, в том числе 2 – в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 185 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 7 глав, заключения, выводов и рекомендаций производству. Список использованной литературы включает 269 наименования, в том числе 19 иностранных авторов. Работа содержит 9 таблиц, 44 рисунков, 24 приложений.
Влияние физиологически активных веществ (ФАВ) на продук тивность озимой пшеницы
Пшеница (Tritikum L.) относится к семейству Мятликовые (Poaceae). Среди других родов, входящих в это семейство, пшеница отличается наибольшим полиморфизмом. Она представлена большим количеством видов, разновидностей, экологических типов и форм. Все многообразие диких и культурных пшениц П.М. Жуковский (1957), Н.А. Майсурян (1960) разделяют на 22 вида, которые объединены в четыре генетические группы: диплоидная (с 14 хромосомами в соматических клетках, 2n = 14) – три вида; тетрап-лоидная (с 28 хромосомами, 2n = 28) – 11 видов; гексаплоидная (с 42 хромосомами, 2n = 42) – семь видов; октаплоидная (с 56 хромосомами, 2n = 56) – один вид. Среди них различают две группы видов полбяные и голозерные [31, 52, 151].
Культивируемая пшеница Tritikum aestivum L. аллогексаплоид (2n=42); образовалась путем комбинирования трех генов А, В и Д [57, 141].
Корневая система пшеницы мочковатая, сильно развитая, около 60-65% корней размещаются в слое почвы до 40 см [149, 239]. Как и у других злаковых хлебов, она состоит из зародышевых (первичных) и узловых (вторичных) корней. Среди зародышевых корней имеется один главный и 1-2 пары придаточных корешков, морфологически связанных со щитком и колеоптилем. Зародышевые корни питают рост главного стебля, проникая обычно глубже узловых и функционируя до конца вегетации [221].
Стебель – полая соломина, состоящая из 5-7 междоузлий. Соломина растет междоузлиями (интеркаллярный рост) в фазе выхода в трубку. Меж-12 доузлия удлиняются поочередно, каждое своей нижней частью в процессе деления клеток соответствующего стеблевого узла. Первым трогается в рост нижнее (самое короткое), последним – верхнее (колосоносное) междоузлие. Каждое последующее междоузлие обычно длиннее предыдущего. Верхнее междоузлие бывает, как правило, самым длинным и тонким. Рост соломины прекращается в конце цветения растения. Высота его колеблется от 50-70 до 200 см в зависимости от вида, сорта и условий произрастания. Растение пшеницы способно образовывать большое количество стеблей из почек, расположенных в узле кущения [58, 221].
Листья пшеницы линейные узкие, состоящие из листового влагалища и листовой пластинки. В основании листовой пластинки имеются маленькие язычок (ligula) и ушки (auriculata). Ушки у пшеницы небольшие, ясно выраженные, часто с ресничками, язычок короткий [58, 221].
По данным Федотова В.А. различают листья: зародышевые (обычно 3-4 шт., образуются в процессе появления всходов), розеточные (от 6-8 до 20-25 шт. – в фазе кущения) и стеблевые (4-6 шт. – в фазе трубкования). Зародышевые листья обеспечивают рост зародышевых корней и кущение; розеточные и нижние стеблевые листья питают корни и формируют продуктивный стеблестой; средние стеблевые способствуют формированию и озерненности соцветия, а верхние (флаговые) листья обеспечивают налив и качество зерна. Поэтому очень важно уберечь их от ожогов, поражения болезнями и вредителями [149].
По данным Губанова Л.В. растения пшеницы образуют прикорневые и стеблевые листья. Стеблевые формируются на надземной части стебля, прикорневые – из подземных узлов. За период вегетации одно не кустящееся растение образует от 7 до 12 листьев, при обильном кущении – может сформировать 100 листьев и более [58, 59].
Верхний лист – флаговый, более активно снабжает ассимилянтами зерновки пшеницы. Отток ассимилянтов составляет 64%, из второго – менее 12%, поэтому потеря или угнетение верхнего листа значительно уменьшает величину урожайности [239].
Соцветие у озимой пшеницы – остистый или безостый колос, состоящий из колосков и членистого колосового стержня. Колосовой стержень коленчатый, на каждом колене размещается по одному колоску. Колосок состоит из двух колосковых чешуи, одного или нескольких (около 5-7) цветков. В каждом цветке по две цветковые чешуи – нижняя (наружная) к которой крепится ость у остистых форм, и верхняя (внутренняя).
Между цветковыми чешуями находятся завязь с двумя перистыми рыльцами и три тычинки. В основании завязи имеются еще две маленькие пленочки (lodicula), которые при набухании раскрывают цветок, способствуя перекрестному ветроопылению [58, 221]. Цветки у пшеницы двуполые, однодомные, неправильные (зигоморфные). Каждый цветок защищен и покрыт двумя цветковыми чешуями – наружной (нижней) и внутренней (верхней). Нижняя колосковая чешуя у остистых сортов несет ость. Между наружной и внутренней цветковыми чешуям находятся главные части цветка – пестик, то есть завязь с перистым двухлопастным рыльцем, легко улавливающим пыльцу, и три тычинки. У основания завязи за тычинками находятся две бесцветные пленочки, или лодикулы (околоцветные чешуйки), которые во время цветения набухают, способствуя раскрытия цветка [53].
Поданным Дорофеева В.Ф. озимая мягкая пшеница может цвести клейстогамно (закрыто), но типичным является хазмогамное (открытое) цветение. Эти данные подтверждаются и исследованиями Ермаковой Н.В., в которых 88-95 %, образующихся цветков на растениях озимой пшеницы разных видов, цвели хазмогамно [65, 71, 73].
Плод – зерно или зерновка, у которой семенные оболочки срослись с плодовыми. Размеры зерновки колеблются от 4 до 8 мм в длину, от 1 до 2,2 мм в ширину и от 1,5 до 3,5 мм в толщину в зависимости от условий выращивания, вида и сорта и. По отношению длины к ширине выделяют группы зерна: длинное и узкое (2,5-3,5 : 1), яйцевидное или овальное (1,7-2,5 : 1), шаровидное (1-1,5 : 1). Наряду с другими этот признак используется при определении сортовой принадлежности [88].
Масса одного зерна пшеницы колеблется от 15 до 88 мг и зависимости от условий произрастания и сортовых особенностей. У большей части сортов озимой пшеницы, возделываемых в нашей стране, при благоприятных условиях выращивания она варьирует от 35-37 до 45-50 мг [99].
Внутри зерновки находятся зародыш и эндосперм (вместилище запасных веществ). На долю эндосперма, по мнению разных авторов, приходиться от 77 до 85 % от массы зерна, на долю зародыша приходиться 2-4 % и на долю оболочек с алейроновым слоем 12-20 % массы зерна [72, 73, 141, 221].
Эндосперм по периферии под семенной оболочкой имеет алейроновый слой клеток, богатых белком (при помоле остается в отрубях), а под ним располагается мучнистая часть (80-85 % массы зерна), выполненная крупными клетками, заполненными крахмальными зернами.
Зародыш – миниатюрное зачаточное растеньице. Его основные элементы: щиток – единственная семядоля (от второй семядоли остался рудимент – эпиб-ласт); главный зародышевый корешок (с корневым чехликом и колеоризой) и главная почка зародыша (апекс), представляющая собой сильно укороченный стебелек с 3-4 настоящими зародышевыми листочками и соответствующими им узлами, междоузлиями и зачатками почек, из которых впоследствии образуются побеги кущения. Зародышевый стебелек завершается конусом нарастания, нередко называемым почечкой. Сверху главную почку зародыша покрывает колеоптиль – конусовидный колпачок (с маленьким отверстием на верхушке), защищающий апекс и являющийся вторым (после щитка) видоизмененным листом зародыша. В пазухе колеоптиля имеется почка, которая в благоприятных условиях может превратиться во второй побег (ветвление зародыша) со своим узлом кущения. Зародыш пшеницы составляет 2-2,5 % массы зерновки. Он располагается внизу зерна и смещен к спинной стороне.
Методика проведения опыта
Апрель характеризовался, как удовлетворительный по погодным условиям. Однако отрицательные температуры ночью останавливали процесс вегетации и в отдельные этапы растения развивались только в дневные часы. Отмечено, что погодные условия для развития колоса растения сформировались достаточно благоприятные. Среднесуточная температура отмечена на уровне 11-13 С тепла, что превышает среднемноголетнюю норму на 4 градуса. На конец мая выявлено , что сумма эффективных температур выше 5 С составляет 473 С, а активных выше 10 С– 671 С. Из этого следует, что погодные условия складываются удовлетворительно для развития озимой пшеницы.
На протяжении июня наблюдалось недостаточное количество осадков, что ухудшило условия развития культуры. Среднее количество осадков 36 мм или 67% от среднемноголетней месячной нормы.
Сумму осадков за июль отмечена на уровне 75 мм или 120% от средне-многолетнего показателя. Высокие температуры воздуха неблагоприятно повлияли на условия роста и развития озимой пшеницы.
На конец июля сумма эффективных температур выше 5 С отмечена на уровне 1289 С, а количество активных температур (выше 10 С) составила 1799 С, что превышает среднемноголетнюю норму на 89 С и 126 С.
Среднесуточная температура воздуха в августе отмечена на уровне 22 градусов Цельсия. Сумма осадков составила 20 мм или 48% от среднемного-летней месячной нормы.
Среднесуточная температура сентября 2015 года отмечена на уровне 11-13 С, что близко к среднемноголетним показателям. Также наблюдался недостаток тепла, что негативно повлияло на прорастание, появление дружных всходов и немного снизилось развитие корневой системы. На конец сентября отмечены хорошие запасы влаги в пахотном слое почвы
Октябрь охарактеризовался незначительным количеством дождей. Сумма осадков составила 32 мм или 58% среднемноголетней месячной нор мы. Среднесуточная температура отмечена на уровне 8-9 С, что превышает среднемноголетние значения на 1-2 .
Погодные условия характеризовались теплой и пасмурной погодой. Из-за чего растения озимой пшеницы находились в состоянии неглубокого покоя, и не было обеспечено условий для закалки.
Среднесуточная температура в декабре отмечена на уровне 5 С мороза, что на 4 С превышает среднемноголетние показатели. Сумма осадков за месяц составило 30 мм или 83% декабрьской нормы.
Начало января 2016 года характеризовалось низкими температурами, которая в отдельные дни достигала 24-25 С. мороза. В конце января отмечена теплая погода. Среднесуточная температура составляла 4 С. мороза, что превышает среднемноголетнее значения на 3-8 С.. Высокая положительная температура воздуха способствовала отмерзании почвы. Однако, перезимовка озимой пшеницы протекала в достаточно удовлетворительных условиях, но периодически отмеченные оттепели способствовали снижению зимостойкости растений.
Среднесуточный температурный режим за февраль отмечен на уровне 0,5 С тепла, что на 8 С выше среднемноголетней нормы. Осадки по большей части выпадали в виде дождей, что способствовало сходу снега к концу месяца. Сумма осадков за месяц отмечена на уровне 41 мм или 137% средне-многолетней февральской нормы.
Теплая погода в феврале и марте способствовала оттаиванию почвы на полную глубину на 15-22 дня раньше обычного. Отмечены частые температурные изменения от 7 С. до 20 С, что негативно повлияло на растения пшеницы.
Апрель характеризовался среднесуточной температурой в 6-7 С., что близко к среднемноголетней. Однако, количество выпавших осадков составило 74 мм, что составляет 168% от среднемноголетней нормы.
В целом отмечено, что условия для роста и развития озимой пшеницы сформировались достаточно удовлетворительные. На конец мая сумма эффективных температур выше 5 С составила в 381 С, а активных (выше 10 С) – 496 С, что на 15 и 23 С превышает сред-немноголетнюю норму. Также стоит отметить, что состояние после перезимовки озимой пшеницы складывается хорошее.
В начале июня отмечено увеличение температуре воздуха. В середине месяца складывался нестабильная температура и значительное выпадение осадков. В конце месяца сложилась жаркая и преимущественно сухая погода. Среднемесячная температура установлена на уровне 19-21 С, что превышает среднемноголетнюю на 2 С.. Сумма осадков установлена на уровне 45 мм или 82 % среднемноголетнего значения.
В середине июля сложилась аномально жаркая и сухая погода. Среднесуточная температура воздуха превышала среднемноголетний на 4-5 С и составила 23 С., что способствовало более ранней полной восковой спелости зерна озимой пшеницы.
По результатам трехлетнего анализа погодных условий 2013-2016 определено, что в 2014/2015 сельскохозяйственном году для роста и развития культуры оказались самыми неустойчивыми. В 2015/2016 годах погода оказала высокий положительный эффект на продуктивность и развитие озимой пшеницы. В полевом сезоне 2013/2014 годах погодные условия также отмечены, как благоприятны, хотя по некоторым факторам немного хуже, чем в сезоне 2015/2016 года
Погода за годы исследований (в контрольных вариантах опытов) повлияла на густоту стояния растений в посевах и продуктивность растений озимой пшеницы. Это делает е одним из условий обусловливающих урожайность и качественные показатели зерна,
Развитие и распространение корневых гнилей и бурой ржавчины
Основным агрономическим показателем, который отображает целесообразность и результативность того или иного приема и способа возделывания сельскохозяйственных культур, является урожайность.
Урожай зерновых культур складывается из многих компонентов, главными из которых являются: продуктивный стеблестой, количество зерен в колосе и масса 1000 зерен.
В своей работе Шаповал О.А. отмечала, что при обработке вегетирую-щих растений озимой пшеницы физиологически активными веществами, проявляется существенное воздействие на продуктивность озимой пшеницы, так как позволяла получить существенную прибавку от 2,2 до 6,0 ц/га [232]. Так же по данным Шашкова О.Г. обработка посевов ячменя бактериальными препаратами в фазу трубкования повысило урожайность на 6,5 ц/га. Все это согласуется с результатами наших исследований [234].
В приложениях Е, Ж и И отражены элементы продуктивности озимой пшеницы: число продуктивных стеблей, масса 1000 зерен и число зерен в ко лосе за 2014-2016 годы исследования. Их дисперсионный анализ представлен в приложениях С, Т и У.
При обработке растений озимой пшеницы наблюдали изменение некоторых элементов структуры урожайности, на которые повлияло изменение анатомических показателей листа и стебля, а также снижение развития и распространения заболеваний корневой системы и листового аппарата.
В результате опрыскивания посевов озимой пшеницы положительно изменилось число продуктивных стеблей, что связано с более высокой устойчивостью растений к неблагоприятным факторам и снижением развития и распространения болезней и как следствие сохраняется больше колосьев к моменту уборки, данные об изменениях представлены на рисунке 18.
В результате обработки озимой пшеницы препаратом Р-456 в дозе 50 мл/га число продуктивных стеблей составило 494 шт/м2, что на 35% выше чем в контроле (368шт/м2). На остальных вариантах опрыскивания растений этот показатель был ниже, но также превышал контроль от 13% до 24%. В результате применения ФАВ на посевах озимой пшеницы изменилось также число зерен в колосе. Это объясняется изменением элементов анатомической структуры стебля и листа и как следствие увеличение транспорта питательных веществ в верхнюю часть растения.
Применение на посевах озимой пшеницы фиторегулятора стресспротектора Р-456 в дозе 500 мл/га способствовало увеличению числа зерен в колосе до 31,8 шт., что на 13% превышает контроль (28,5 шт.). На остальных вариантах обработки растений ФАВ также было выявлено достоверное увеличение, но более низкое, за исключением вариантов с опрыскивание препаратами Этихол в дозе 5 мл/га и Р-456 в дозе 50 мл/га, где достоверных различий с контролем не выявлено. Масса 1000 зрен показывает количество вещества, содержащегося в зерне, его крупность. Закономерно, что более крупное зерно имеет и более высокую массу 1000 зрен. В крупном зерне количество оболочек и масса за-91 родыша по отношению к эндосперму является наименьшей. Масса 1000 з-рен является также хорошим показателем качества семенного материала. Крупные семена дают более мощные и более продуктивные растения (Шпаар Д. 2008).
Под влиянием ФАВ также подверглись изменению масса 1000 зерен, данные о которых представлены на рисунке 20.
Так, у растений обработанные Этихолом в дозе 500 мл/га отмечена высокая массы 1000 зерен, которая составила 35,2 г., что на 5% выше контроля 33,4 г. Также высокие значения наблюдали при обработке препаратом Р-456 в дозах 50 и 500 мл/га. На остальных вариантах увеличение было менее значительным.
На величину урожайности зерна в большей степени повлияли элементы ее структуры, которые в свою очередь сформировались под влиянием анатомических показателей и уменьшения интенсивности развития и распространения заболеваний.
В результате применения фиторегуляторов-стресспротекторов Р-456 в дозах 50 мл/га и 500 мл/га выявлена самая высокая урожайность, которая составила 39,3 ц/га и 39,2 ц/га соответственно, что на 30%. превышает контроль (30,3 ц/га). Немного ниже увеличение урожая отмечена при обработке препаратом Этихол в дозе 500 мл/га, где прибавка составила 28% по отношению к контролю. При опрыскивании остальными препаратами также была достоверная прибавка, которая варьировалась в пределах 7-17%.
Полученные данные по положительное влиянию ФАВ на урожайность подтверждаются в работе Лопатина А. Н., где их применение на посевах яровой пшеницы способствовало увеличению сбора зерна на 15%, на что по словам автора, повлияло более высокая устойчивость растений к факторам внешней среды.
Также в исследовании Свиридова С.С. выявлено значительное увеличение урожайности сахарной свеклы при опрыскивании растений препарата ми Этихол и Р-456 за счет снижения поражения корнеедом, увеличения площади листового аппарата и повышения содержания суммы фотосинтетических пигментов в листьях растений. [190]
Стоит отметить, что в нашем опыте опрыскивание растений ФАВ способствовало увеличению элементов структуры урожайности и как следствие величины самой урожайности. Так, обработка озимой пшеницы препаратом Р-456 в дозе 50 мл/га способствовала увеличению урожайности на 30% по отношению к контролю, на что повлияло увеличение числа продуктивных побегов на 35% и массы 1000 зерен на 4%.
Данные по урожайности в ходе трехлетнего исследования подверглись двухфакторному дисперсионному анализу, на основании чего были рассчитаны доля влияния препарата и погодных условий в год исследования на величину урожайности, которые отражены на рисунке
Влияние обработки вегетирующих растений на развитие и распространение корневых гнилей и бурой ржавчины
Корреляционная зависимость - это изменения, которые вносят значения одного признака в вероятность появления разных значений другого признака. Корреляционный анализ способствует решению двух основных задач:
1. Первая определяется формой связи, т.е. в установлении математической формы, в которой определено конкретное взаимодействие. Что имеет важное значение, т. к. от верного определения формы связи зависит результат исследования.
2. Вторая заключается в определении тесноты, то есть установления степени влияния между признаками и, в конечном счете, влияние на финальный результат. Что решается математической обработкой, для определения коэффициента корреляции.
Далее проводится оценка и анализ полученных данных с помощью определенных показателей (коэффициент детерминации, линейной и множественной корреляции и т.д.).
Что бы сравнить механизм действия анализируемых препаратов в исследовании были определены коэффициенты корреляции. В зависимости от которого различают следующие корреляционные связи: - сильная, или тесная при коэффициенте корреляции r 0,70; - средняя (при 0,50 r 0,69); - умеренная (при 0,30 r 0,49); - слабая (при 0,20 r 0,29); - очень слабая (при r 0,19). Если наблюдается отрицательный коэффициент корреляции, то данный признак отрицательно влияет на значение другого.
Для сравнения механизма действия фиторегуляторов стресспротекторов и бактериальных суспензий на основе аборигенных штаммов Bacillus subtilis был произведен парный корреляционный анализ. Величина урожайности была сопоставлена со всеми анализируемыми показателями в опыте, отдельно по ФАВ и бактериальным суспензиям (Таблица 7). Таблица 7 – Корреляционный анализ признаков влияющих на урожайность.
Урожайность при применении фиторегуляторов-стресспротекторов находится в тесной взаимосвязи с числом продуктивных стеблей (коэффициент корреляции – 0,84), массой 1000 зерен (коэффициент корреляции – 0,77) и числом проводящих пучков (коэффициент корреляции – 0,72). Средняя взаимосвязь выявлена у толщины стенки стебля и толщины листа, где коэффициент корреляции составил 0,65 и 0,64 соответственно. Стоит также отметить отрицательную взаимосвязь у высоты растений (-0,74). Это доказывает ретардантное и ауксиновое действие данных веществ, которые способны за счет уменьшения высоты растений положительно повлиять на другие анатомические показатели, что в конечном итоге способствовало увеличению урожайности культуры.
Продуктивность при использовании аборигенных штаммов Bacillus subtilis находится в сильной взаимосвязи с числом продуктивных стеблей (коэффициент корреляции – 0,73), практически со всеми анатомическими признаками (за исключением числа проводящих пучков) (коэффициент корреляции от 0,72 до 0,89) и биологической эффективностью на бурой ржавчине (коэффициент корреляции – 0,73). Это подтверждает механизм действия бактерий Bacillus subtilis, которые в ходе метаболизма выделяют вещества близкие по природе к стимуляторам роста (а именно, цитокинины), которые способствуют в малых концентрациях повлиять на рост и развитие растения, а также являются антагонистом к широкому спектру фитопатогенов. данное свойство способствовало увеличению урожайности озимой пшеницы.
Установлено, что применение аборигенных штаммов Bacillus subtilis способствует более значительному увеличению продуктивности озимой пшеницы по сравнению с фиторегуляторами-стресспротекторами. Что объясняется более широким спектром действия бактериальных суспензий Bacillus subtilis на анатомо-морфологические показатели, а также развитие и распространение заболеваний корневой системы и листового аппарата.
В 2014-2016 годах в условиях Воронежской области Аннинского района, села Старая Тойда, крестьянском фермерском хозяйстве, был заложен производственный опыт по изучению влияния обработки вегетирующих растений озимой пшеницы фиторегуляторами-стресспротекторами Этихол и Р-456 и бактериальными суспензиями на основе аборигенных штаммов Bacillus subtilis 17 (8) Bacillus subtilis 20. Результаты опыта подтверждаются в протоколе испытаний (приложение Щ) главой КФХ Сапожковым В.В. и главным агрономом Аннинского района Болотовым В.В. Посевные площади хозяйства занимают 980 га пашни. С учетом специфики хозяйства севооборот сложился следующий: 1) Пар/соя, 2) Озимая пшеница, 3) Кукуруза на зерно 4) Подсолнечник 5) Ячмень. Наиболее распространенными почвами хозяйства является чернозм выщелоченный среднемощный среднесуглинистый среднегумусный. Содержание N0, - 24,4 мг/кг почвы, Р2О5 - 119 мг/кг почвы, К О - 121 мг/кг почвы, рН = 6,3 - 6,5, гумуса - 5,4%.
Встречаются также почвенные разности серых лесных почв. Все почвы хозяйства имеют одинаковый гранулометрический состав – тяжелосуглинистый.
Почвы хозяйства расположены на склонах до 50 , что позволяет выращивать большинство сельскохозяйственных культур. На склоновых землях введены почвозащитные севообороты и проводятся противоэрозионные мероприятия.
Погодные условия 2014/2016 годов в хозяйстве сложились достаточно благоприятные для роста и развития растений озимой пшеницы. В таблице 7 отражены данные о сумме осадков и среднесуточной температуре. Таблица 8 – Погодные условия 2014-2016 годов.