Содержание к диссертации
Введение
I Кремний в растениеводческой отрасли сельского хозяйства (обзор литературы)
1.1 Содержание и формы кремния в почве 10
1.2 Роль кремния в жизни растений
1.3 Кремниевые удобрения. Их влияние на плодородие почвы, урожайность и качество продукции 21
1.4 Применение соединений кремния в защите сельскохозяйственных культур от неблагоприятных факторов среды 25
1.5 Кремнийорганические регуляторы роста растений - силатраны 30
II Экспериментальная часть 36
2.1 Методика проведения исследований 36
2.1.1 Схемы опытов и объекты исследований 36
2.1.2 Методы проведения анализов и измерений 45
2.1.3 Почвенные и метеорологические условия проведения исследований 47
2.2 Результаты исследований 51
2.2.1 Влияние способов внесения аэросила и Мивала-Агро на урожайность и качество зерновых культур 51
2.2.2 Использование соединений кремния в рассадной технологии выращивания кукурузы 65
2.2.3 Эффективность применения Мивала-Агро и регуляторов роста гормональной природы для обработки семян кукурузы 74
2.2.4 Действие регуляторов роста и ТМТД на показатели прорастания семян зерновых культур и их пораженность болезнями 78
2.2.5 Морфофизиологические показатели продукционного процесса и фотосинтетическая деятельность посевов ячменя
2.2.6 Влияние предпосевной обработки семян на урожайность и качество зерновых культур 98
2.2.7 Хозяйственная и экономическая эффективность применения Мивала-Агро на яровой пшенице 103
Выводы 106
Предложения производству 108
Список использованной литературы
- Кремниевые удобрения. Их влияние на плодородие почвы, урожайность и качество продукции
- Методы проведения анализов и измерений
- Использование соединений кремния в рассадной технологии выращивания кукурузы
- Хозяйственная и экономическая эффективность применения Мивала-Агро на яровой пшенице
Введение к работе
Актуальность проблемы. Залогом получения стабильных высоких урожаев полевых культур является применение минеральных удобрений и средств защиты растений. Использование средств химизации связано с рядом проблем, которые носят как экологический, так и экономический характер. Повышение их эффективности позволит снизить нормы расхода, и следовательно, уменьшить загрязнение окружающей среды, материальные затраты и увеличить их окупаемость.
Одним из путей повышения продуктивности сельскохозяйственных культур является применение кремнийсодержащих материалов. Известно, что соединения кремния повышают устойчивость растений к биологическим стрессам. Перспективным является поиск таких материалов и способов их использования с целью увеличения сопротивляемости растений к болезням, благодаря чему становится возможным снижение пестицидной нагрузки на агроценозы.
Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы было изучение эффективности различных способов применения кремнийсодержащих материалов неорганической (аэросил, капсулированный силикатом натрия двойной суперфосфат) и органической природы (регулятор роста Мивал-Агро) при возделывании зерновых культур в условиях Смоленской области.
В задачи исследований входило:
определить отзывчивость зерновых культур (кукурузы, ячменя и яровой пшеницы) на соединения кремния и способы их использования;
установить влияние кремния ей структуру и химический состав урожая, вынос и усвоение питательных элементов из удобрений;
обосновать возможность применения кремннйсодержащего регулятора роста Мивала-Агро для увеличения устойчивости зерновых культур к фитопатогенам и снижения пестицидной нагрузки на агроценозы;
дать агрономическую и экономическую оценку технологии выращивания зерновых культур с использованием Мивала-Агро.
Научная новизна. Дана сравнительная характеристика разных способов применения кремнийсодержащих соединений. Показана возможность их использования в рассадной технологии выращивания сахарной кукурузы для получения зерна молочно-восковой спелости в условиях Смоленской области. Изучена эффективность использования капсулированного силикатом натрия двойного суперфосфата при выращивании кукурузы. Показано преимущество кремннйсодержащего регулятора роста Мивал-Агро перед ауксиноподобными и брассиностсроидными препаратами при обработке семян зерновых культур. Установлена возможность снижения пестицидной нагрузки на агроценозы при
использовании Мивала-Агро. Получены новые данные по биологической, хозяйственной и экономической эффективности применения регуляторов роста растений на зерновых культурах.
Практическая значимость. Применение неорганических и органических соединений кремния является одним из путей оптимизации продукционного процесса при возделывании зерновых культур, что особенно важно при ведении хозяйства в зоне рискованного земледелия, к которой относится Смоленская область. Внесение кремния позволяет повысить эффективность минеральных удобрений. Благодаря адаптогенному действию кремнийорганических соединений - силатранов, в том числе к биотическим факторам среды, при их использовании возможно снижение норм расхода фунгицидов. Вместе с выбором наиболее целесообразного способа внесения кремнийсодержащих материалов все вышеперечисленное будет способствовать увеличению рентабельности производства и его экологизации.
Положения, выносимые на защиту.
Сравнительная эффективность разных способов применения кремнийсодержащих материалов: разбросное и локальное внесение в почву, обработка семян, опрыскивание растений.
Мобилизующее действие кремния на усвоение питательных элементов растениями.
Использование капсулированного силикатом натрия суперфосфата в рассадной технологии выращивания сахарной кукурузы на зерно в условиях Смоленской области.
Повышение устойчивости зерновых культур к болезням и снижение пестицидной нагрузки на агроценоз за счет предпосевной обработки семян кремнийсодержащим регулятором роста Мивалом-Агро.
Реализация результатов исследований. По результатам исследований опубликовано 11 научных статей, в том числе 2 в рекомендованных ВАК изданиях. В ОАО Племенной завод «Дугино» Сычевского района Смоленской области внедрена в производство предпосевная обработка семян яровой пшеницы кремнийсодержащим регулятором роста Мивалом-Агро на площади 78 га. Регулярно осуществляется консультативная помощь производству по вопросам питания и защиты растений. Результаты исследований нашли отражение в рабочих программах и методических разработках к учебным курсам дисциплин «Химические средства защиты растений», «Земледелие» и используются в учебном процессе.
Апробация работы. Результаты докладывались на международных научно-практических конференциях Смоленской ГСХА в 2006, 2007, 2009, 2010 г., Нижегородской ГСХА в 2008 г., Белорусской ГСХА в 2009 г.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов и предложений производству, изложена на 159 страницах машинописного текста, содержит 32 таблицы, 14 рисунков и 32 приложения. Список использованной литературы включает 225 наименований, в том числе 25 иностранных.
Исследовательская работа проводилась в соответствии с программой фундаментальных и прикладных исследований по научному обеспечению развития АПК Российской Федерации на 2006-2010 гг.: 02.03.02 «Разработать приемы управления продукционным процессом сельскохозяйственных культур агрохимическими средствами в системе почва - растение с целью повышения окупаемости удобрений и увеличения продуктивности сельскохозяйственных культур».
Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю
доктору сельскохозяйственных наук, профессору Н.Е. Самсоновой за
всестороннюю помощь и поддержку в процессе проведения исследований и
обобщения результатов; научному консультанту доктору
сельскохозяйственных наук, профессору кафедры физиологии, биотехнологии растений и кормопроизводства ОрелГАУ Н.Е. Новиковой за помощь в постановке и решении вопросов, касающихся физиологии растений; доктору сельскохозяйственных наук, профессору кафедры агрохимии БГСХА И.Р. Вильдфлушу за любезно предоставленные для исследований регуляторы роста растений; доктору сельскохозяйственных наук, профессору кафедры агрономии и экологии Смоленской ГСХА В.А. Шаманаеву, кандидатам сельскохозяйственных наук Б.В.Литвинову и В.В.Рассохиной, кандидату биологических наук В.А. Кузьминской, кандидатам химических наук Н.П.Морозовой и Л.Ф.Остапенко за консультации по отдельным вопросам, обсуждаемым в данной работе; а также лаборантам и студентам, участвовавшим в закладке опытов и проведении измерений.
Кремниевые удобрения. Их влияние на плодородие почвы, урожайность и качество продукции
Широкие исследования роли кремния в жизни растений ведутся в Китае, Германии, США, Италии, России и, особенно, в Японии, где основной продовольственной культурой является рис, отличающийся исключительно высокой потребностью в этом элементе. С 1955 г. в Японии кремниевые удобрения официально внесены в реестр минеральных удобрений (Nonaka, Takahashi, 1986). О возросшем, особенно в последнее десятилетие, интересе к вопросу о роли кремния в питании растений свидетельствует проведение международных конференций в США, Японии, России и заметно возросший объем публикаций (Самсонова, 2005).
Содержание кремния в растениях сопоставимо с содержанием основных макроэлементов. В сухой массе растений содержится 1-2% Si, в их золе - от 20 до 91% (Воронков и др., 1978). Наибольшее количество кремния накапливают растения степных, полупустынных, пустынных и горных регионов с наименее благоприятными условиями существования (Воронков, Кузнецов, 1984), что характеризует кремний как элемент-адаптер для растений и, возможно, для земледелия в целом (Ермолаев, 1992).
Содержание и потребность растений в кремнии определяется биологическими особенностями. Растения, интенсивно ассимилирующие его из почвы, называют кремниефилами. Содержание Si в их листьях в среднем составляет около 2%, тогда как у растений, не накапливающих его - 0,25% (Takahashi, Ma, 1991). Из культурных растений к кремниефилам относят прежде всего злаки (рис, пшеницу, ячмень, овес, просо, кукурузу). Двуокись кремния составляет более половины минеральных веществ, которые зерновые усваивают из почвы (Воронков и др., 1978).
С ростом и развитием растений концентрация кремния в них постепенно возрастает, достигая наибольшего значения в конце вегетации. При внесении кремниевых удобрений под сельскохозяйственные культуры содержание этого элемента в них повышается, причем больше оно выражено в корнях и меньше - в ростках и листьях, что указывает на наличие в растениях механизма по распределению кремния (Schnug, Franck, 1984). Оно зависит от видовых особенностей, фазы развития и возраста растения, а также времени года (Ермолаев, 1993). В целом распределение кремния в растении можно выразить следующим рядом: лист стебель корень (Воронков, Кузнецов, 1984), т.е. накопление кремния в листьях является характерной чертой всех растений. Особенно много Si в листьях риса - 8-21% (Воронков и др., 1978).
Основным источником кремния для растений является почва. Они поглощают кремний из почвенного раствора, глин и трудно растворимых силикатов. Источником этого элемента в некоторой степени может быть кварц (Аллер, 1963). Однако для питания растений наиболее доступен кремний, находящийся в почвенном растворе. Поэтому, а также из-за невысокой растворимости аморфного кремния в почвенном растворе, даже на песках биогенного кремния может быть всего 0,01-3,0% (Базилевич и др., 1954). Непосредственно в растения он поступает в виде анионов низкомолекулярных кремниевых кислот (Матыченков, 2008), содержание которых в почве крайне низко и сопоставимо с наличием подвижных форм фосфора и обменного калия (Аммосова и др., 1990; Матыченков, Шнайдер, 1996).
Раньше считалось, что накопление кремния растениями является пассивным механическим процессом. Присутствие в них этого элемента объяснялось отложением захваченных током воды кремневой кислоты или коллоидного кремнезема в периферийных тканях и на стенках проводящих сосудов. Поэтому процесс поглощения кремния издавна связывали с транспирацией (Воронков, 1975). Экспериментально установлено, что ассимиляция кремния пропорциональна транспирации (Воронков, Кузнецов, 1984; Шеуджен и др., 2003). Считается, что кремний накапливается в местах испарения, поэтому его содержание в листьях, как правило, выше, чем в стеблях или корнях.
Сейчас доказано, что ассимиляция кремния является не простой диффузией раствора кремнекислоты, а метаболическим процессом. Растения способны активно поглощать монокремниевую кислоту через корневую систему и листовые пластины, а также обладают механизмом быстрого перераспределения кремния в зоны, подверженные стрессу. Причем транспорт кремния внутри растений осуществляется преимущественно в форме поликремниевых кислот (Матыченков, 2008). Имеются данные об участии ферментов в процессах ассимиляции кремния растениями. В споровых растениях обнаружены специальные ферменты силиказы, которые стимулируют метаболизм значительных количеств кремния (Воронков и др., 1978). В экстракте из листьев проса найден фермент, превращающий растворимый кремнезем в органические соединения.
Присутствие кремния в виде следов обнаружено практически во всех клетках растений. Однако существуют клетки и ткани, в которых соединения кремния концентрируются в значительных количествах. Его накопление может происходить как в клеточной стенке, так и внутри клетки - в виде конкреций кремнезема, причем обычно окремнение начинается с клеточной мембраны. Отсюда оно может распространяться внутрь клетки или наружу (Kaufman et al., 1969). Впервые внутриклеточные кремниевые образования описал К. Эренберг в 1931г. Эти образования он назвал фитолитами (камнями растений). Образование фитолитов было подтверждено многими исследованиями (Клечковский, Владимиров, 1934; Ковда, 1956; Потатуева, 1968; Матыченков и др., 2002). Позднее было установлено, что кремний может находиться в растительных тканях в виде кремниевых эфиров углеводов, протеинов, а также кремнезема, кремниевых кислот и силикатов (Воронков, Кузнецов, 1984; Колесников, 2001). Сегодня с большой достоверностью можно говорить о многофункциональности кремния. Он воздействует на растения непосредственно и косвенно - через изменение плодородия почвы (Ма, Takahashi, 1991).
Оптимизация кремниевого питания растений приводит к увеличению массы корней, их объема, общей адсорбирующей и активно-поглощающей поверхности (Кудинова, 1974; Алешин, 1982). Кремний улучшает корневое дыхание, в результате чего создаются благоприятные условия для поглощения растениями элементов минерального питания из почвы (Yamaguchi et al., 1995). Под его воздействием у растений увеличивается количество вторичных и третичных корешков (Matichenkov et al., 1999). Кремний является одним из основных компонентов коронарных клеток корневого чехлика (Jones et al., 1963). Поэтому оптимизация кремниевого питания способствует реализации функций корневого чехлика, таких как: предохранение апикальной меристемы от повреждения при соприкосновении с почвой; облегчение продвижения кончика корня в почве; восприятие геотропического стимула, обеспечивающего правильную ориентацию корней в пространстве.
Кремний стимулирует рост, ускоряет развитие растений (Матыченков, 1990). При этом увеличиваются высота и количество продуктивных стеблей. WJ. Horst и Н. Marschner (1978) стимулирующее действие кремния связывают с наблюдающимся в большинстве случаев увеличением потребления растениями фосфора и молибдена, а также его влиянием на перенос марганца в растительных тканях. F.Adams (1980) положительное действие кремния на рост надземных органов объясняет усилением фосфорилирования Сахаров, что увеличивает накопление энергии для метаболических процессов.
Методы проведения анализов и измерений
Вынос питательных элементов биомассой растений определялся главным образом величиной урожая и в меньшей степени зависел от их концентрации в тканях растений. Отмечено, что использование кремнийсодержащих соединений способствовало большему усвоению питательных элементов, особенно это проявилось в вариантах с дозой аэросила 25 г/сосуд и при обработке семян Мивалом-Агро (табл. 11). В этих вариантах вынос урожаем азота возрос на 15-52%, фосфора - на 27-40%, калия - на 25-27%. Такое влияние аэросила может быть объяснено его мобилизующим действием как на запасы питательных элементов в почве, так и на усвоение их из удобрений. Мивал-Агро как физиологически активное соединение активизирует метаболический потенциал растений, что может служить причиной полученного эффекта.
Иначе выглядела картина с выносом урожаем кремния (табл. 12). Отмечено, что удобрения оказали влияние на этот показатель через изменение содержания данного элемента в продукции. Так, при использовании фонового удобрения, несмотря на увеличение урожайности, произошло снижение величины его выноса. Применение аэросила (особенно в дозе 25 г/сосуд), как и следовало ожидать, повысило вынос кремния растениями.
Соединения кремния способны повышать использование растениями питательных веществ из удобрений. Еще . в 1952 г. исследованиями М.В. Акентьевой было установлено, что фосфорные удобрения действуют более эффективно при их совместном применении с соединениями кремния. Позднее это положение было подтверждено другими авторами (Воронков и др., 1978; Елешев и др., 1990; Иванов, 1992).
Коэффициенты использования питательных веществ из удобрений в вегетационно-полевом опыте были рассчитаны разностным методом (табл. 11). Таблица 11 - Вынос NPK урожаем и коэффициенты использования из удобрений
Внесение аэросила повысило усвоение NPK из удобрений, причем при его внесении в дозе 25 г/сосуд использование азота и калия увеличилось в 2 раза, фосфора - в 3 раза. Замачивание семян в растворе Мивала-Агро также повысило КИУ, особенно калия. Опрыскивание растений Мивалом-Агро снизило усвоение азота и фосфора по сравнению с фоном, что связано с низкой урожайностью культур в этом варианте.
Содержание в почве опытного участка подвижного (вытяжка 0,01н КС1) и аморфного кремния (вытяжка 0,1н НС1) было определено через 2 года после внесения аэросила (табл. 12). Наибольшим оно оказалось в вариантах с использованием аэросила, причем содержание аморфного кремния увеличилось лишь при внесении аэросила в дозе 25 г/сосуд. Подвижного кремния в вариантах с использованием аэросила через два года было практически столько же, сколько в исходной почве, а в других вариантах -меньше.
Важнейшим показателем окультуренности и плодородия почв, от которого зависит направленность продукционного процесса агроценозов, надежность и устойчивость земледелия, является степень обеспеченности их .фосфором. Считается, что кремний благоприятно действует на фосфатное состояние почв. Вместе с тем отмечено, что наибольшая эффективность кремнийсодержащих материалов проявляется на почвах с низкой степенью подвижности и достаточным содержанием подвижных фосфатов (Самсонова, 2005). Перспективным направлением улучшения питания растений фосфором является также совместное внесение фосфорных и кремниевых удобрений (Дерюгин и др., 1988; Иванов, 1991).
Осенью 2006 г. (в год внесения аэросила) после уборки кукурузы в почве вегетационно-полевого опыта нами было определено содержание подвижного фосфора по Кирсанову и степень подвижности фосфатов по Скофилду (табл. 13).
Отмечено, что в варианте без применения удобрений произошло заметное обеднение почвы подвижными формами фосфора из-за его выноса урожаем. При этом наблюдалось некоторое снижение и степени подвижности фосфатов. Внесение фосфорных удобрений в дозе, соответствовавшей 120 кг/га, привело к повышению содержания подвижного фосфора в почве на 15-18 мг/кг. Однако оно не повлияло на степень подвижности фосфатов, а применение аэросила увеличило данный показатель на 17-30% в зависимости от дозы, что свидетельствует об улучшении условий питания растений фосфором. Использование Мивала 65
Агро, как и ожидалось, практически не повлияло на указанные показатели фосфатного состояния почвы.
Таким образом, внесение под зерновые культуры аэросила благоприятно отразилось на плодородии почвы и величине урожая, а также его качестве. Наилучшие показатели были получены при разбросном способе внесения аэросила в дозе 25 г/сосуд. Мивал-Агро целесообразно применять путем обработки семян. Опрыскивание этим препаратом вегетирующих растений на зерновых культурах с соблюдением всех регламентов себя не оправдало.
Молодые растения отличаются слабой сопротивляемостью к неблагоприятным условиям: факторы среды влияют на рассаду сильнее, чем на взрослые растения. В рассадный период повышена требовательность к условиям питания. Поэтому для обеспечения рассады питательными элементами при подготовке торфосмесей в них вносят минеральные удобрения.
Изменением режима питания рассады можно существенно влиять на рост и развитие растений, добиваясь получения ранних и высоких урожаев. Известно, что усиление к концу рассадного периода фосфорно-калийного питания при ограниченном азотном придает растениям устойчивость к неблагоприятным условиям (Эдельштейн, Тараканов, 1962; Брызгалов и др., 1983). Внесение микроэлементов (йод, кобальт, медь, бор, молибден) повышает холодостойкость и сопротивляемость рассады болезням (Модестова, 1978). Однако вопросы питания рассады еще недостаточно изучены. Оптимизация минерального питания растений на первых этапах развития особенно важна для чувствительных к повышенной концентрации солей культур, одной из которых является кукуруза. Повысить ее солеустойчивость и таким образом избежать возможного негативного действия избыточных количеств удобрений можно, благодаря применению кремнийсодержащих материалов (Liang, 1999; Матыченков и др., 2005).
Основными показателями качества рассады являются высота и диаметр стебля, а также количество листьев на растении ко времени высадки в открытый грунт. Фосфорные и кремниевые удобрения оказали позитивное влияние на качество рассады кукурузы (табл. 14). Внесение аэросила привело к увеличению высоты растений, как при отдельном, так и при совместном использовании с двойным суперфосфатом. Кроме того, аэросил и суперфосфат за счет ускорения роста повысили облиственность рассады с 4,1 до 4,6-5,0 листьев на растение.
Использование соединений кремния в рассадной технологии выращивания кукурузы
Все препараты уменьшали поверхностное натяжение воды, т.е. они обладают свойствами поверхностно-активных веществ, что приводит к улучшению смачиваемости обрабатываемого объекта.
Таким образом, проведенная серия лабораторных опытов наглядно демонстрирует, что при выборе препаратов для предпосевной обработки семян необходимо исходить из биологических особенностей культуры, а также качества посевного материала. На кукурузе при низкой зараженности семян наиболее эффективным оказался Гомобрассинолид. На озимой ржи при высокой зараженности корневыми гнилями и другими патогенами необходимость предпосевного протравливания семян ТМТД была очевидна. Сочетание Мивала-Агро и протравителя в этих условиях дало наилучший результат, причем доза ТМТД была уменьшена вдвое, что позволяет снизить пестицидную нагрузку на агроценоз. При обработке с увлажнением семян пленчатых культур (например, ячменя) первостепенную роль, определяющую эффективность препарата, приобретает его способность проникать внутрь семени.
Предпосевная обработка семян повлияла на развитие болезней ячменя и яровой пшеницы в период вегетации, а также на зараженность полученного зерна. В 2008 г. в полевом опыте с ячменем было отмечено развитие линейной (стеблевой) ржавчины и оливковой плесени; в 2009 г. на яровой пшенице - бурой ржавчины и септориоза.
Ржавчину зерновых культур вызывают грибы класса Базидиомицеты {Basidiomycetes), порядка Ржавчинные (Uredinales). Основной тип поражения - образование пустул на зараженных тканях. Ржавчинные грибы -облигатные паразиты, характеризующиеся узкой специализацией. Они наносят существенный вред зерновым культурам: при сильном развитии болезни недобор урожая достигает 60-70%. Оливковая плесень (кладоспориоз) поражает растения хлебных злаков в период дозревания, особенно во влажные годы. Возбудитель -Cladosporium herbariim (класс Deuteromycetes, порядок Hyphomycetales). Болезнь проявляется на стеблях, колосьях и зернах, а также на стареющих листьях в виде оливково-черного бархатистого налета спороношения гриба. При сильном развитии оливковой плесени недобор урожая достигает 10%.
Септориоз проявляется на листьях, стеблях и колосьях. На листьях и стеблях образуются светлые, желтые и светло-бурые пятна с темным ободком и черными мелкими пикнидами. Возбудители болезни - грибы из рода Septoria (класс Deuteromycetes, порядок Sphaeropsidales). При септориозе уменьшается ассимиляционная поверхность листьев, отмечаются недоразвитость колоса и преждевременное дозревание хлебов. Недобор зерна иногда достигает 30% (Пересыпкин, 1989).
При проведении полевого опыта болезни в период вегетации учитывали при наступлении фазы колошения культур. Следует отметить, что погодные условия 2008-2009 гг. способствовали довольно сильному развитию грибковых заболеваний на зерновых культурах. Предпосевная обработка семян пшеницы, как и следовало ожидать, в большей степени, чем у ячменя, стимулировала развитие у растений устойчивости к фитопатогенам (табл. 24). Хуже других регуляторов роста по влиянию на болезни периода вегетации был Гомобрассинолид. Наибольший эффект от предпосевной обработки семян ячменя по улучшению фитосанитарного состояния посевов был получен при совместном использовании Мивала-Агро и ТМТД с заниженной нормой расхода. В опыте с яровой пшеницей лучший результат по данному показателю дало применение ТМТД с полной нормой расхода.
После уборки урожая полученное зерно ячменя было исследовано на наличие возбудителей болезней. Для этого использовали рулонную технологию (ГОСТ 12038-84). Анализ показал, что наилучшие результаты по зараженности зерна были получены при совместном использовании ТМТД (Уг нормы) и Мивала-Агро (табл. 25).
Следует отметить, что зерно фонового варианта было сильно заражено гельминтоспориозной и бактериальной гнилью, а также различными сапрофитными видами возбудителей плесневения семян. Применение ТМТД и Эпина-Экстра вызвало увеличение пораженности полученного зерна бактериозом и уменьшение распространения других патогенов. Причем с увеличением нормы расхода протравителя зараженность зерна бактериальной гнилью увеличилась. Такое действие фунгицида отчасти может быть обусловлено его негативным влиянием на собственный иммунитет растений. Это проявляется в том, что пестицид, имея последействие в отношении грибковых заболеваний, для борьбы с которым он собственно и предназначен, во время налива и созревания зерна уже не может сдерживать развитие бактериальных болезней. Однако данное предположение требует дальнейшего изучения.
Действие регуляторов роста тоже не было однозначным. Так, Мивал-Агро лучше других препаратов предотвращал распространение бактериоза на зерне ячменя. Однако он заметно уступал брассиностероидам по влиянию на прочие болезни семян.
Таким образом, по эффективности влияния на устойчивость растений к фитопатогенам изучаемые регуляторы роста можно расположить в следующий ряд: Мивал-Агро Гомобрассинолид Эпин-Экстра. Причем Гомобрассинолид лучше подавлял болезни в период прорастания и всходов, а Эпин-Экстра - во время формирования и налива зерна. Комбинирование Мивала-Агро с протравителем в большинстве случаев имело успех, что, безусловно, должно отразиться на биологической продуктивности растений и величине урожая. 2.2.5 Морфофизиологические показатели продукционного процесса и фотосинтетическая деятельность посевов ячменя
Фотосинтетическая деятельность растений является важным элементом их жизнедеятельности, т.к. она обусловливает продуктивность. Согласно комплексной теории фотосинтетической продуктивности растений посевы культур рассматриваются как целостные оптико-биологические системы. Урожайность их зависит от количества поглощаемой энергии солнечного света и от коэффициента использования энергии на фотосинтез (Ничипорович, 1963).
Для получения высоких урожаев необходимо создание в посевах оптимального по размерам фотосинтетического аппарата. Площадь листьев -это весьма мобильный показатель фотосинтетической деятельности растений, который в значительной степени изменяется под воздействием условий влагообеспеченности, минерального питания и агротехнических приемов возделывания (Синягин, 1975). Поэтому любой агроприем, применяемый с целью повышения урожайности, будет эффективен лишь в том случае, если он обеспечивает быстрое развитие и достижение оптимальной площади листьев, повышает продуктивность фотосинтеза и сохраняет листья в активном состоянии возможно более длительный период времени.
Данные полевого опыта свидетельствуют о том, что предпосевная обработка семян ячменя брассиностероидными препаратами практически не повлияла на динамику линейного роста и высоту растений к уборке (рис. 11). Некоторое преимущество имели растения, полученные из семян, обработанных Мивалом-Агро и ТМТД при полной норме расхода. Стимулирующее действие протравителя на высоту ячменя согласуется с данными лабораторного опыта (табл.21). Мивал-Агро при проращивании семян в рулонах, напротив, уступал брассиностероидам по данному
Хозяйственная и экономическая эффективность применения Мивала-Агро на яровой пшенице
Все препараты уменьшали поверхностное натяжение воды, т.е. они обладают свойствами поверхностно-активных веществ, что приводит к улучшению смачиваемости обрабатываемого объекта.
Таким образом, проведенная серия лабораторных опытов наглядно демонстрирует, что при выборе препаратов для предпосевной обработки семян необходимо исходить из биологических особенностей культуры, а также качества посевного материала. На кукурузе при низкой зараженности семян наиболее эффективным оказался Гомобрассинолид. На озимой ржи при высокой зараженности корневыми гнилями и другими патогенами необходимость предпосевного протравливания семян ТМТД была очевидна. Сочетание Мивала-Агро и протравителя в этих условиях дало наилучший результат, причем доза ТМТД была уменьшена вдвое, что позволяет снизить пестицидную нагрузку на агроценоз. При обработке с увлажнением семян пленчатых культур (например, ячменя) первостепенную роль, определяющую эффективность препарата, приобретает его способность проникать внутрь семени.
Предпосевная обработка семян повлияла на развитие болезней ячменя и яровой пшеницы в период вегетации, а также на зараженность полученного зерна. В 2008 г. в полевом опыте с ячменем было отмечено развитие линейной (стеблевой) ржавчины и оливковой плесени; в 2009 г. на яровой пшенице - бурой ржавчины и септориоза.
Ржавчину зерновых культур вызывают грибы класса Базидиомицеты {Basidiomycetes), порядка Ржавчинные (Uredinales). Основной тип поражения - образование пустул на зараженных тканях. Ржавчинные грибы -облигатные паразиты, характеризующиеся узкой специализацией. Они наносят существенный вред зерновым культурам: при сильном развитии болезни недобор урожая достигает 60-70%. Оливковая плесень (кладоспориоз) поражает растения хлебных злаков в период дозревания, особенно во влажные годы. Возбудитель -Cladosporium herbariim (класс Deuteromycetes, порядок Hyphomycetales). Болезнь проявляется на стеблях, колосьях и зернах, а также на стареющих листьях в виде оливково-черного бархатистого налета спороношения гриба. При сильном развитии оливковой плесени недобор урожая достигает 10%.
Септориоз проявляется на листьях, стеблях и колосьях. На листьях и стеблях образуются светлые, желтые и светло-бурые пятна с темным ободком и черными мелкими пикнидами. Возбудители болезни - грибы из рода Septoria (класс Deuteromycetes, порядок Sphaeropsidales). При септориозе уменьшается ассимиляционная поверхность листьев, отмечаются недоразвитость колоса и преждевременное дозревание хлебов. Недобор зерна иногда достигает 30% (Пересыпкин, 1989).
При проведении полевого опыта болезни в период вегетации учитывали при наступлении фазы колошения культур. Следует отметить, что погодные условия 2008-2009 гг. способствовали довольно сильному развитию грибковых заболеваний на зерновых культурах. Предпосевная обработка семян пшеницы, как и следовало ожидать, в большей степени, чем у ячменя, стимулировала развитие у растений устойчивости к фитопатогенам (табл. 24). Хуже других регуляторов роста по влиянию на болезни периода вегетации был Гомобрассинолид. Наибольший эффект от предпосевной обработки семян ячменя по улучшению фитосанитарного состояния посевов был получен при совместном использовании Мивала-Агро и ТМТД с заниженной нормой расхода. В опыте с яровой пшеницей лучший результат по данному показателю дало применение ТМТД с полной нормой расхода.
После уборки урожая полученное зерно ячменя было исследовано на наличие возбудителей болезней. Для этого использовали рулонную технологию (ГОСТ 12038-84). Анализ показал, что наилучшие результаты по зараженности зерна были получены при совместном использовании ТМТД (Уг нормы) и Мивала-Агро (табл. 25).
Следует отметить, что зерно фонового варианта было сильно заражено гельминтоспориозной и бактериальной гнилью, а также различными сапрофитными видами возбудителей плесневения семян. Применение ТМТД и Эпина-Экстра вызвало увеличение пораженности полученного зерна бактериозом и уменьшение распространения других патогенов. Причем с увеличением нормы расхода протравителя зараженность зерна бактериальной гнилью увеличилась. Такое действие фунгицида отчасти может быть обусловлено его негативным влиянием на собственный иммунитет растений. Это проявляется в том, что пестицид, имея последействие в отношении грибковых заболеваний, для борьбы с которым он собственно и предназначен, во время налива и созревания зерна уже не может сдерживать развитие бактериальных болезней. Однако данное предположение требует дальнейшего изучения.
Действие регуляторов роста тоже не было однозначным. Так, Мивал-Агро лучше других препаратов предотвращал распространение бактериоза на зерне ячменя. Однако он заметно уступал брассиностероидам по влиянию на прочие болезни семян.
Таким образом, по эффективности влияния на устойчивость растений к фитопатогенам изучаемые регуляторы роста можно расположить в следующий ряд: Мивал-Агро Гомобрассинолид Эпин-Экстра. Причем Гомобрассинолид лучше подавлял болезни в период прорастания и всходов, а Эпин-Экстра - во время формирования и налива зерна. Комбинирование Мивала-Агро с протравителем в большинстве случаев имело успех, что, безусловно, должно отразиться на биологической продуктивности растений и величине урожая.
