Введение к работе
Актуальность исследования. Овес – важнейшая зернофуражная культура. В России под посевами ярового овса занято 1 млн. га, в Саратовской области около 200 тыс. га. В связи с большой значимостью данной культуры актуальной является проблема повышения качества зерна и увеличение урожайности.
В современных условиях агроэкосистемы в значительной степени подвергаются негативному антропогенному воздействию (в последние годы в литературе для них предлагается термин «антропогенно-депрессионные»). В ряду отрицательных факторов особое место занимает загрязнение тяжелыми металлами, например ионами свинца (II) и цинка (II). Известны единичные работы, в которых на культуре пшеницы показана возможность нивелирования влияние ионов свинца с помощью биологически активных веществ (БАВ). На культуре овса такие исследования не проводились.
В связи со сказанным актуальным является изучение влияния БАВ на реализацию адаптивных способностей, повышение продуктивности и иммунитета овса на антропогенно-депрессионных территориях.
Цель и задачи исследования. Цель исследования – повышение продуктивности и иммунитета ярового овса, улучшение качества зерновой продукции на основе использования азотсодержащих биологически активных веществ при возделывании культуры на антропогенно-депрессионных территориях.
Для реализации поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
выявить в лабораторных и полевых опытах влияние новых азотсодержащих БАВ, ионов свинца (II), цинка (II) на силу роста и морфометрические показатели культуры овса;
исследовать эффективность предпосевной обработки семян БАВ, ионами свинца (II), цинка (II) и их сочетаний на фотосинтетическую деятельность, формирование элементов продуктивности и урожайность культуры овса;
изучить влияние предпосевной обработки семян БАВ, ионами свинца (II), цинка (II) и их сочетаний на индуцирование естественной устойчивости овса к комплексу грибных заболеваний;
оценить влияние предпосевной обработки БАВ на качество зерна овса, возделываемого на загрязненных территориях;
дать эколого-экономическое обоснование применения БАВ для повышения качества зерновой продукции, увеличения урожайности и снижения пораженности грибными заболеваниями при выращивании овса на антропогенно-депрессионных территориях.
Научная новизна. Впервые установлен стимулирующий эффект предпосевной обработки семян овса 10 новыми азотсодержащими БАВ. Показано, что под их влиянием происходит увеличение морфометрических показателей, фотосинтетической деятельности, урожайности и улучшение качества зерновой продукции.
Построены ряды биологической активности новых азотсодержащих БАВ и определены направления их возможного практического использования. Выявлены 2 наиболее перспективных биологически активных вещества – 4-(4-метоксибензилиден)-4,5-дигидро-6-толил-пиридазин-3-он (ТМП) и 4-(4-гидрокси-3-метоксибензилиден)-4,5-дигидро-6-толил-пиридазин-3-он (ТВП), позволяющие в максимальной степени реализовать потенциал культуры, увеличить показатели продуктивности, урожайности и качества получаемой зерновой продукции овса, возделываемого на территориях, загрязненных тяжелыми металлами (на примере ионов свинца и цинка).
Впервые установлена перспективность использования азотсодержащих БАВ для повышения иммунитета овса к комплексу грибных инфекций. Показана возможность прогнозирования влияния БАВ на степень развития грибных заболеваний этой культуры на основе определения активности фермента пероксидазы в проростках овса.
Практическая значимость работы. Внедрение в сельскохозяйственную практику научно-обоснованных рекомендаций по применению азотсодержащих БАВ для предпосевной обработки обеспечит получение экологически чистой продукции при возделывании овса в степной зоне Поволжья.
Результаты исследований подтверждены широкой производственной проверкой в ряде хозяйств ООО «Перспективное» (100 га), ООО «СБК» (60 га) Татищевского района, СПК «Преображенское-2001» (300 га) Пугачевского района, ООО «Свобода» (100 га) Базарно-Карабулакского района, КФХ «Сидорин Е. Н.» (300 га) г. Хвалынск Саратовской области и ООО «Гелио-Пакс-Агро 5» (300 га) Новониколаевского района Волгоградской области. Внедрения показали, что предпосевная обработка семян БАВ технологически мало затратна и приводит к повышению урожайности на 20,0 – 33,0% и рентабельности на 30,0 – 50,0%.
Материалы диссертации внедрены в ученый процесс: используются для чтения лекционного курса и проведения практикума по дисциплине «Экологическая химия» для студентов специальностей «Агроэкология», «Защита растений» в ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова».
Апробация результатов исследования. Основные результаты диссертации доложены и обсуждены на следующих конференциях: Всероссийской научно-практической конференции «Вавиловские чтения» (Саратов, 2007, 2008); Международной научно-практической конференции «Экология и биология почв Юга России» (Ростов-на-Дону, 2007); Международной научно-практической конференции «Плодородие почв – уникальный природный ресурс – в нем будущее России» (Санкт-Петербург, 2008); 2-ой Международной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии» (Астрахань, 2008); 2-ой Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов, преподавателей и научных сотрудников, посвященной 10-летию кафедры экологии и БЖД Астраханского государственного университета «Экологические проблемы природных и урбанизированных территорий» (Астрахань, 2008); Всероссийской научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи – путь к обществу, основанному на знаниях» (Москва, 2008); Международной научно-практической конференции, посвященной памяти профессора А.Ф. Блинохватова «Образование, наука, практика: инновационный аспект» (Пенза, 2008); 12-ой Пущинской международной школе-конференции молодых ученых «Биология – наука XXI века» (Пущино, 2008); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 90-летию сельскохозяйственного образования на Урале «Инновационный потенциал аграрной науки – основа развития АПК» (Пермь, 2008г.); Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летияю со дня рождения К. В. Горбунова «Фундаментальные аспекты биологии в решении актуальных экологических проблем» (Астрахань, 2008); Международной научно-практической конференции, посвященной 15-летию кафедры экологии ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» «Актуальные проблемы экологии, защиты растений и экологического земледелия» (Саратов, 2009); Scientific conference «Biologically active substances: fundamental and applied problems» (Novy Svet, AR Crimea, Ukraine, 2009); II International Environmental Congress ELPIT 2009 «Ecology and Life Protection of Industrial-Transport Complexes» (Togliatti, Russia, 2009).
Основные положения, выносимые на защиту:
характер влияния новых азотсодержащих БАВ на посевные качества и фотосинтетическую деятельность ярового овса;
количественная оценка нивелирующего влияния азотсодержащими БАВ негативного воздействия ионов свинца (II) и цинка (II) на продукционный процесс, урожайность и качество зерна овса;
закономерности влияния азотсодержащих БАВ на пораженность овса комплексом грибных заболеваний и индуцирование естественной устойчивости;
биоэнергетическая и экономическая оценка предпосевной обработки семян ярового овса азотсодержащими БАВ.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 2 статьи в рецензируемых журналах, рекомендуемых ВАК РФ, 15 публикаций в сборниках трудов, материалах Международных и Всероссийских конференций общим объемом 3,86 п.л., авторский вклад 1,82 п. л.
Личный вклад соискателя. Автор принимал личное участие в анализе и критической оценке литературных источников, постановке и проведении лабораторных и полевых исследований с 2006 по 2009 гг., обработке и анализе полученных экспериментальных данных, апробации и внедрении полученных результатов. Доля личного участия автора в подготовке и написании публикаций составляет 70 – 80%.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству, списка литературы и приложений. Работа изложена на 153 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 18 табл. и 62 рис., включает список литературы из 208 наименований в т.ч. 40 на иностранных языках.
