Содержание к диссертации
Введение
1. ВЛИЯНИЕ БИОПРЕПАРАТОВ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР (Обзор литературы) 8
1.1. Биопрепараты и регуляторы роста растений 11
1.2. Препараты на основе биологически активных веществ 14
1.3. Бактериальные препараты 22
1.4. Биопрепараты на основе грибов 27
1.5. Вирусные препараты. 30
1.6. Биологические удобрения 31
1.7. Биоудобрения на основе гуминовых кислот 41
1.8. Способы применения биопрепаратов 43
2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ, УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЕЛЕДОВАНИЙ.
2.1. Методика проведения исследований. 48
2.2. Характеристика почвенного покрова 51
2.3. Метеорологические условия проведения исследований 54
З.ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ БИОПРЕПАРАТОВ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР
3.1. Эффективность регуляторов роста растений при обработке семян озимой пшеницы 63
3.1.1. Влияние обработки семян регуляторами роста растений на рост и развитие озимой пшеницы 64
3.1.2. Влияние обработки семян регуляторами роста растений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы 69
3.1.3. Эффективность обработки семян регуляторами роста растений в борьбе с листовыми болезнями озимой пшеницы 73
3.2. Эффективность регуляторов роста растений при обработке посевов озимой пшеницы 78
3.2.1. Влияние биопрепаратов на рост и развитие озимой пшеницы
3.2.2. Влияние регуляторов роста растений на урожайность и качество зерна озимой пшеницы 82
3.2.3. Эффективность регуляторов роста растений в борьбе с листовыми болезнями озимой пшеницы 87
4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА РАСТЕНИЙ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИСПЫТАНИИ ЭФЕКТИВНОСТИ БИОПРЕПАРАТОВ В ХОЗЯЙСТВАХ КУРСКОЙ ОБЛАСТИ.
ВЫВОДЫ 99
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 101
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 102
ПРИЛОЖЕНИЯ 114
- Биопрепараты и регуляторы роста растений
- Методика проведения исследований.
- Влияние обработки семян регуляторами роста растений на рост и развитие озимой пшеницы
Введение к работе
Актуальность темы. Обострившиеся в последнее время экономические и экологические проблемы требуют значительных изменений, применяемых технологий в сторону их биологизации и ресурсосбережения при обеспечении рентабельности сельскохозяйственного производства.
Это открывает пути к разработке новых направлений при возделывании сельскохозяйственных культур с использованием биопрепаратов, регуляторов роста растений и бактериальных удобрений.
Применение биологических препаратов на посевах сельскохозяйственных культур приводит к гибели вредных организмов на всех стадиях развития, долговременность эффекта действия за счет приживаемости расселенных энтомофагов и продления действия бактериальных препаратов на последующие поколения фитофагов. Биопрепараты избирательны в отношении природных энтомофагов и насекомых опылителей, не создают угрозы нарушения экологического равновесия в биосфере, играют существенную роль в антирезистентной стратегии, экономически выгодны и экологически безопасны.
Особую актуальность приобретает внедрение биологических препаратов на посевах, размещенных вблизи перерабатывающих предприятий, нуждающихся в экологически чистом сырье для производства диетического и детского питания.
Однако, в последние годы процент биометода в общем объеме системы защиты растений Российской Федерации имеет тенденцию к снижению. Так в 1980 году он составил 18%, в 1994 - 20%, в 1997 -11%, в 1998 - 10%, в 1999 - 7%, в 2000 -8%, в 2001- 10% и в 2003 году 12%. (Кандыбин Н.В., Ткачева Л.Б., 2005).
В Курской области в последнее время биологические препараты ежегодно применяются в среднем на площади 40,7 тысяч гектаров на полевых культурах и на 373 тыс. м2 в защищенном фунте, что соответственно составляет 15,5 и 9,6% от общего объема мероприятий по борьбе с вредителями и болезнями.
Цель и задачи исследований. Основная цель исследований состояла в определении влияния регуляторов роста растений при различных способах их внесения на рост и развитие, фитосанитарное состояние посевов, урожайность и качество зерна озимой пшеницы.
Изучалась возможность и эффективность совместного применения химических фунгицидов и гербицидов с биологическими препаратами.
Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
-
Определить оптимальные способы внесения регуляторов роста растений на посевах озимой пшеницы.
-
ИЗУЧИТЬ ВЛИЯНИе регуЛЯТОрОВ ППГІТЯ рягт^нИЙі Н"L.T""У""-
ность и качество урожая озимой пшениііі***- и*и*ОН*ЛЬНАЯ і
, Т виммтекл I
-
Установить влияние регуляторов роста растений на фитосани-тарное состояние посевов.
-
Определить возможность и эффективность совместного использования регуляторов роста растений с фунгицидами при протравливании семян и гербицидами при обработке посевов озимой пшеницы.
-
Дать экономическую оценку применения регуляторов роста растений на посевах озимой пшеницы.
Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые в условиях Центрально-Черноземного региона дана оценка комплексного влияния биологических препаратов на рост, развитие растений, урожайность, качество зерна, снижение заболеваемости озимой пшеницы. Определена эффективность совместного использования регуляторов роста растений с фунгицидами при протравливании семян и гербицидами при опрыскивании посевов.
Практическая значимость. Диссертационная работа имеет практическое значение, так как результаты исследований могут быть использованы для разработки технологий возделывания озимой пшеницы, основанных на применении биологических препаратов в интегрированной системе защиты зерновых культур от болезней, позволяющих получать высокие урожаи, экологически безопасной продукции, сократить использование минеральных удобрений и пестицидов.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на заседаниях ученого совета Курского НИИ АПП в 2002-2004 годах, научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Курской госсельхозакадемии им. проф. И.И.Иванова.
Личный вклад автора. При подготовке и выполнении диссертации автор разработал научную гипотезу и рабочую программу исследований, сделал научный анализ полученных данных, подготовил научный отчет. Показал эффективность применения биологических препаратов в интегрированной системе борьбы с болезнями озимой пшеницы.
Биопрепараты и регуляторы роста растений
Одно из важнейших направлений биотехнологии является использование регуляторов роста растений. Это обширная группа природных и синтетических органических соединений, которые в малых дозах активно влияют на обмен веществ высших растений, что приводит к значительным изменениям в их росте и развитии (Л.И.Мурая, 1986; С.В.Сотников, 1987; В.Г.Конарев, 1987). I
Стимулирование собственного иммунитета растений (фитоиммунокор-рекция), позволяет индуцировать у растений комплексную не специфическую устойчивость ко многим болезням грибного, бактериального и вирусного происхождения, а также к другим неблагополучным факторам среды (засуха, низко- и высокотемпературные стрессы).
Термин регулятор роста растений не ограничен синтетическими соединениями, он включает в себя и природные фитогормоны. У растений в настоящее время открыто пять классов фитогормонов:
1. Ауксины - это соединения, вызывающие растяжение клеток растений (НУК, ИУК, крезацин);
2. Гиббереллины - вещества, стимулирующие деление клеток, их растяжение или и то и другое вместе (гибберсиб, с ил к);
3. Цитокинины - вещества, стимулирующие в растениях деление клеток (мивал, амбиол, картолин);
4. Абцизовая кислота,
5. Этилен.
К фитогормонам условно относятся вещества, проявляющие высокую биологическую активность при низких концентрациях. Их действие на метаболизм осуществляется как на генетическом, так и на постгенетическом уровнях. Вещества, проявляющие биологическую активность при более высоких концентрациях чаще называют регуляторами роста и их действие осуществляется преимущественно на постгенетическом уровне (В.М.Чекуров, 1995).
В 1970 году американскими учеными из пыльцы рапса (Brassica napus) выделили новый шестой класс фитогормонов, стимулирующий рост растений в чрезвычайно низких концентрациях, названный брассинолидом (Н.Н.Малеванная, 1999),
Открытие брассинолидов послужило стимулом для поиска родственных ему соединений. К настоящему времени из различных растительных источников выделено около шестидесяти соединений этой группы, получившей общее название брассино-стероиды (БС).
Регуляция роста и развития сельскохозяйственных культур имеет для растениеводства все возрастающее значение. Особенно актуальны такие проблемы, как холодостойкость, засухоустойчивость, устойчивость к полеганию, болезням и пр. В решении этих проблем немалый вклад могут внести регуляторы роста, которые позволяют ускорить или замедлить сроки созревания растений, повысить их устойчивость к неблагоприятным факторам среды, неспецифическую устойчивость растений к ряду патогенов, облегчить механизированную уборку урожая (Johnson В., 1991; А.А.Селезнев, Л.Б.Дальман, 1994; Н.КМуш, Т.Г.Барановская, 1994; Goenadi D., 1995; В.М.Чекуров, 1995; Раре Т., Kosbohrer, 1996; Harris Robert, 1996; Blak А.Л 99]; В.В.Вакуленко, 1997).
Механизм действия биологических препаратов заключается в активизации микоризных и эндомикоризных грибов растений. Это способствует повышению урожая сельскохозяйственных культур на 15-30% с использованием меньшего количества минеральных удобрений, нормализации минерального состава растительной биомассы, уменьшить потери урожая от болезней (М.Н. Васецкая, В.П. Кратенко, В.П. Гололобов, 1995; Н.Г. Гизбулин, Г.А. Кулик, 1996; Neal М., 1997).
В обширном арсенале средств защиты растений в последние годы все более заметное место стали занимать биопрепараты с широким спектром положительных эффектов. Наиболее обстоятельно изучены созданные в различных организациях биопрепараты и регуляторы роста Агат-25К, Гетероауксин, Иммуноцитофит, Крезацин, Нарцисс, Планриз, Силк, Фитохит, Эль-1, Эпин и некоторые другие.
Главная отличительная особенность этих препаратов от других средств защиты растений - это способность влиять на вредные организмы через стимулирование защитных свойств растений, заложенных в них в процессе эволюции. Использование этой особенности в практике растениеводства позволит в более полной мере реализовать потенциал интегрированных программ защиты растений, обеспечивая максимальную экологизацию агросистемы.
Большинство биопрепаратов и регуляторов роста, а в настоящее время их насчитывается более1 пяти тысяч, представляют собой структурные (физиологические) аналоги фитогормонов, которые обладают способностью активно воздействовать на гормональный баланс растений.
Регуляторы роста природного происхождения — это продукты жизнедеятельности микроорганизмов или самих растений, в последнем случае их называют эндогенными.
Методика проведения исследований.
Изучение эффективности регуляторов роста растений проводилось нами на посевах озимой пшеницы в полевом севообороте со следующим чередованием культур: 1. Занятой пар (горохо-овсяная смесь), 2. Озимая пшеница (согласно схемы опыта), 3. Сахарная свекла, 4. Яровой ячмень
Определялась эффективность внесения следующих регуляторов роста растений: Силк, Эль-1, Альбит, Экост 1ГФ как отдельно, так и в смеси с химическими препаратами при обработке семян и при внесении по вегетирующим растениям.
Полевые работы на опытном участке проводились в лучшие агротехнические сроки и, в основном, теми же машинами и орудиями, которые применяются в производственных условиях. Агротехника выращивания озимой пшеницы соответствовала рекомендованной для хозяйств Курской области за исключением испытываемых агроприемов. Использовался районированный по Центрально-Черноземному региону сорт озимой пшеницы "Московская-39".
Варианты в опытах располагались в один ярус. Повторность в опытах 3 кратная. Делянки имели форму вытянутого прямоугольника с учетной площадью 100м . Расположение вариантов в одном повторении систематическое.
В целях предотвращения искажения урожайных данных, вызванных перемещением почвы и удобрений на соседние делянки при механизированной обработке, посевная делянка имела боковые защитные полосы шириной 1,2 и концевые-2,5 м (Щерба, 1954, Молостов, 1966; Доспехов, 1979).
Обработку семян регуляторами роста растений проводили за 1-2 дня до посева озимой пшеницы ранцевым опрыскивателем, затем семена подсушивали в затененном помещении. Обработку вегетирующих растений биопрепаратами также проводили ранцевым опрыскивателем.
Изучалась эффективность следующих биологических препаратов: Си л к» (основа тритерпеновые кислоты, 50 г/л). Регулятор роста растений, изготовленный из древесной зелени пихты, используется как средство стимуляции роста, повышения урожайности и защиты растений от бактериальных, вирусных и грибковых болезней. Разработчик -Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирский институт органической химии СО РАН.
Эль1 - полифункциональный регулятор роста растений, разрабо-танный ООО «Полипрост М». Действующее вещество - арахидоновая кислота, способная на молекулярном уровне регулировать жизнедеятель-ность растений. Препарат оказывает стимулирующее влияние на деление и растяжение клеток, фотосинтез, рост стебля, листьев и корней, образование цветков и развитиЬ плодов, увеличивает энергию прорастания и силу роста, повышает устойчивость растений к неблагоприятным воздействиям и стрессам, биологическому повреждению, вызываемому различными болезнетворными микроорганизмами, в том числе фитопато-генными.
Альбит - это универсальный регулятор роста растений, разработан-ный в Институте биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К.Скрябина совместно с ООО «Альбит» и является результатом дальнейшего совершенствования препарата Агат-25К.
Альбит содержит природный микробный полимер полигидро кс и масляную кислоту и другие комплексные стимуляторы роста и индукторы иммунитета растений микробного и растительного происхождения, а также сбалансированный набор стартовых доз макро- и микроэлементов.
Препарат обладает ростостимулирующим действием, вызывает усиленный рост корневой системы, образование вторичных корней, повышает всхожесть семян и энергию прорастания, кустистость и число зерен в колосе, увеличивает засухоустойчивость растений. Альбит индуцирует естественную устойчивость растений к заболеваниям, сдерживает развитие широкого спектра возбудителей основных болезней сельскохозяйственных культур (корневых гнилей, фузариозов, ржавчины, головневых заболеваний и т.д.). Альбит не фитотоксичен, практически не опасен для человека и животных не требует специальных мер предосторожности при использовании.
Экост 1ГФ - защитно-стимулирующий препарат представляющий собой готовую композицию, содержащую оптимальный для роста и развития растений комплекс микроэлементов (медь, цинк, бор, марганец) на гидрофильном кремнегенном носителе. Препарат способствует усилению процессов корнеобразования, делает растения слабовоспри-имчивыми к неблагоприятным погодным условиям и болезням, повышает урожайность и качество продукции.
Для оценки эффективности биопрепаратов проводились наблюдения за ростом и развитием растений, а также фитосанитарным состоянием посевов. Степень распротранения болезней учитывалась по общепринятым в фитопатологии методикам.
В период вегетации проводили фенологические наблюдения зя растениями. Отмечали следующие фазы: посев, всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение, молочная, восковая и полная спелость, уборка. (Б. А. Доспехов, 1979).
Для определения структуры урожая за один-два дня до начала уборки озимой пшеницы с каждой делянки второго повторения отбирали по 4 сноповых образца. После просушки снопов определяли: число растений на квадратном метре, кустистость общую и продуктивную, высоту растений, длину колоса, число зерен в колосе, массу зерна с одного колоса, массу зерна и соломы с квадратного метра, масса 1000 зерен, натуру. ,
Уборка озимой пшеницы проводилась самоходными комбайнами "Сампо-500" прямым комбайнированием. При этом убирали всю площадь учетной делянки, зерно взвешивали в мешках на десятичных весах. Затем отбирали средние образцы для определения чистоты, натуры и влажности зерна. Пересчет урожая озимой пшеницы проводили на 100%-ную чистоту и 14%-ную
влажность зерна.
В опыте проводились следующие определения: влажность почвы -весовым методом с высушиванием почвенных образцов при температуре 105С до постоянного веса (А.А.Роде, 1960).
В образцах зерна озимой пшеницы определяли количество и качество клейковины стандартным методом (И.Е.Казаков, 1967).
Агрохимические показатели почвы определяли следующими методами;
нитратный азот - колориметрически дисульфофеноловым методом Грандваля Ляжу, подвижный фосфор - по Чирикову (Хейфец, 1965), обменный калий - по
Масловой (Важенин, 1965). I
Для обработки экспериментальных данных многолетних полевых опытов применялся дисперсионный метод математического анализа, техника использования которого, подробно изложена в работе Б.А.Доспехова (1985).
Влияние обработки семян регуляторами роста растений на рост и развитие озимой пшеницы
Экспериментальные данные, полученные в 2002-2004 годах, свидетельствует о высокой эффективности регуляторов роста растений при использовании их в качестве протравителей семян как отдельно, так и совместно с химическими фунгицидами.
Обработка семян озимой пшеницы регуляторами роста растений увеличивала энергию прорастания семян, повышала полевую всхожесть, общую и продуктивную кустистость, оказывала существенное влияние на озерненность колоса и массу 1000 зерен (Табл. 3).
Так использование в качестве протравителя семян регулятора роста растений Силк в дозе 50 мл/т в среднем за три года повышало количество продуктивных стеблей на 1 м на 12 шт., на 1,7 шт. увеличивало количество зерен в колосе, на 1,1 г вес 1000 зерен и на 30,4 г натуру зерна по сравнению с контрольным вариантом.
I Эффективность регуляторов роста растений Альбит, Эль-1 и Экост 1ГФ при обработке семян озимой пшеницы была примерно одинаковой, но несколько ниже эффективности Силка.
Совместное использование регуляторов роста растений Силк, Альбит, Эль-1 и Экост 1ГФ с половинной дозой химических протравителей Фенорам (2002 г), Суми-8 (2003 г) и Виал (2004 г) при протравливании семян озимой пшеницы не снижала эффективности, как химических фунгицидов, так и регуляторов роста растений. То есть была подтверждена возможность их совместного применения в баковых смесях.
Более высокая продуктивная кустистость, озерненность колоса и масса 1000 зерен были получены вследствие увеличения площади листовой поверхности и фотосинтетического потенциала посевов озимой пшеницы, на вариантах, где использовались регуляторы роста растений при обработке семян, как отдельно, так и совместно с химическими протравителями.
Так, обработка семян регуляторами роста растений Экост1ГФ, Эль-1, Альбит и Сил к повышала площадь листовой поверхности посевов озимой пшеницы в фазе кущения на 9-11% (8,19, 8,24, 8,26 и 8,34 тыс. м2/га соответственно) в сравнении с контролем (7,51 тыс. м /га).
Такая же закономерность наблюдалась и в другие фазы развития озимой пшеницы - вплоть до молочно-восковой спелости зерна (Табл. 4).
Динамика нарастания площади листовой поверхности озимой пшеницы на вариантах с обработкой семян регуляторами роста растений в среднем за годы исследований была относительно равномерной: от кущения до выхода в трубку 29,82%, от выхода в трубку до колошения 34,51% и от колошения до молочно-восковой спелости 4,73% (Рис. 4).
