Эффективность применения органических кислот в качестве стимуляторов роста при возделывании яровой мягкой пшеницы в лесостепной зоне Западной Сибири
ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………….. 4
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ …………………….. 9
ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………………………………….. 10
1.1 Физиологически активные вещества и их значение для растений .. 10
1.2 Физиологическая и биохимическая роль органических кислот в росте и
развитии растений ………………………………………………………………………………. 16
1.3 Применение органических кислот (интермедиатов цикла Кребса) в
сельском хозяйстве …………………………………………………………………………….. 20
ГЛАВА 2 ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА
ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ……………………………………………………….. 29
2.1 Метеорологические и почвенные условия проведения исследований 29
2.2 Объекты и методы исследований …………………………………………………… 38
ГЛАВА 3 ВЛИЯНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ НА
МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОРОСТКОВ ЯРОВОЙ
МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ………………………………………………………………………….. 46
ГЛАВА 4 ВЛИЯНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ И МИНЕРАЛЬНЫХ
УДОБРЕНИЙ НА РОСТ И РАЗВИТИЕ
ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ …………………………………………………………… 54
4.1 Формирование ассимиляционной поверхности яровой мягкой
пшеницы…………………………………………………………………………………………….. 54
4.2 Фотосинтетическая продуктивность посевов яровой мягкой
пшеницы…………………………………………………………………………………………….. 62
4.3 Динамика накопления сухого вещества растениями яровой мягкой
пшеницы…………………………………………………………………………………………….. 66
ГЛАВА 5 СОДЕРЖАНИЕ МАКРОЭЛЕМЕНТОВ В РАСТЕНИЯХ
ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ …………………………………………………………… 72
5.1 Содержание макроэлементов в растениях яровой мягкой пшеницы .. 72
5.2 Вынос и расход макроэлементов яровой мягкой пшеницей ……………. 74
ГЛАВА 6 ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ
УДОБРЕНИЙ И ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ
ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ …………………………………………………………… 79
6.1 Урожайность яровой мягкой пшеницы ………………………………………….. 79
6.2 Структура урожая яровой мягкой пшеницы …………………………………… 84
6.3 Оценка качества зерна яровой мягкой пшеницы…………………………….. 89
ГЛАВА 7 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И
ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ ПРИ ВОЗДЕЛЫВАНИИ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ
ПШЕНИЦЫ ………………………………………………………………………………………….. 95
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ……………………………………………………. 106
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………………………….. 107
ПРИЛОЖЕНИЯ ……………………………………………………………………………………… 131
1. Состояние изученности вопроса
В первой главе работы отмечена важная роль биологически активных веществ в
онтогенезе растений. Рассмотрено их влияние на основные биохимические процессы
(фотосинтез, дыхание и др.) и продуктивность растений. Отмечено значение
энергетического обмена для роста и развития растений, связанного с циклом
трикарбоновых кислот. Представлены результаты исследований отечественных и
зарубежных авторов по изучению эффективности применения органических кислот в
растениеводстве.
2. Условия, объекты и методы проведения исследований
Диссертационная работа выполнена на основе обобщения материалов
исследований автора, проведенных в 2017-2019 гг. на опытном поле лаборатории
агрохимии ФГБНУ «Омский АНЦ». Объекты исследования: яровая мягкая пшеница
(Triticum aestivum), минеральные удобрения, органические кислоты.
Почва опытного участка – лугово-черноземная среднемощная тяжелосуглинистая
со следующими агрохимическими показателями в пахотном слое: содержание гумуса
(по Тюрину) – 6,4-6,6%, повышенное содержание P2O5 – 125-132 мг/кг и очень высокое
содержание K2O (по Чирикову) – более 180 мг/кг почвы. Суммарное количество
поглощенных оснований (по Каппену) составляло – 32,1 ммоль/100 г почвы, доля
Са2+ – 89%, Мg2+ – 11% и Na+ < 1%, рН (по методу ЦИНАО) – 6,4-6,7.
Метеорологические условия в годы проведения исследований были различными.
В 2017 году отмечен дефицит атмосферных осадков, ГТК за май-август составил 0,70
при среднем многолетнем значении 1,10. Температура воздуха находилась в пределах
среднемноголетних значений. Вегетационный период 2018 года – влажный, выпало
245 мм осадков при норме 197 мм. Средняя температура воздуха за период май-август
была близка к среднемноголетним значениям. Распределение осадков за вегетационный
период 2019 года было неравномерным, ГТК 0,97. Средняя температура воздуха
составила 16,5°С и была близкой к среднему многолетнему значению (16,2°С).
Для установления ростостимулирующих концентраций растворов органических
кислот для предпосевной обработки семян яровой мягкой пшеницы был заложен
лабораторный опыт в соответствии с ГОСТ 12038-84 «Семена сельскохозяйственных
культур. Методы определения всхожести». Схема опыта состояла из следующих
вариантов предпосевной обработки семян: 1. Контроль (без обработки);
2. Дистиллированная вода; 3. Янтарная кислота (10-3М); 4. Янтарная кислота (10-5М);
5. Янтарная кислота (10-7М); 6. Яблочная кислота (10-3М); 7. Яблочная кислота (10-5М);
8. Яблочная кислота (10-7М); 9. Щавелевая кислота (10 -3М); 10. Щавелевая
кислота (10-5М); 11. Щавелевая кислота (10-7М); 12. Лимонная кислота (10-3М);
13. Лимонная кислота (10-5М); 14. Лимонная кислота (10-7М). Повторность в опыте
четырехкратная, во времени – трехкратная. В опыте были определены: всхожесть и
энергия прорастания, длина главного корня и проростка, сырая и сухая биомасса корней
и проростков. Рассчитан стимуляционный коэффициент.
Полевые исследования по изучению эффективности применения органических
кислот для предпосевной обработки семян яровой мягкой пшеницы проведены в
системе пятипольного зернопарового севооборота. Севооборот был заложен в 1987 году
со следующим чередованием культур: пар чистый – пшеница – соя – пшеница – ячмень.
Севооборот развернут во времени и пространстве. Предшественник – соя. В схему
двухфакторного опыта (2х9) входили следующие варианты:
Фактор А – минеральные удобрения: 1. Контроль (без удобрений); 2. Внесение
азотно-фосфорных удобрений в дозе N30Р60.
Фактор Б – предпосевная обработка семян: 1. Контроль (без обработки семян);
2. Янтарная кислота (10-3М); 3. Янтарная кислота (10-7М); 4. Яблочная кислота (10-3М);
5. Яблочная кислота (10-5М); 6. Щавелевая кислота (10-3М); 7. Щавелевая
кислота (10-5М); 8. Лимонная кислота (10-3М); 9. Лимонная кислота (10-7М).
Обработку семян (смачивание с последующим просушиванием) проводили
непосредственно перед посевом пшеницы. Расход рабочего раствора 70 л/т семян.
Расположение делянок – систематическое, площадь делянки 16 м2 (2 х 8),
четырехкратная повторность. В опыте высевался среднеспелый сорт яровой мягкой
пшеницы Омская 36 селекции Омского АНЦ (СибНИИСХ). Норма высева - 4,5 млн
всхожих зёрен на 1 га. В качестве удобрений использовались: аммиачная селитра (азота
– 34%), аммофос (азота – 12%, фосфора – 52%). Минеральные удобрения вносили
локально до посева. Агротехника – общепринятая для зоны. Урожайность приведена к
100% чистоте и влажности 14%.
Анализ почвенных и растительных образцов проводили стандартными
агрохимическими методами. В почвенных пробах определяли запасы продуктивной
влагитермостатно-весовымметодом;содержаниенитратногоазотас
дисульфофеноловой кислотой по Грандваль-Ляжу, подвижного фосфора и обменного
калия по методу Чирикова в соответствии ГОСТ 26204-91 (Аринушкина, 1970).
Определение валового азота, фосфора и калия в растительных образцах проводили из
одной навески поВ.В. Пиневич (1955) с окончанием определения валового азота по
методу полумикроКъельдаля, фосфора – по Дениже, калия – на пламенном фотометре.
Фенологические наблюдения, определение сохранности растений к уборке и
структурный анализ выполнены по методике Государственного сортоиспытания
сельскохозяйственных культур (1989, 2019). Площадь листьев рассчитывали по
методике В.В. Аникеева, Ф.Ф. Кутузова (1961). Накопление биомассы растениями в
течение онтогенеза определяли весовым методом. Фотосинтетический потенциал
посевов определяли как сумму площади листьев растений на 1 га за каждые сутки
определенного межфазного периода. Чистую продуктивность фотосинтеза по
А.А. Ничипоровичу рассчитывали по формуле: ЧПФ = (В2 – В1) / 0,5(Л1 + Л2) n,
где (В2 – В1) – прирост сухой массы за n дней, 0,5(Л1 + Л2) – средняя рабочая площадь
листьев за время данного периода, n - число дней в учетном периоде. Коэффициент
хозяйственной эффективности фотосинтеза по формуле: КХОЗ = WЗ / WН 100%, где WЗ –
масса зерна, г; WН – надземная биомасса растений, полученная при уборке, г
(Ничипорович, 1956, 1961, 1973). Анализ качества зерна проведен в лаборатории
качества зерна ФГБНУ «Омский АНЦ» по общепринятым методикам.
Экономическую и биоэнергетическую оценку приемов проводили с
использованием методических рекомендаций и нормативов СибНИИСХ и ОмГАУ
(Кошелев, 1987; Ермохин, Неклюдов, 1994). Статистическая обработка опытных данных
проведена статистическими методами корреляционно-регрессионного и дисперсионного
анализа по Б.А. Доспехову (1985).
3. Влияние органических кислот на морфофизиологические показатели проростков
яровой мягкой пшеницы
В лабораторном опыте исследованиями установлены ростостимулирующие
концентрации рабочих растворов органических кислот для предпосевной обработки
семян яровой мягкой пшеницы, оказывающие влияние на морфофизиологические
параметры проростков. В опыте отмечена тенденция повышения энергии прорастания,
всхожести семян и длины проростков яровой мягкой пшеницы. Существенно
увеличилась сырая масса корней яровой пшеницы в вариантах предпосевной обработки
семян янтарной кислотой (10-3М; 10-7М), яблочной кислотой (10-3М) и лимонной
кислотой (10-3М; 10-7М) (рис. 1).
14,1
4,0
3,813,913,913,913,91 - Контроль
2 - Янтарная к-та10-3 М
3,63 - Янтарная к-та10-7 М
13,713,713,74 - Яблочная к-та 10-3 М
Масса, г
Длина корня, см
3,44,05 - Яблочная к-та 10-5 М
13,6
6 - Лимонная к-та10-3 М
3,23,813,513,5
3,63,63,67 - Лимонная к-та10-7 М
3,58 - Щавелевая к-та 10-3 М
3,0
3,33,39 - Щавелевая к-та 10-5 М
13,313,3
2,8
13,22,9
2,613,1
123456789
ВариантНСР05 (сырой массы корней) = 0,3 г;
НСР05 (длины корней) = 1,0 см.
сырая масса корнейдлина корней
Рисунок 1 – Влияние органических кислот на морфофизиологические параметры
проростков яровой мягкой пшеницы
Наибольшее увеличение длины главного корня до 13,9 см получено при
предпосевной обработке семян янтарной (10-3М; 10-7М) и яблочной кислотами (10-3М).
Обработка семян лимонной кислотой в концентрации 10-3М увеличила сырую массу
корней до 4 г, что на 21% выше, чем в контрольном варианте.
Максимальный стимуляционный эффект получен от обработки семян раствором
янтарной кислоты в концентрации 10-3М составил 0,25 т/га зерна. На основании
проведенных лабораторных исследований была составлена схема полевого опыта из
наиболее эффективных концентраций растворов органических кислот.
4. Влияние органических кислот и минеральных удобрений на рост и
развитие яровой мягкой пшеницы
4.1 Формирование ассимиляционной поверхности яровой мягкой пшеницы
Проведенные нами исследования показали, что формирование ассимиляционной
поверхности по фазам вегетации яровой мягкой пшеницы зависело от состава и
концентрации рабочего раствора для предпосевной обработки семян, а также от условий
минерального питания (рис. 2).
В среднем за годы исследований обработка семян органическими кислотами
яровой мягкой пшеницы увеличивала ассимиляционную поверхность в основные фазы
развития на 18% в сравнении с контрольным вариантом. Улучшение условий
минерального питания (фон N30P60) способствовало увеличению площади листовой
поверхности. К фазе кущения площадь листовой поверхности составила в зависимости
от предпосевной обработки семян на этом фоне – 18-21 тыс. м2/га, к фазе выхода в
трубку – 23-26 тыс. м2/га, к фазе колошения – 33-36 тыс. м2/га.
36,335,8
37,01 – Контроль
Ассимиляционная поверхность, тыс. м 2/га
33,02 – Янтарная к-та10-3 М
29,03 – Янтарная к-та10-7 М
4 – Лимонная к-та10-3М
25,0
5 – Лимонная к-та10-7М
21,0
Колошение
17,0НСР0,5 0,3 тыс. м2/га
13,0Выход в трубку
НСР0,5 0,3 тыс. м2/га
9,0Кущение
НСР0,5 0,3 тыс. м2/га
5,0
1234512345
Вариант
Фон без удобренийФон N30P60
Рисунок 2 – Влияние предпосевной обработки семян органическими кислотами и
минеральных удобрений на динамику формирования ассимиляционной поверхности
яровой пшеницы, в среднем за 2017-2019 гг.
Максимальная величина ассимиляционной поверхности сформировалась к фазе
колошения на фоне внесения азотно-фосфорных удобрений в вариантах предпосевной
обработки семян водным раствором янтарной и лимонной кислот в концентрации 10 -3М
и составила 36,3 и 35,8 тыс. м2/га, соответственно. Интенсивность нарастания площади
листовой поверхности в этих вариантах была выше, чем в контрольном варианте в фазу
кущения на 18 и 14%, в фазу выхода в трубку – на 15 и 11% и в фазу колошения – на 14
и 11%, соответственно.
4.2 Фотосинтетическая продуктивность посевов яровой мягкой пшеницы
Теоретическими и практическими исследованиями установлено, что
интенсивность фотосинтеза растений определяет продуктивность сельскохозяйственных
культур и качество получаемого урожая. Результаты наших исследований показали, что
фотосинтетический потенциал яровой мягкой пшеницы зависел от условий
минерального питания и предпосевной обработки семян растворами органических
кислот (таблица 1).
В сумме за период всходы-колошение более высокие показатели
фотосинтетического потенциала получены на удобренном фоне ( N30P60) в вариантах
предпосевной обработки семян янтарной и лимонной кислотами, который изменялся в
пределах от 638,9 до 663,4 тыс. м2/га в сутки. Наибольшим он был в варианте с
применением янтарной кислоты в концентрации 10-3М (663,4 тыс. м2/га в сутки), что в
1,3 раза выше, чем в контрольном варианте (без удобрений и предпосевной обработки).
Чистая продуктивность фотосинтеза, отражающая накапливаемую растениями за
определенный период времени общую сухую биомассу, в эксперименте варьировала от
5,1 до 5,5 г/м2 в сутки. Растения пшеницы на фоне внесения N30P60 интенсивнее
накапливали сухое вещество. На удобренном фоне при обработке семян яровой мягкой
пшеницы янтарной кислотой (10-3М) чистая продуктивность фотосинтеза достигала
5,5 г/м2 сутки, что на 8% выше, чем в варианте без применения минеральных удобрений
и предпосевной обработки семян.
Таблица 1 – Влияние предпосевной обработки семян органическими кислотами и
минеральных удобрений на фотосинтетическую продуктивность посевов яровой мягкой
пшеницы за период от всходов до колошения, в среднем за 2017-2019 гг.
ФотосинтетическийЧистая продуктивность
Вариант предпосевной обработки
потенциал, тыс. м2
семян (В)
сутки/гафотосинтеза, г/м2 сутки
Фон без удобрений (А)
Контроль (без
-511,85,1
обработки)
10-3М*544,95,3
Янтарная кислота
10-7М535,85,3
10-3М538,45,4
Лимонная кислота
10-7М534,25,3
Фон N30 P60
Контроль (без
обработки)-578,05,2
663,4 10-3М5,5
Янтарная кислота
638,9 10-7М5,4
652,2 10-3М5,4
Лимонная кислота
644,1 10-7М5,4
А18,70,2
НСР05В39,70,4
АВ56,2Fф
Актуальность темы. Одной из основных задач земледелия является
производство зерновой продукции: обеспечение населения –
продовольствием, животноводства – кормами, а промышленность – сырьем. В
аграрной политике нашего государства производству зерна яровой пшеницы
отводится центральная роль, так как она является основной возделываемой
культурой в России. К примеру, в Омской области посевные площади этой
культуры занимают около 80%. Увеличение валового сбора зерна и улучшение
качества урожая остаются неизменной задачей сельхозпроизводителей.
Решение ее может быть реализовано через применение широкого спектра
агрохимических средств, в том числе и биологически активных веществ
(регуляторы роста, витамины, гумусовые вещества, антибиотики, некоторые
органические кислоты и др.). Использование их в агротехнологиях позволяет
экзогенно влиять на адаптивный и продукционный потенциал растений (Яхин,
Лубянов и др., 2014; Шаповал, Можарова., и др., 2015; Котляров и др., 2016).
В исследованиях В.А. Исайчева (2004), И.Р. Вильдфлуш (2011), Г.А.
Карповой, Л.В. Карповой (2015) отмечено, что применение этих веществ в
растениеводстве экономически выгодно, к тому же позволяет снизить
антропогенную нагрузку на агроценоз и получить экологически безопасную
продукцию.
Органические кислоты, такие как янтарная, яблочная, лимонная и
щавелевая, обладают высокой биологической активностью, стимулируя рост
и развитие растений. Они являются интермедиатами основных физиолого-
биохимических процессов: фотосинтеза, дыхания и морфогенеза. Образуясь
уже на первых этапах жизненного цикла растений – при прорастании семян,
они являются самыми распространенными веществами в растении наряду с
углеводами и белками (Верещагин, Кропоткина, 2010; Емельянов, Максимова,
и др., 2016).
Исследования по изучению эффективности органических кислот
(янтарной, яблочной, лимонной и щавелевой) в условиях лесостепной зоны
Западной Сибири фрагментарны и недостаточно систематизированы. В связи
с этим, установление влияния предпосевной обработки семян органическими
кислотами на продуктивность и качество зерна яровой мягкой пшеницы в
условиях Омского Прииртышья актуальны и практически значимы.
Цель исследования – изучить эффективность предпосевной обработки
семян яровой мягкой пшеницы органическими кислотами (янтарной,
яблочной, лимонной, щавелевой) при возделывании ее в лесостепной зоне
Западной Сибири.
Задачи исследований:
− выявить концентрации растворов органических кислот (янтарной,
яблочной, лимонной, щавелевой), оказывающие ростостимулирующие
влияние на посевные качества и морфофизиологические показатели
проростков яровой мягкой пшеницы;
− изучить влияние предпосевной обработки семян органическими кислотами
на динамику накопления биомассы и фотосинтетическую продуктивность
посевов яровой мягкой пшеницы;
− определить содержание макроэлементов (NPK) в растениях яровой мягкой
пшеницы в зависимости от предпосевной обработки семян органическими
кислотами;
− установить действие предпосевной обработки семян органическими
кислотами на структуру урожая, продуктивность и качество зерна яровой
мягкой пшеницы;
− дать экономическую и биоэнергетическую оценку эффективности
применения органических кислот для предпосевной обработки семян яровой
мягкой пшеницы в южной лесостепной зоне Западной Сибири.
Научная новизна. Впервые проведены исследования по изучению
эффективности применения органических кислот (янтарной, яблочной,
лимонной, щавелевой) для предпосевной обработки семян яровой мягкой
пшеницы в условиях лесостепи Западной Сибири. Установлены
закономерности и направленность влияния предпосевной обработки семян
органическими кислотами на всхожесть, морфофизиологические параметры
проростков пшеницы, на динамику нарастания биомассы и
фотосинтетическую продуктивность посевов яровой мягкой пшеницы. В
полевых условиях определены эффективные концентрации растворов
изучаемых органических кислот для предпосевной обработки семян яровой
мягкой пшеницы. Даны количественные и качественные параметры выноса и
расхода макроэлементов в зависимости от предпосевной обработки семян
органическими кислотами. Установлено, что наиболее эффективно
применение янтарной кислоты в концентрации 10-3М для предпосевной
обработки семян, прибавка урожайности составила 0,29 т/га зерна. Дана
экономическая и биоэнергетическая оценка применения органических кислот
для предпосевной обработки семян яровой мягкой пшеницы в южной
лесостепи Западной Сибири.
Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты
исследований являются научным обоснованием эффективности применения
органических кислот (янтарной, яблочной, лимонной, щавелевой) для
предпосевной обработки семян яровой мягкой пшеницы в условиях
лесостепной зоны Западной Сибири. Проведенные исследования являются
новыми углубленными данными о влиянии предпосевной обработки семян
яровой пшеницы растворами органических кислот на фотосинтетическую
продуктивность посевов, интенсивность накопления биомассы растениями,
урожайность и качество зерна. Разработанные на основании выполненных
исследований рекомендации по обработке семян яровой мягкой пшеницы
янтарной кислотой (10-3М) на фоне N30P60 позволят получать прибавку
урожайности культуры на уровне 20%. Агроприем повышает экономическую
и биоэнергетическую эффективность возделывания яровой мягкой пшеницы.
Методология и методы исследования. Методология исследований
включала анализ научных источников, разработку рабочей гипотезы,
постановку цели и задач исследований, проведение экспериментов и
наблюдений, лабораторных анализов по общепринятым методикам и ГОСТам,
математическую обработку полученных данных и их анализ. В работе
использованы эмпирические методы исследований (полевой и лабораторный
опыт), статистические (дисперсионный и корреляционный анализ), а также
цифровое и текстовое отображение полученных результатов.
Основные положения, выносимые на защиту:
− закономерности влияния предпосевной обработки семян органическими
кислотами (янтарной, яблочной, лимонной, щавелевой) на
фотосинтетическую продуктивность посевов яровой мягкой пшеницы в
зависимости от состава кислоты и концентрации рабочего раствора;
− эффективность применения органических кислот в качестве стимуляторов
роста для предпосевной обработки семян яровой мягкой пшеницы.
− экономическое и биоэнергетическое обоснование эффективности
применения органических кислот для предпосевной обработки семян яровой
мягкой пшеницы.
Достоверность полученных результатов. Достоверность результатов
научного исследования подтверждена большим количеством
экспериментального материала, полученного за трехлетний период.
Лабораторный, полевой опыты, и агрохимические анализы проведены в
строгом соответствии с методическими требованиями. Запланированные
наблюдения, учеты, измерения и анализы выполнены в полном объеме.
Проведена статистическая обработка полученных данных. Результаты
исследований успешно прошли производственную проверку в 2020 году и
были внедрены на площади 55 га в СПК им. Кирова Калачинского района
Омской области.
Апробация результатов. Основные положения и результаты
исследований вошли в научные отчеты лаборатории агрохимии «Омского
АНЦ» по теме исследований «Разработка регламентов комплексного
применения минеральных и органических удобрений на черноземных почвах
лесостепи Западной Сибири» (№ 0797–2014–0006) за 2017-2018 гг. Материалы
диссертации ежегодно докладывались на научно-техническом совете кафедры
агрохимии и почвоведения Омского ГАУ. Основные положения
диссертационной работы докладывались на научно-практических
конференциях: «Сборник докладов круглого стола в рамках XX
Менделеевского съезда по общей и прикладной химии» (г. Москва, 2016 г.),
«Техника и технология нефтехимического и нефтегазового производства» (г.
Омск, 2016 г.), «Актуальные проблемы научного обеспечения земледелия
Западной Сибири» (г. Омск, 2020 г.), «Безопасность городской среды» (г.
Омск, 2020 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей, из них 1
статья в журнале из списка Scopus, 2 статьи в журналах, рекомендованных
ВАК Минобрнауки России и 4 статьи в сборниках научных конференций.
Личный вклад автора. Соискателем разработана общая концепция и
программа исследований, которая была реализована согласно плану в
лабораторных и полевых условиях с личным участием автора. Выполнен
анализ научной литературы по теме исследований, проведена математическая
обработка экспериментальных данных. Обобщенные результаты
исследования отражены в выводах к работе, на основе которых
сформулированы предложения производству.
Структура и объём работы. Диссертационная работа изложена на 139
страницах. Состоит из введения, 7 глав, заключения и рекомендаций
производству, содержит 18 таблиц и 17 рисунков. Список литературы
включает 226 наименований, в том числе 10 работ зарубежных авторов.
Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному
руководителю – доктору с.-х. наук Н.А. Воронковой, научному сотруднику
В.Д. Дороненко, старшему научному сотруднику Е.В. Тукмачевой, всем
сотрудникам лабораторий агрохимии и качества зерна «Омского АНЦ», а
также сотрудникам кафедры агрохимии и почвоведения «Омского ГАУ».
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
Проведенные лабораторные и полевые исследования по изучению
эффективности применения органических кислот (янтарной, яблочной,
лимонной, щавелевой) для предпосевной обработки семян яровой мягкой
пшеницы на двух фонах удобренности (неудобренный, N30P60) в условиях
лесостепи Западной Сибири позволили сделать следующие выводы:
1. В лабораторном опыте по изучению влияния предпосевной обработки
семян яровой мягкой пшеницы водными растворами органических кислот на
посевные качества и морфофизиологические показатели проростков
установлены ростостимулирующие концентрации янтарной (10 -3М; 10-7М),
яблочной (10-3М; 10-5М), щавелевой (10-3М; 10-5М), лимонной(10-3М; 10-7М)
кислот. В этих вариантах отмечена тенденция увеличения энергии прорастания,
всхожести семян и длины проростков яровой мягкой пшеницы. Существенно
увеличилась сырая масса корней яровой пшеницы в вариантах предпосевной
обработки семян янтарной кислотой (10-3М; 10-7М), яблочной кислотой (10-3М)
и лимонной кислотой (10-3М; 10-7М). Расчетный эффект стимуляции от
предпосевной обработки семян органическими кислотами варьировал от 0,05 до
0,25 т/га и был максимальным при предпосевной обработке семян раствором
янтарной кислоты в концентрации 10-3М.
2. Установлено, что фотосинтетическая продуктивность посевов яровой
мягкой пшеницы изменялась в зависимости от варианта предпосевной обработки
семян и фона удобренности. Максимальная величина ассимилирующей
поверхности листьев сформировалась в фазу колошения в вариантах
предпосевной обработки семян янтарной и лимонной кислотами в концентрации
10-3М на фоне внесения N30P60 и составила 36,3 и 35,8 тыс. м2/га, соответственно.
При этом чистая продуктивность фотосинтеза в этих вариантах была 5,5 и 5,4
г/м2 сухой биомассы в сутки. Наибольший фотосинтетический потенциал посева
(663,4 тыс. м2/га в сутки) за период от всходов до колошения отмечен при
обработке семян янтарной кислотой (10-3М), что в 1,3 раза больше, чем в
контрольном варианте. Установлена тесная взаимосвязь продуктивности
культуры с величиной ассимиляционной поверхности (r = 0,89) и
фотосинтетического потенциала (r = 0,97).
3. Интенсивность ростовых процессов и накопление сухого вещества
растениями пшеницы зависели от предпосевной обработки семян органическими
кислотами и фона минерального питания. Выявлено, что накопление сухого
вещества к фазе полной спелости в зависимости от предпосевной обработки
семян органическими кислотами на удобренном фоне повышалось на 0,17-0,76
т/га. Предпосевная обработка семян янтарной и лимонной кислотами в
концентрации 10-3М увеличила интенсивность накопления биомассы
растениями в фазы кущения на 26-27% и колошения на 12-14% в сравнении с
контролем. В опыте установлена тесная корреляционная связь продуктивности
культуры с биомассой растений в фазы: кущения (r = 0,91), колошения (r = 0,96)
и полной спелости (r = 0,90).
4. При предпосевной обработке семян органическими кислотами
(янтарной, яблочной, лимонной, щавелевой) содержание в растениях фосфора и
калия не изменялось, а по содержанию азота отмечена тенденция повышения на
0,17-0,35%. Максимальное содержание азота в зерне 2,71% было в варианте
предпосевной обработки семян янтарной кислотой в концентрации 10 -3М, сбор
белка с гектара составил 551 кг/га. При этом 17% в общем сборе белка
обеспечено приемом предпосевной обработки семян.
5. Предпосевная обработка семян органическими кислотами в большей
степени оказывала влияние на продуктивную кустистость и элементы
продуктивности колоса (масса зерна, число колосков и зерен в колосе) на фоне
внесения минеральных удобрений. Наибольшее влияние на элементы структуры
урожая оказала предпосевная обработка семян янтарной кислотой 10 -3М.
Продуктивная кустистость увеличилась на 36%, число колосков на 12%, масса
тысячи зерен возросла до 39,8 г, что позволило получить максимальную
прибавку в опыте – 20%. Установлена тесная корреляционная связь урожайности
яровой мягкой пшеницы с продуктивной кустистостью (r = 0,88) и массой зерна
с одного растения (r = 0,81).
6. При предпосевной обработке семян органическими кислотами на
минеральном фоне отмечена тенденция увеличения содержания белка в зерне.
Максимальное увеличение содержания белка получено в варианте предпосевной
обработки семян янтарной кислотой (10-3М), что на 2,01% выше, чем в
контрольном варианте. Наиболее высокие технологические показатели зерна
получены при комплексном применении минеральных удобрений (N30P60) и
предпосевной обработки семян яровой мягкой пшеницы янтарной
кислотой (10-3М). Натура составила 745 г/л, стекловидность – 52%,
клейковина 30,5%.
7. Эффективность предпосевной обработки семян растворами
органических кислот зависела от условий минерального питания. На фоне
внесения минеральных удобрений (N30P60) прибавки урожайности составили
0,11-0,29 т/га зерна. Обработка семян щавелевой кислотой (10-3М; 10-5М) и
яблочной кислотой (10-3М) не оказала влияние на продуктивность яровой мягкой
пшеницы. Предпосевная обработка семян лимонной кислотой (10-3М; 10-7М) и
янтарной кислотой (10-7М) обеспечила прибавку на уровне 0,21-0,22 т/га зерна.
При предпосевной обработке семян яблочной кислотой (10 -5М) получена
прибавка 0,18 т/га зерна. Максимальную прибавку 0,59 т/га зерна обеспечило
применение янтарной кислоты в концентрации 10-3М на фоне внесения азотно-
фосфорных удобрений.
8. Предпосевная обработка семян органическими кислотами (янтарной,
яблочной, лимонной, щавелевой) при возделывании яровой мягкой пшеницы на
лугово-черноземной почве является экономически эффективным приемом.
Прибыль в зависимости от фона удобренности и варианта предпосевной
обработки семян изменялась в пределах 8,32-11,07 тыс. руб./га. Наибольший
дополнительный доход 2160 руб./га получен в варианте предпосевной обработки
семян янтарной кислотой (10-3М), рентабельность 72%. Коэффициент
биоэнергетической эффективности в этом варианте составил 3,15.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОИЗВОДСТВУ
При возделывании яровой мягкой пшеницы (по зернобобовому
предшественнику) на лугово-черноземной почве в условиях лесостепи Западной
Сибири рекомендуется применение водного раствора янтарной кислоты в
концентрации 10-3М (или 0,012%) для предпосевной обработки семян в
комплексе с основным внесением минеральных удобрений в дозе N30P60. Данный
прием обеспечивает получение прибавки на уровне 0,59 т/га зерна.
Публикации автора в научных журналах
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.9 (522 отзыва)
4.5 (9 отзывов)
5 (9 отзывов)
4.2 (13 отзывов)
4.8 (9 отзывов)
4.8 (2878 отзывов)
5 (18 отзывов)
4.8 (211 отзывов)
4.4 (59 отзывов)
