Морфофизиологические процессы в онтогенезе растений пшеницы и ячменя при предпосевной обработке семян регуляторами роста в условиях Среднего Поволжья

Исследования проводились в 2017-2019 гг. на базе кафедры
«Общая биология и биохимия» ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет» (лабораторные опыты) и ФГБОУ ВО «Пензенский ГАУ» (полевые опыты).
Характеристика вегетационного периода: сумма активных температур колебалась от 1667,8С (2017) до 2091,7С (2019), сумма осадков – от 124,1 мм (2018) до 210,1 мм (2017). Гидротермический коэффициент (ГТК) по годам исследований составил: 1,26 (2017); 0,66 (2018); 0,70 (2019).
Характеристика почв: легкосуглинистый среднемощный чернозем выщелоченный. Содержание гумуса в верхнем горизонте 4,8-4,9%, щелочногидролизуемого азота (по Корнфильду) – 119,9-120,6 мг/кг почвы, подвижного фосфора – 101,7-102,1 мг/кг почвы, обменного калия (по Чирикову) – 151,8-152,1 мг/кг почвы. В малых количествах отмечены подвижные формы бора, марганца, молибдена, кобальта, меди и цинка.
Объекты исследований:
– яровая мягкая пшеница (Triticum aestivum L.), сорт Экада 113.
– яровой ячмень (Hordeum sativum L.), сорт Сурский фаворит. Регуляторы роста использовали в концентрациях в соответствие
с рекомендациями производителей: Рибав-Экстра – 3·10-4 л/л, Эпин-Экстра – 5·10-4 л/л, Мивал-Агро – 0,5 г/л, Крезацин – 1·10-3л/л.
Рибав-Экстра: 0,00152 г/л L-аланина + 0,00196 г/л L-глутаминовой кислоты. Эпин-Экстра: 0,025 г/л эпибрассинолида. Мивал-Агро: 760 г/кг триэтаноламмониевой соли ортокрезоксиуксусной кислоты + 190 г/кг 1-хлорметилсилатрана. Крезацин (крезолан): 480 г/л триэтаноламмониевой соли ортокрезоксиуксусной кислоты.
Определение степени набухания семян проводили по методике У. Руге в изложении О.А. Вальтера и соавт. (1957). Активность гидролитических
ферментов (амилазы) в семенах определяли по количеству гидролизованного крахмала (Плешков Б.П., 1985). Определение активности пероксидазы проводили спектрофотометрическим методом по окислению гваякола в присутствии перекиси водорода. Энергию прорастания и всхожесть изучали по методике ГОСТ 12038-84. Определение содержания пигментов проводили спектрофотометрическим методом (Третьяков Н.Н., 2003), интенсивности фотосинтеза – методом ассимиляционной пробы по Л.А. Иванову и др. (1950). Динамику линейных и количественных показателей проростков оценивали путем измерения длины ростка, максимальной длины зародышевого корешка, средней длины корешков на растении, количества корешков на 7, 9 и 11 сутки. Листовую поверхность растений вычисляли с учетом средней площади листа и количества листьев, с учетом количества растений вычисляли ассимиляционную поверхность агроценоза по фазам вегетации. Для определения биомассы и сухого вещества растения (20 шт.) взвешивали и затем высушивали в термостате при 105°С до постоянной массы. Фотосинтетический потенциал регистрировали в агроценозах с учетом межфазных периодов и в целом за вегетацию по общепринятым методикам (Третьяков Н.Н., 2003). Чистую продуктивность фотосинтеза определяли по А.А. Ничипоровичу (1961). Хозяйственную продуктивность (урожайность) определяли на каждой делянке опыта. Массу зерна получали после обмолота растений на сноповой молотилке.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ Морфофизиологические процессы при прорастании семян пшеницы и ячменя
Возможность прорастания семян определяется их метаболическим
состоянием, при котором стимулирующий фактор способен оказать воздействие, а семя способно ответить на это воздействие. Доступность воды обусловливает набухание, которое обеспечивает активацию метаболизма и последующее прорастание (Обручева Н.В., 2012).
В исследованиях установлено, что при набухании зерновок пшеницы и ячменя в контрольном варианте и в вариантах с регуляторами роста сохраняется классическая тенденция поступления воды, имеющая трех- фазный характер. На контроле через 10 часов влажность зерновок пшени- цы достигала значений 60,2%, что соответствовало окончанию первого этапа набухания – быстрого поступления воды (рисунок 1). Второй этап набухания, которому соответствует медленное поступление воды, в кон-
трольном варианте длился до завершения измерений. Динамика степени набухания в вариантах с Крезацином и Рибавом-Экстра значительно отлича- лась от контроля. Быстрое поступление воды завершалось через 8 часов, где показатели влажности соответствовали 57,7% (Рибав-Экстра) и 58,8% (Крезацин). Второй этап сокращался до трех-четырех часов.
Рисунок 1 – Степень набухания зерновок пшеницы, %
Первый этап набухания зерновок ячменя на контроле завершался через 14 часов (влажность 59,5%) (рисунок 2). При использовании Крезацина и Рибава-Экстра первый этап завершался через 10 часов в варианте с Крезацином (влажность 60,0%), и через 11 часов в варианте с Рибавом-Экстра (60,5%). Второй этап синхронно завершался через 30 часов набухания.
Рисунок 2 – Степень набухания зерновок ячменя, %
Проведенные исследования показали, что обработка препаратами Крезацин и Рибав-Экстра приводит к сокращению временного промежутка прохождения основных этапов набухания семян на обеих культурах, что может приводить к повышению активности метаболических процессов под действием данных препаратов.
В первые часы набухания семян происходит либо переход уже имеющихся ферментов в активное состояние, либо их синтез, либо актива- ция и синтез одновременно, что обусловливает повышение дыхания и ути- лизацию запасных веществ семени (Кондратьев М.Н, 2011).
Распад вторичных метаболитов, отложенных в запас и необходимых для обеспечения прорастания, осуществляется на разных временных про- межутках. В течение первых минут происходит использование простых углеводов, поддерживающих дыхание зародыша. В течение первых 24 ча- сов фиксируется избирательный распад запасных углеводов, катализируе- мый ферментами под контролем гормональной системы (Майер А.М., 1982).
Установлено, что суммарная активность α- и β-амилазы в зерновках пшеницы под действием Крезацина возрастала на 7,7-10,0% (max увеличе- ние через 1 час после намачивания), Рибава-Экстра – на 12,5-15,1% (max через 2 часа) (таблица 1). В опытах на зерновках ячменя под действием Эпина-Экстра активность гидролитических ферментов увеличивалась на 2,4-10,1%, Мивала-Агро – на 4,7-10,1% (mах увеличение через 4 часа).
Таблица 1 – Активность α- и β-амилазы в зерновках пшеницы при набухании, мг /мл·час(×10-4)
Время на- бухания, час Сухие зерновки 1
2 3 4 8 12
контроль
Рибав-Экстра
Вариант Эпин-Экстра
Мивал-Агро
Крезацин
23,11±0,02
71,11±0,02 80,00±0,01 72,89±0,02 71,11±0,02 78,22±0,01
–
108,44±0,01 156,44±0,01 199,11±0,01 206,00±0,03 206,76±0,01
—
94,22±0,02 138,67±0,01 199,11±0,03 205,41±0,01 207,14±0,03
99,56±0,01 101,33±0,03 103,11±0,02 142,22±0,03 140,44±0,01 149,33±0,01 200,89±0,01 199,11±0,01 197,33±0,01 204,34±0,02 205,53±0,01 206,11±0,01 207,52±0,01 206,93±0,03 207,88±0,03
9

Рибав-Экстра вызывал повышение активности общей амилазы на 7,1-17,0%, Крезацин – на 9,5-20,8% (max превышения через 2 часа набу- хания) (таблица 2). Обнаружена положительная корреляция между актив- ностью ферментов (3 часа набухания) и энергией прорастания: для пшени- цы R = 0,9548, y = 0,548x + 4,3381, для ячменя R = 0,8964, y = 0,4836x + 12,319.
Таблица 2 – Активность α- и
набухании, мг /мл·час(×10-4)
β-амилазы в зерновках ячменя при
Время на- бухания, час Сухие зерновки 1
2 3 4 8 12
контроль
28,91±0,04
75,88±0,03
95,75±0,02 140,92±0,03 178,86±0,31 197,11±0,04 201,41±0,08
Вариант Эпин-Экстра
–
81,30±0,01 77,69±0,02 79,49±0,02 83,11±0,08
Рибав-Экстра
Мивал-Агро
Крезацин
—
112,01±0,08 158,99±0,02 199,75±0,02 201,07±0,03 202,76±0,02
101,17±0,02 102,98±0,01 115,63±0,02 146,34±0,03 147,54±0,01 160,79±0,02 196,93±0,01 196,93±0,04 198,74±0,02 198,04±0,01 198,13±0,01 200,17±0,02 201,52±0,01 201,93±0,02 202,88±0,03
Уже в первые часы набухания семян регистрируется изменение активности ферментов антиоксидантной системы, в том числе пероксидазы (Рогожин В.В., 2012). Установлено, что обработка зерновок пшеницы Эпином-Экстра вызыва- ла увеличение активности фермента через 4 часа на 100%, в последующие часы – на 87,0-91,7% (таблица 3). При использовании Мивала-Агро наблюдалось увеличение изучаемого показателя на 105,6-117,6%, Рибава-Экстра – 149,2- 163,0% и Крезацина – 207,4-224,4%. В варианте с Эпином-Экстра активность пероксидазы в зерновках ячменя возрастала на 89,3-166,8% относительно кон- трольных значений. Мивал-Агро способствовал повышению активности фер- мента на 100,5-188,0%, Рибав-Экстра – 142,8-236,9%, Крезацин – 199,3-329,3%.
На обеих культурах максимальные превышения контрольных значений под действием регуляторов роста фиксировались через 4 часа набухания зерно- вок. Результаты корреляционно-регрессионного анализа показали положитель- ную корреляцию между активностью пероксидазы (через 24 часа набухания) и энергией прорастания: для пшеницы R = 0,7705, y = 0,0501x + 75,181; для ячме- ня R = 0,7027 , y = 0,0512x + 76,156.
Таблица 3 – Активность пероксидазы в зерновках пшеницы и ячменя (ед/1 г сырой массы · мин)
Вариант
Контроль Рибав-Экстра Эпин-Экстра Мивал-Агро Крезацин
Контроль Рибав-Экстра Эпин-Экстра Мивал-Агро Крезацин
Время набухания, часы
4 8 12 24
66,42±0,36 174,66±1,03 132,78±0,79 144,54±0,31 215,46±0,28
50,52±0,24 170,22±0,16 134,82±0,42 145,50±0,16 216,90±0,10
Пшеница 75,54±0,67
188,28±0,28
141,54±0,24
155,34±0,55
232,20±1,43
Ячмень 69,72±0,16
187,20±0,42 147,06±0,37 158,16±0,24 230,46±0,16
79,44±0,24 201,06±0,55 149,82±0,61 165,96±0,18 246,42±0,10
79,32±0,06 200,88±0,75 152,64±0,10 169,06±0,16 249,06±0,37
82,38±0,42 210,84±0,42 157,98±1,97 174,12±0,12 257,52±0,12
86,58±0,21 210,30±0,16 163,92±0,22 173,64±0,22 259,14±0,16
Основными показателями для оценки посевных качеств семян выступают энергия прорастания и всхожесть. При обработке семян пшеницы фиторе- гуляторами Рибав-Экстра и Крезацин показатели энергии прорастания и лабо- раторной всхожести увеличивались относительно контроля на 8,3% и 10,4% (Рибав-Экстра) и 6,9% и 7,0% (Крезацин) (рисунок 3,4).
Рисунок 3 – Энергия прорастания и лабораторная всхожесть семян пшеницы (2017-2019 гг.)
Рисунок 4 – Энергия прорастания и лабораторная всхожесть
семян ячменя (2017-2019 гг.)
В вариантах на ячмене Рибав-Экстра и Крезацин способствовали уве- личению показателей на 8,9% и 13,4%; 6,5% и 10,6% соответственно. Ре- зультаты корреляционно-регрессионного анализа показали прямую зави- симость между энергией прорастания и лабораторной всхожестью (для пшеницы коэффициент корреляции R = 0,9836, уравнение регрессии: y = 1,0729x – 0,0342, для ячменя R = 0,9847, y = 1,3452x – 25,803).
В результате проведенных исследований установлено повышение по- левой всхожести семян пшеницы и ячменя при предпосевной обработке регуляторами роста (рисунок 5, 6). Результаты корреляционно- регрессионного анализа показали высокую зависимость между лаборатор- ной и полевой всхожестью 2017 года (ГТК-1,26) пшеницы (R = 0,7945; y = 0,854x + 10,462) и ячменя (R = 0,9171; y = 0,6084x + 31,645). Между ла- бораторной всхожестью и полевой всхожестью 2018 года (ГТК-0,66) пше- ницы обнаружена средняя корреляция (R = 0,6993, y = 0,3338x + 41,128), ячменя – слабая отрицательная корреляция (R=-0,1935, y=-0,1048x + 80,288).
Рисунок 5 – Показатели полевой всхожести семян пшеницы (2017-2019 гг.)
Рисунок 6 – Показатели полевой всхожести семян ячменя
(2017-2019 гг.)
Период всходы-кущение 2018 года характеризовался низким количе- ством осадков (ГТК – 0,08), что объясняет различия между полевой и лабо- раторной всхожестью. Между лабораторной и полевой всхожестью 2019 года (ГТК-0,70) семян пшеницы коэффициент корреляции составляет 0,9727, уравнение регрессии: y = 0,6858x + 19,338, ячменя – R = 0,9500, y = 0,4905x + 35,374.
Активизация процессов метаболизма при набухании и прорастании зерновок пшеницы и ячменя реализуется в стратегии роста проростков, ко- торая объективно отражает интенсивность начальных процессов, происхо- дящих в семени. Стратегию роста под действием изучаемых препаратов рассматривали в динамике у проростков в возрасте 7, 9, и 11 суток по ре- гистрации линейных (длина ростка, длина корня) и количественных пока- зателей (количество нормально развитых корней).
Длина ростка пшеницы в варианте с Эпином-Экстра превышала кон- трольные показатели в возрасте 9 и 11 суток на 2,4% и 2,3% соответствен- но. Количество корней возрастало на 9,9%. Мивал-Агро вызывал увеличе- ние длины ростка у проростков в возрасте 7 суток на 2,6%. Количество развитых корней возрастало на 10,6%. В варианте с применением Рибав-Экстра длина ростка увеличивалась на 43,1-48,9% (max превышения в возрасте 9 суток). Количество корней возрастало на 22,4%, средняя длина всех корней – 29,1-43,0%, длина трех наиболее развитых корней – 42,0-50,8%, максимальная длина корня – 43,7-52,1%. Длина ростка под действием Крезацина у 7-11-суточных проростков увеличивалась на 50,1-55,6% (max превышение в возрасте 9 суток); количество развитых корней – 34,4%; средняя длина всех корней – 36,4-50,6%; длина трех наиболее развитых корней – 48,4-57,7%; максимальная длина корня – 50,6-61,5%.
При обработке семян ячменя препаратами Эпин-Экстра и Мивал-Агро наблюдалась только некоторая стимуляция роста корней. Рибав-Экстра вызывал увеличение длины ростка на 52,5-56,6%. Количество корней уве- личивалось на 17,6%; средняя длина всех корней – 42,3-50,6%, средняя длина трех наиболее развитых корней – 43,0-51,6%, максимальная длина корня – 44,9-52,2%. При использовании Крезацина длина ростка возраста- ла на 10,2-19,6%; количество корней – 19,1%; средняя длина всех корней – 26,0-43,3%; средняя длина трех наиболее развитых корней – 29,8-46,4%; максимальная длина корня – 35,1-50,2%. Можно предположить, что регу- ляторы роста оказывают разное стимулирующее воздействие на культуры и их влияние носит видоспецифичный характер, что имеет определенное практическое значение при использовании препаратов в сельскохозяйст- венном производстве.
Пероксидаза, наряду с другими ферментами составляет антиокси- дантную систему защиты растений, цель которой защитить организм от окислительного шока в период интенсивного роста посредством инактива-
ции активных форм кислорода. В этой связи в семенах и последующих проростках отмечена высокая активность фермента (Рогожин В.В., 2004).
У проростков пшеницы в возрасте 7 суток активность пероксидазы под действием изучаемых препаратов возрастала на 48,6-116,9%, 9 суток – на 44,9-121,0%, 11 суток – на 39,2-111,0% (таблица 4).
Таблица 4 – Активность пероксидазы в проростках пшеницы и ячменя (ед/г сырой массы·мин)
Вариант
Контроль Рибав-Экстра
Эпин-Экстра Мивал-Агро Крезацин
Контроль Рибав-Экстра Эпин-Экстра Мивал-Агро Крезацин
Время прорастания, сутки
7 9 11
877,20±1,59 1371,00±6,35
1307,40±2,26 1303,20±3,60 1902,60±1,04
885,00±2,16 1352,40±6,35 1322,40±1,59 1290,60±2,08 1935,60±2,16
Пшеница 918,60±2,40
1468,80±1,04 1330,80±2,16
1386,60±1,20
2034,00±3,60 Ячмень
946,80±1,80 1508,40±5,20 1367,40±3,65 1411,80±1,20 2161,20±0,60
1131,73±1,07 1867,73±1,17
1575,47±1,05
1622,40±0,43 2386,1330±4,27
1262,93±2,13 1813,33±2,13 1605,33±2,82 1729,07±5,64 2381,87±4,65
В проростках ячменя увеличение активности фермента относительно контроля на 7 сутки составляло 45,8-118,7%, на 9 сутки – 44,4-128,2%, на 11 сутки – 27,1-88,5%.
При прорастании семян и развитии проростков важным аспектом яв- ляется формирование фотосинтезирующей системы первых листьев. Влия- ние регуляторов роста на формирование фотосинтезирующей системы оценивали по содержанию хлорофиллов a и b, а также каротиноидов в ди- намике у 7-11 суточных проростков. Стабильное повышение содержания хлорофилла a в проростках давала обработка семян препаратами Рибав- Экстра и Крезацин (14,2-15,1%). Статистически достоверных различий между вариантами выявлено не было. Содержание хлорофилла b в вариан- те с Рибавом-Экстра превышало контроль на 7 (94,7%), 9 (85,9%) и 11 су- тки (78,1%). Максимальные показатели содержания хлорофилла b отмече-
ны в варианте с Крезацином (превышение составило 99,1%, 90,5%, 84,4% в возрасте 7, 9 и 11 суток соответственно). Рибав-Экстра способствовал по- вышению суммы хлорофиллов в проростках пшеницы на 33,0-35,5%, Крезацин – 34,4-36,7% (max превышениена 7 сутки). Различия в данных вариантах были статистически достоверны (P˂0,05). Содержание кароти- ноидов в варианте с Эпином-Экстра увеличивалось на 2,6-5,2% (max в воз- расте 9 суток). Рибав-Экстра повышал содержание каротиноидов в проро- стках на 2,2-8,8%, Крезацин – 4,9-10,4% (max в возрасте 7 суток).
Крезацин увеличивал содержание хлорофилла a в проростках ячменя на 15,4-15,9%, Рибав-Экстра – 19,8-20,9%. При обработке Рибавом-Экстра и Крезацином у 7-суточных проростков количество хлорофилла b увели- чивалось на 124,7% и 140,0%, 9-суточных – 73,3% и 86,4%, 11-суточных – на 73,5% и 87,1%. Сумма хлорофиллов a и b под действием Крезацина и Рибава-Экстра увеличивалось на 34,6-43,0% (7-11 сутки); количество каро- тиноидов – 2,5-6,2% (Рибав-Экстра) и 6,0-9,0% (Крезацин).
Изучение интенсивности фотосинтеза проводили в динамике у проро- стков пшеницы и ячменя в возрасте 7, 9 и 11 суток с учетом процессов ды- хания. В вариантах на пшенице с препаратами Эпин-Экстра и Мивал-Агро у 11-суточных проростков ИФ увеличивалась на 9,6% и 17,7% соответст- венно (рисунок 7). При использовании Рибава-Экстра у проростков пше- ницы в возрасте 7 суток ИФ возрастала на 22,5%, 9 суток – 15,6%, 11 суток – 18,0%. Использование препарата Крезацин повышало ИФ на 28,6-57,6% с увеличением эффекта у проростков от 7 до 11 суток.
ИФ у проростков ячменя в варианте с Рибавом-Экстра увеличивалась на 18,3% (7 суток), 10,0% (9 суток) и 12,6% (11 суток) (рисунок 8).
Рисунок 7 – Интенсивность фотосинтеза в проростках пшеницы
Рисунок 8 – Интенсивность фотосинтеза в проростках ячменя
Максимальные значения ИФ отмечены у проростков в варианте с препаратом Крезацин (увеличение на 39,2-53,4%). На основе корреляцион- ного анализа установлена зависимость между содержанием пигментов хлорофилла a+b и интенсивностью фотосинтеза: для пшеницы R = 0,7279, y = 4,789x + 2,6245, для ячменя R = 0,8273, y = 8,4796x – 5,1723.
Роль фотосинтеза в обеспечении энергозатрат клетки считается доми- нирующей при значительном подавлении дыхания в световую фазу. Одна- ко взаимосвязь этих процессов в клетках растений является важным зве- ном в цепи общего метаболизма. Интенсивность дыхания проростков пше- ницы в вариантах с препаратом Мивал-Агро увеличивалась на 5,5-8,1%, Рибав-Экстра – 2,8%-19,4% (max в возрасте 7 суток). Интенсивность про- цесса максимально возрастала в вариантах с Крезацином (в 1,9-2,3 раза).
Интенсивность дыхания проростков ячменя в вариантах с препаратом Мивал-Агро возрастала по сравнению с контрольными значениями на 5,3- 13,9% (9, 11 сутки); Рибав-Экстра – 12,9% (7 сутки), 27,9% (9 сутки) и 14,0% (11 сутки). В набольшей степени активации дыхания проростков способствовала обработка семян Крезацином (увеличение 75,1% (7 сутки), 94,8% (9 сутки) и 88,2% (11 сутки)). Результаты корреляционно- регрессионного анализа показали положительную взаимосвязь между ак- тивностью пероксидазы и интенсивностью дыхания: для пшеницы R=0,7989, y=0,0104x–1,6193,дляячменяR=0,8948,y=0,0116x–4,2407.
Показатели ростовой и функциональной активности листового аппарата в онтогенезе растений, формирование биомассы и
продуктивности посевов
Физиологическое состояние растений в течение вегетационного пе- риода может быть оценено по функциям роста, так как данный процесс наиболее полно отражает все метаболические и функциональные измене- ния в онтогенезе (Шевелуха В.С., 1992).
Исследования, проведенные в полевых опытах, были направлены на изучение ростовых функций листьев, изменение сырой и сухой массы рас- тений пшеницы и ячменя по основным фазам вегетации.
Мивал-Агро способствовал увеличению средней площади одного лис- та пшеницы (среднее за три года) по фазам вегетации на 18,6-48,9% (max в фазу кущения). Количество листьев достоверно увеличивалось в период трубкование-восковая спелость на 11,0-16,8% (Р˂0,05). В вариантах с предпосевной обработкой семян Рибавом-Экстра и Крезацином фиксиро-
вали превышение контрольных показателей по средней площади одного листа на 15,0-35,8% и 29,5-48,9%, количества листьев на растении – 14,6- 20,1% и 12,0-20,3% соответственно. Обработка семян ячменя Рибавом- Экстра и Крезацином вызывала увеличение площади одного листа на рас- тении на 16,2-51,1% и 30,8-57,0%. Количество листьев достоверно увели- чивалось в обоих вариантах в фазу колошения на 13,0-13,6% и в фазу ку- щения на 8,3% (Крезацин) (Р˂0,05).
В онтогенезе растений пшеницы и ячменя в динамике по основным фазам вегетации фиксировали изменения сырой и сухой массы.
Фотосинтетическая деятельность растений в агроценозе определяется нарастанием листовой поверхности в период вегетации, количеством рас- тений на единицу площади посева, длительностью фотосинтетического функционирования растений. В вариантах с применением препаратов Рибав-Экстра площадь ассимиляции посева ячменя в фазу колошения была выше контрольных значений на 65,4%, Крезацин – на 68,2 %. (таблица5).
Таблица 5 – Фотосинтетическая деятельность растений пшеницы и ячменя в агроценозах (2017-2019 гг.)
Контроль Рибав-Экстра Эпин-экстра Мивал-Агро Крезацин
Вариант
ФП,
тыс. м2/га·сутки (за вегетационный период)
S лист.пов.
агроценоза (фаза колошения), тыс.м2/га
ЧПФ, г/м2·сутки (колошение – восковая спелость)
Пшеница
1376,81 25,54±2,65
10,04 2181,30 41,58±3,53 7,17
1515,36 27,54±2,57
2010,84 36,81±3,12 7,82 2246,37 40,68±4,11 8,52
11,19
Контроль 1156,32 Рибав-Экстра 1867,04 Эпин-экстра 1318,12 Мивал-Агро 1268,05 Крезацин 1974,91
Ячмень 21,66±0,93
10,46 35,90±1,14 8,45
24,24±1,38
24,87±0,54
36,51±3,67 7,90
12,72 12,64
17

В вариантах с применением регуляторов роста Мивал-Агро данный показатель в агроценозе пшеницы увеличился на 44,1%, Рибав-Экстра – 62,8%, Крезацин – 59,3% .
Результаты корреляционно-регрессионного анализа показали прямую взаимосвязь между площадью листовой поверхности агроценоза в фазу колошения и урожайностью: для пшеницы коэффициент корреляции со- ставил 0,9587, уравнение регрессии y = 0,030x + 1,969, для ячменя R = 0,9949, y = 0,040x + 1,816.
Важной интегральной характеристикой динамики формирования посевов является фотосинтетический потенциал. В посевах пшеницы он возрастал на 10,0% (Эпин-Экстра); 46,1% (Мивал-Агро); 58,4% (Рибав-Экстра); 63,2% (Кре- зацин). В посевах ячменя – 14,0% (Эпин-Экстра); 9,7% (Мивал-Агро); 61,5% (Рибав-Экстра); 70,8% (Крезацин). Корреляционно-регрессионный анализ показал прямую положительную корреляцию между величиной ФП и урожайностью: для пшеницы коэффициент корреляции составляет 0,9793, уравнение регрессии y = 0,021x + 1,925, для ячменя – R = 0,9791, y = 0,017x + 1,846.
Для оценки продуктивности работы листьев используется показатель чистой продуктивности фотосинтеза (ЧПФ). Наименьшие значения ЧПФ преимущественно фиксировались в вариантах с большей листовой поверх- ностью, т.к. потребности растений в ассимилятах покрывались достаточ- ной площадью листа без интенсивной нагрузки на хлоропласт.
Фотосинтетическая деятельность растений в период вегетации опре- деляет конечную продуктивность растений, слагаемыми которой являются биологический и хозяйственный урожай. Мивал-Агро способствовал по- вышению сухой массы пшеницы (биологического урожая) на 42,8%, при этом урожайность увеличилась на 17,6%, Рибав-Экстра – на 27,2% и 18,4%, Крезацин – на 46,5% и 21,7% (таблица 6).
Предпосевная обработка семян Эпином-Экстра увеличивала сухую массу растений ячменя на 16,5%, Мивалом-Агро на 21,0%. Хозяйственный урожай в данных вариантах не возрастал. Максимальные показатели по продуктивности в агроценозе ячменя получены в вариантах с Рибавом-Экстра и Крезацином.
Результаты корреляционно-регрессионного анализа показали прямую зависимость между накоплением сухой массы и урожайностью: для пше- ницы коэффициент корреляции составил R = 0,9441, уравнение регрессии y = 0,124x + 1,535, для ячменя R = 0,9405, y = 0,207x + 0,791.
Таблица 6 – Продуктивность агроценозов пшеницы и ячменя (2017-2019 гг.)
Вариант
Контроль Рибав-Экстра Эпин-Экстра Мивал-Агро Крезацин
Контроль Рибав-Экстра Эпин-Экстра Мивал-Агро Крезацин
К Сухая масса хоз растений, т/га
пшеница
0,28 9,40±0,36 0,26 11,96±0,62
0,26 10,98±0,50 0,23 13,42±0,95 0,24 13,77±1,01
ячмень
0,30 8,71±0,87 0,28 11,64±1,05 0,28 10,15±0,39 0,27 10,54±0,68 0,27 12,02±0,72
Урожайность, т/га
2,67±0,11 3,16±0,09
2,87±0,12 3,14±0,08 3,25±0,09
2,69±0,05 3,31±0,06 2,80±0,07 2,87±0,14 3,28±0,07
Предпосевная обработка семян пшеницы и
Рибав-Экстра и Крезацин способствовала повышению биологической и хо- зяйственной продуктивности данных культур. Несмотря на снижение хо- зяйственной доли урожая в общей биомассе посева, данные регуляторы способствовали повышению урожайности в неоднозначных гидротермических условиях, складывающихся в годы исследований в регионе. Эффектив- ность препарата Мивал-Агро экспериментально подтверждена только в аг- роценозе пшеницы.
Выводы
1. Обработка семян пшеницы и ячменя препаратами Рибав-Экстра и Крезацин приводит к сокращению временного промежутка прохождения основных этапов набухания семян. Достижение порогового значения 60% влажности на пшенице сокращается на 2 часа, ячмене – на 3 и 4 часа.
2. Суммарная активность α- и β-амилазы в зерновках пшеницы под действием регуляторов роста повышается в первые 3 часа набухания на 2,5-5,7% (Эпин-Экстра);1,3-7,6% (Мивал-Агро); 7,7-10,0% (Крезацин);
ячменя препаратами

12,5-15,1% (Рибав-Экстра), в зерновках ячменя – на 2,4-10,1% (Эпин-Экстра); 4,7-10,1% (Мивал-Агро); 7,1-17,0% (Рибав-Экстра); 9,5-20,8% (Крезацин).
3. Активность пероксидазы наиболее значимо увеличивается в первые 8 часов набухания семян. В зерновках пшеницы под действием ре- гуляторов роста количество фермента возрастет в течение 24 часов набу- хания в 1,87-3,24 раза, зерновках ячменя – 1,89-4,29 раза. Степень эффек- тивности препаратов: Эпин-Эстра˂Мивал-Агро˂Рибав-Экстра˂Крезацин.
4. Предпосевная обработка Крезацином повышает энергию про- растания семян пшеницы на 6,9%, ячменя – 6,5%; лабораторную всхо- жесть пшеницы – 7,0%, ячменя – 10,6%. Рибав-Экстра повышает энергию прорастания семян пшеницы на 8,3%, ячменя – 8,9%; лабораторную всхо- жесть пшеницы –10,4%, ячменя – 13,4%. Между показателями лабораторной и полевой всхожести существует высокая положительная корреляция.
5. Препараты Рибав-Экстра и Крезацин повышают скорость рос- товых процессов проростков: длина ростка увеличивается на 43,1-55,6% (пшеница), 10,2-56,6% (ячмень); средняя длина всех корней – 29,1-50,6% (пшеница), 26,0-50,6% (ячмень); количество корней –22,4-34,4% (пшени- ца), 17,6-19,1% (ячмень).
6. В проростках пшеницы и ячменя под действием препаратов Рибав-Экстра и Крезацин возрастает содержание хлорофилла b на 73,3- 140,0%, суммарное содержание хлорофиллов (a+b) – 33,0-43,0%. Скорость фотосинтеза увеличивается на 10,0-57,6%.
7. Под действием регуляторов роста в проростках пшеницы и яч- меня повышается активность пероксидазы на 27,1-128,2%, интенсивность дыхания возрастает на 5,3-13,9% (Мивал-Агро); 2,8-27,9% (Рибава-Экстра); 75,1-131,0% (Крезацин).
8. Препараты Мивал-Агро, Рибав-Экстра и Крезацин увеличивают среднюю площадь листа и количество листьев у растений пшеницы в течение вегетационного периода. У растений ячменя возрастает средняя площадь листа одного растения под действием Крезацина и Рибава-Экстра.
9. Листовая поверхность посева пшеницы в среднем за три года возрастает при предпосевной обработке семян регуляторами роста Мивал-Агро, Рибав-Экстра и Крезацин на 35,2-79,7%, ФП вегетационного периода увеличивается на 634,0-869,6 тыс. м2/га·сутки. В посевах ячменя ассимиляционная поверхность возрастает на 28,9-86,2%, ФП увеличивается на 710,7-818,6 тыс. м2/га·сутки под действием препаратов Рибав-Экстра и
Крезацин. Максимальный стимулирующий эффект на формирование лис- товой поверхности проявляется в период кущение-выход в трубку.
10. Регуляторы роста повышают биологическую продуктивность растений пшеницы на 16,8-46,5%, ячменя – на 16,5-38,0%. Урожайность пшеницы составила 3,14 т/га, прибавка к контролю 0,47 т/га (Мивал-Агро); 3,16 т/га, прибавка к контролю 0,49 т/га (Рибав-Экстра); 3,25 т/га, прибавка к контролю 0,58 т/га (Крезацин). Урожайность ячменя – 3,28 т/га, прибавка к контролю 0,59 т/га (Крезацин); 3,31 т/га, прибавка к контролю 0,62 т/га (Рибав-Экстра).
Предложения производству
С целью повышения биологической продуктивности и хозяйственного урожая яровой мягкой пшеницы Экада 113 и ячменя Сурский фаворит в агроклиматических условиях Пензенской области рекомендуем проводить предпосевную обработку семян следующими регуляторами роста: пшени- ца – Рибав-Экстра (3·10-3 л/л в расчете 10 л на 1 т), Крезацин (1·10-3л/л в рас- чете 10 л на 1 т), Мивал-Агро (0,5 г/л в расчете 10 л на 1 т); ячмень – Рибав-Экстра (3·10-3 л/л в расчете 10 л на 1 т), Крезацин (1·10-3л/л в расчете 10 л на 1 т).