Титульный лист и исполнители
Реферат
Отчет 61 с., 1 кн., 7 рис., 27 табл., 29 источн., 4 прил.
Микроудобрения, бор, марганец, медь, цинк, чернозем выщелоченный, озимая пшеница, урожайность, качество урожая
Объектом исследований является озимая пшеница сорта «Алая Заря» селекции ФГБОУ ВО Воронежского ГАУ; стандартные удобрения: аммиачная селитра, мочевина, хлористый калий, суперфосфат двойной, азофоска; микроэлементы: медь, цинк, марганец, бор как в составе простых соединений (CuSO4, ZnSO4, MnSO4, H3BO3), так и в составе комплексов – с трилоном Б и рядом других комплексообразователей. Последние были в составе промышленных препаратов «Полидон Амино Старт» и «Полидон Профи»; чернозем выщелоченный среднемощный малогумусный тяжелосуглинистый на покровном суглинке.
Цель работы – изучить эффективность предпосевной обработки семян и листовой подкормки озимой пшеницы растворами микроэлементов на урожайность и качество зерна озимой пшеницы.
В процессе работы проводились лабораторные, вегетационные и полевые опыты по изучению влияния микроэлементов на энергию прорастания, лабораторную всхожесть, урожайность и качество зерна озимой пшеницы.
В результате исследований обоснована целесообразность предпосевной обработки семян и листовой подкормки озимой пшеницы микроэлементами. Даны рекомендации производству.
Основные конструктивные и технико-эксплуатационные показатели: значимое положительное влияние микроэлементов на энергию прорастания, лабораторную всхожесть, урожай и качество зерна озимой пшеницы при минимальном расходе препаратов.
Степень внедрения – внедрение результатов исследований проведено в ООО «Сельхозинвест» Тербунского района Липецкой области на посевах озимой пшеницы площадью 3000 га.
Эффективность предложенных приемов определяется низкой стоимостью препаратов и значительным влиянием на урожай и качество зерна озимой пшеницы. Эти приемы могут применяться в технологии возделывания озимой пшеницы в ЦЧЗ.
Введение
В настоящее время агрохимической службой страны установлено, что большинство почв Российской Федерации имеет недостаточное содержание микроэлементов. Например, в Воронежской области 99,7% площади пашни имеют низкую обеспеченность цинком, 96,5% — медью, 61% — марганцем. В то же время новые высокопродуктивные сорта сельскохозяйственных культур, имеющие интенсивный тип обмена веществ и выращиваемые по интенсивным технологиям, требуют достаточной обеспеченности почвы всеми элементами питания, в том числе и микроэлементами. Поэтому их дефицит может стать фактором, сдерживающим дальнейший рост урожаев и качества сельскохозяйственных культур [12].
Потребность в микроудобрениях растет также и в связи с расширением применения высококонцентрированных макроудобрений, которые лучше очищены и почти не содержат примесей микроэлементов. Кроме того, внесение повышенных доз азота, фосфора и калия сдвигает ионное равновесие почвенного раствора часто в сторону, неблагоприятную для поглощения растениями микроэлементов [3].
Между тем применение микроудобрений технологически не сложно и не требует больших затрат труда и средств. Помимо непосредственного внесения в почву, можно использовать их для обработки семян перед посевом, совмещая эту операцию с протравливанием, и некорневых подкормок в период вегетации культур совместно с обработкой пестицидами [3].
В современных условиях наметилась тенденция к использованию микроудобрений на хелатной основе, обладающих более эффективным действием по сравнению с простыми солями. Однако технологии их применения в основном базируются на рекомендациях зарубежных ученых и поэтому требуют более детального изучения в конкретных условиях сельскохозяйственного производства нашей страны [25].
Одной из основных сельскохозяйственных культур является озимая пшеница. По данным Росстата в 2018 году на ее долю приходилось 56,1% всех посевов РФ. Среднегодовая урожайность культуры при этом была не высокой и составляла 35,1 ц/га. При этом стоит отметить, что хотя в последнее десятилетие наметился тренд в сторону повышения урожайности этой культуры, но все же есть резервы дальнейшего ее увеличения. Толчком к этому может послужить внедрение передовых технологий в процесс выращивания озимой пшеницы, в том числе использование новых видов микроудобрений на хелатной основе [23].
В связи с этим целью наших исследований было установить влияние обработки семян и некорневых подкормок микроэлементами, находящимися в составе удобрений как в виде простых солей, так и в хелатной форме, на лабораторную всхожесть семян озимой пшеницы, ее урожайность и показатели качества в условиях лабораторного, вегетационного и полевого опытов.
В задачи исследований входило:
1. Изучить влияние микроэлементов, находящихся в составе удобрений как в виде простых солей, так и в хелатной форме, на энергию прорастания и лабораторную всхожесть семян озимой пшеницы.
2. Изучить влияние обработки семян и некорневых подкормок микроэлементами, находящимися в составе как промышленных комплексных препаратов, так и в водном растворе простых соединений в хелатной форме, на урожайность зеленой массы озимой пшеницы в условиях вегетационного опыта.
3. Установить влияние некорневых подкормок микроэлементами, находящимися в составе как промышленных комплексных препаратов, так и в водном растворе простых соединений в хелатной форме, на урожайность и качество урожая озимой пшеницы в условиях полевого опыта.
Научная и практическая значимость. Изучена сравнительная эффективность новых предлагаемых рынком препаратов на основе микроэлементов и смеси простых солей микро- и макроэлементов в хелатной форме. Обоснована целесообразность предпосевной обработки семян и листовой подкормки озимой пшеницы микроэлементами. Применение этих приемов в практике сельскохозяйственного производства позволит увеличить урожайность и повысить качество зерна озимой пшеницы при минимальных материально-денежных затратах вследствие низкой стоимости препаратов (Н3ВО3, ZnSO4, MnSO4, CuSO4).
1. Обзор литературы
1.1 Физиологическая роль микроэлементов в жизни растений
В настоящее время выяснено, что микроэлементы входят в состав большого числа ферментов, роль которых в жизни растений велика: они ускоряют биохимические реакции, обеспечивая их протекание при обычной температуре организма. При недостатке отдельных микроэлементов, входящих в состав ферментов, активность последних резко снижается. Доказано положительное влияние микроэлементов на способность растений противостоять неблагоприятным условиям зимовки, а также на холодостойкость, жаростойкость, устойчивость к полеганию, солеустойчивость, засухоустойчивость [3, 27].
Микроэлементы, хотя и необходимы растениям в меньшем количестве, чем макроэлементы, выполняют жизненно важные функции в растительном организме, и без них растение не может полноценно закончить период своего развития.
К одним из наиболее важных для растений микроэлементов относят бор. Его положительное действие на растения впервые было отмечено еще в 1902 г. В дальнейшем, по мере развития науки, учеными было установлено, что функции бора в растительном организме, прежде всего, связаны со следующими основными процессами:
1. Метаболизмом углеводов и передвижением сахаров.
2. Синтезом ДНК, РНК и фитогормонов.
3. Образованием клеточных стенок.
4. Развитием тканей [9, 25].
Исключительно важную функцию бор выполняет в углеводном обмене. Полагают, что его роль особенно существенна в переносе сахаров, поскольку боратно-полисахаридный комплекс более подвижен, чем полярные молекулы сахаров.
Бор повышает содержание в растениях витаминов группы В и аскорбиновой кислоты. М.Я Школьником (1974) доказана положительная роль этого элемента в нуклеиновом обмене. Исключение бора из питательной среды у бобовых растений приводит к прекращению синтеза ДНК у большинства клеток [28].
Бор регулирует азотный обмен растений. Обнаружено, что при нормальном борном питании содержание аминокислот в растениях возрастает, а органических кислот уменьшается. Наблюдается усиление синтеза амидов, аминокислот и белков в растительном организме.
Бор также играет важную роль в развитии репродуктивных органов растений, в процессах оплодотворения. Внесение борных удобрений сопровождается усиленным притоком сахаров к репродуктивным органам, что способствует лучшему прорастания пыльцы, усиливает поступление воды в пыльцевые трубки растений и повышает семенную продуктивность.
При некорневой подкормке бором повышается интенсивность фотосинтеза в утренние и вечерние часы, а при его введении в питательный раствор наблюдается четырехкратное повышение общего содержания хлорофилла [9, 10].
Ученые отмечают, что при борном голодании происходит накопление фенолов, что, в конечном счете, и ведет к нарушению формирования репродуктивных органов и процесса оплодотворения, нарушениям в нуклеиновом и белковом обмене и другим негативным процессам. Из-за этого злаки, у которых не накапливаются фенолы при формировании вегетативных органов, отличаются меньшей потребностью в боре. Острые симптомы борного голодания проявляются у них только при формировании репродуктивных органов. В то же время у двудольных растений при недостатке бора в раннем возрасте либо одновременно и быстро наступает подавление роста корней и отмирание точек роста (подсолнечник, томаты и др.), либо быстро проявляется подавление роста корней, а позднее – отмирание точек роста стебля [21, 22].
В растения бор поступает в форме аниона и находится там в составе органических соединений типа многоатомных спиртов и эфиров. По данным В.Б. Ильина (1973) при содержании бора менее 10 мг/кг в сухой массе злаков растения испытывают дефицит элемента, а при содержании более 190 мг/кг сухого вещества бор оказывает токсичное действие на них [6].
Другим микроэлементом необходимым для роста и развития растения выступает марганец. В клетках растительного организма максимальное количество марганца сосредоточено в цитоплазме. Из клеточных органелл больше всего марганца содержится в хлоропластах.
Его роль в растительном организме связана с активацией многочисленных ферментов, особенно при фосфорилировании. Благодаря способности переносить электроны путем изменения валентности он участвует в различных окислительно-восстановительных реакциях. В световой реакции фотосинтеза он участвует в расщеплении молекулы воды.
Марганец играет существенную роль в регулировании генетической функции растений. При его дефиците в растениях снижается содержание ДНК и РНК [4]. Важную роль выполняет марганец и в азотном обмене, усиливая синтез аминокислот, полипептидов, белков и аскорбиновой кислоты. Он принимает участие в процессе восстановления нитратного азота до аммиака, катализируя деятельность таких ферментов, как нитратредуктаза и гидроксиламинредуктаза. В связи с этим недостаток марганца в растениях способствует избыточному накоплению нитратов в продукции.
При недостатке марганца в растении накапливается закисное железо, а при его избытке — окисное железо, в результате чего возникает хлороз листьев.
Особенно требовательны к достаточному содержанию доступного марганца в почве злаки, свекла, картофель, плодовые и ягодные культуры [16, 24].
Нормальное функционирование растительного организма возможно при определенном содержании марганца в растениях. Оно определяется так называемыми пороговыми концентрациями, которые для пшеницы составляют:
– пределы нижнего порога при явлениях недостаточности – 4-5 мг/кг сухой массы;
– пределы нормального содержания – 16-190 мг/кг сухой массы;
– пределы верхнего порога при явлениях токсикоза – 1000-2500 мг/кг сухой массы [7, 8].
Разнообразные физиологические функции в растительном организме выполняет и такой микроэлемент как цинк. Он оказывает большое влияние на окислительно-восстановительные процессы, скорость которых при его недостатке заметно снижается. Дефицит цинка ведет к нарушению процессов превращения углеводов. При этом отмечено, что недостаток цинка сильнее проявляется у растений, богатых углеводами.
Цинк участвует в активации ряда ферментов, связанных с процессом дыхания. Первым ферментом, в котором был открыт цинк, является карбоангидраза, где на его долю приходится 0,33-0,34%. Цинк входит также в состав других ферментов – триозофосфатдегидрогеназы, пероксидазы, каталазы, оксидазы, полифенолоксидазы и мн. др.
Значение цинка для роста растений тесно связано с его участием в азотном обмене. Дефицит цинка приводит к значительному накоплению растворимых азотных соединений – амидов и аминокислот, что нарушает синтез белка. Под влиянием цинка повышаются синтез сахарозы, крахмала, общее содержание углеводов и белковых веществ. Цинковые удобрения повышают засухо-, жаро- и холодоустойчивость растений.
Многими исследователями доказана связь между обеспеченностью растений цинком и образованием и содержанием в них ауксинов. Цинковое голодание вызывается отсутствием активного ауксина в стеблях растений и пониженной его деятельностью в листьях.
Все культурные растения по отношению к недостатку цинка делятся на три группы: очень чувствительные, среднечувствительные и слабочувствительные. Озимую пшеницу относят к третьей группе. Однако, из-за его большой роли в накоплении белка и крахмала, он необходим в питании этой культуры.
Недостаток цинка для растений наблюдается чаще всего на песчаных и карбонатных почвах. Мало доступного цинка на торфяниках, а также на некоторых малоплодородных почвах.
Содержание цинка в различных органах растительного организма различается. Наиболее высокое оно в листья и точках роста, генеративных органах, где он концентрируется преимущественно в зародышах семян, в стеблях его меньше. Поэтому недостаток цинка сильнее сказывается на образовании семян, чем на развитии вегетативных органов [7, 8, 28].
Весьма специфична в растительном организме и роль меди. Она участвует в углеводном и белковом обменах растений. Под влиянием меди повышается как активность пероксидазы, так и синтез белков, углеводов и жиров. Недостаток меди вызывает у растений понижение активности синтетических процессов и ведет к накоплению растворимых углеводов, аминокислот и других продуктов распада сложных органических веществ. Также медь положительно влияет на образование хлорофилла и препятствует его разрушению.
Несмотря на то, что ряд других макро- и микроэлементов оказывает большое влияние на скорость окислительно-восстановительных процессов, действие меди в этих реакциях является специфическим и она не может быть заменена каким-либо другим элементом. Связано это с тем, что медь входит в состав ряда важнейших окислительных ферментов – полифенолоксидазы, аскорбинатоксидазы, лактазы, дегидрогеназы и др. Указанные ферменты осуществляют реакции окисления переносом электронов с субстрата к молекулярному кислороду, который является акцептором электронов. В связи с этой функцией валентность меди в окислительно-восстановительных реакциях изменяется (от двухвалентного к одновалентному состоянию и обратно).
Медь участвует и в ассимиляции различных форм минерального азота. При питании нитратами недостаток меди тормозит образование ранних продуктов их восстановления и вначале не сказывается на обогащении азотом аминокислот, амидов, белков, полипептидов. В дальнейшем же наблюдается сильное торможение обогащением 15N всех фракций органического азота, причем особенно значительно в амидах. При питании аммиачным азотом недостаток меди задерживает включение азота в белок и пептиды уже в первые часы после внесения азотной подкормки. Это указывает на особую роль меди при применении аммиачного азота.
Характерной особенностью действия меди является то, что этот микроэлемент повышает устойчивость растений против грибных и бактериальных заболеваний, в частности снижает заболевание зерновых культур различными видами головни.
Среди сельскохозяйственных культур самой высокой чувствительностью к недостатку меди характеризуется пшеница. Симптомы недостатка меди у нее проявляются в виде побеления и подсыхания верхушек молодых листьев. Все растение приобретает светло-зеленую окраску, колошение задерживается. При сильном медном голодании высыхают стебли. Такие растения совсем не дают урожая, или урожай бывает очень низкий и плохого качества.
Содержание подвижной меди в почвах нашей страны изменяется от 0,5 до 50 мг/кг почвы. Наиболее низким ее содержанием характеризуются дерново-подзолистые почвы (0,5-5 мг/кг почвы), выше ее содержание в черноземах, а богаты подвижной медью красноземы, каштановые и бурые почвы [7, 8, 28].
Таким образом, бор, марганец, цинк, медь и другие микроэлементы играют важную роль в жизни растений. Однако стоит помнить то, что многие микроэлементы в избыточном количестве вредны для растений, так как являются тяжелыми металлами, этому свидетельствуют многочисленные исследования [1, 11, 18].
Микроэлементы и тяжелые металлы — понятия, относящиеся к одним и тем же элементам и характеризующие их концентрацию в почве, продукции растениеводства и животноводства. Справедливо использовать термин «тяжелый металл» (ТМ), когда речь идет об опасных для живых организмов концентрациях элемента, и говорить о нем же, как о микроэлементе в том случае, когда он находится в почве, растении, организме животных и человека в нетоксических концентрациях или используется в малых количествах как микроудобрение [2]. В настоящее время разработаны предельно-допустимые концентрации элементов как в почве, так и в продовольственном сырье (таблица 1).
Таблица 1. Предельно-допустимые концентрации химических веществ в почве и зерне
| Элемент | ПДК в почве (мг/кг почвы) с учетом фона (кларка) | ПДК в зерне, мг/кг |
| Марганец | 1500 | 200,0 |
| Медь | 55 | 10,0 |
| Цинк | 100 | 50,0 |
Обеспеченность сельскохозяйственных культур химическими элементами питания, в том числе микроэлементами, определяется преимущественно их запасом в почвах. Однако для прогнозирования и практического применения микроудобрений большое значение имеет оценка почв по обеспеченности подвижными (доступными для растений) формами микроэлементов [20].
1.2 Влияние микроэлементов на урожайность и качество зерна озимой пшеницы
Обострившиеся в последнее время экономические и экологические проблемы требуют значительных изменений в применяемых технологиях в сторону их биологизации и ресурсосбережения. Это открывает пути к разработке новых направлений при возделывании сельскохозяйственных культур с использованием биологических средств защиты растений, регуляторов роста и микроэлементных удобрений.
Анализ содержания основных микроэлементов в почвах Воронежской области показал, что они имеют низкую обеспеченность подвижными формами бора, меди, цинка, марганца. В этих условиях получение высоких и стабильных урожаев основных сельскохозяйственных культур без внесения микроэлементных удобрений весьма проблематично. Между тем многочисленными исследованиями установлено, что их использование на посевах озимой пшеницы повышает полевую всхожесть семян, продуктивную кустистость, число зерен в колосе, урожайность и качество зерна. Они экономически выгодны и экологически безопасны [12].
Так, в опыте Н.Г. Мязина и Т.М. Толоконникова (2012) на черноземе выщелоченном использование для некорневых подкормок меди и бора в форме медного купороса и борной кислоты давало прибавку урожая по отношению к контролю – 2,9 и 2,7 ц/га, соответственно, увеличивало содержании белка и клейковины на 1,7 и 2,2%; 1,4 и 0,6%. Несколько ниже прибавка урожая была при некорневых подкормках сульфатом цинка и сернокислым марганцем – 2,2 и 1,6 ц/га, соответственно. Содержание белка и клейковины при этом увеличивалось на 0,7 и 1,8%; 1,1 и 2,8%. Наибольшая урожайность озимой пшеницы отмечалась в случае некорневых подкормок препаратом Мастер, содержащим микроэлементы в хелатной форме. Здесь же наблюдалось и самое высокое содержание белка и клейковины – 13,9 и 30,8%, соответственно [26].
Ученые Кубанского ГАУ также отмечали положительное действие поликомпонентной смеси микроэлементов (Mn, Zn, Cu, Co, Li, B), применяемых в некорневую подкормку в виде хелатных комплексов на продуктивность и качество зерна озимой пшеницы. При этом наибольшая эффективность поликомпонентного удобрения проявилась при подкормке в фазу кущения [15].
В опыте по изучению влияния бора, марганца и цинка на формирование урожайности озимой пшеницы было получено, что предпосевная обработка семян увеличивала их энергию прорастания (в среднем на 2,0%), а также полевую и лабораторную (на 2,3%) всхожесть. Предпосевную обработку проводили перед посевом из расчёта 1,0 л на 1 ц семян 0,1 % растворами микроэлементов, в период вегетации – 0,3 л на 15 м2 [19].
Проведенные Костиным В.В. и др. (2017) исследования по изучению действия микроэлементов-синергистов цинка и марганца на фотосинтетические показатели и урожайность озимой пшеницы при предпосевной обработке семян, некорневой подкормке в конце второй фазы органогенеза, при обработке семян плюс некорневой подкормке опытной культуры показывали, что под влиянием микроэлементов энергия прорастания увеличивалась на 3,66-5,11 %, лабораторная всхожесть на 1,83-3,04%. При использовании микроэлементов количество продуктивных стеблей увеличивалось на 1,8–6,3 %, количество зёрен в колосе – на 2–6 %, масса зерна с одного колоса – на 8,6–12,5 %, масса 1000 зерен – на 3,8–5 %. Урожайность на опытных вариантах повышалась на 0,23–0,87 т/га, при урожайности на контроле 3,54 т/га. Ученые пришли к выводу, что под влиянием цинка и марганца происходила активация ростовых процессов озимой пшеницы, способствующих улучшению посевных качеств семян, за счет увеличения энергии прорастания, всхожести, силы роста и усиления продукционного процесса, что в конечном итоге привело к повышению урожайности.
При этом зерно пшеницы обладало более высокими технологическими показателями за счет увеличения стекловидности на 2,1– 7,9 %, натуры зерна на 1,2–3,1 %, и массовой доли клейковины – на 4,6–11,9 %. Наблюдалось улучшение физико-химических свойств за счет увеличения степени гидратации. По показанию ИДК сформировалось зерно I и II групп качества. Установлены положительные связи для индекса деформации, массовой доли и степени гидратации клейковины [13].
Щукиным В.Б. и др. (2006) установлено влияние микроэлементов на формирование продуктивного стеблестоя растениями озимой пшеницы. Причем важное значение здесь имеет срок проведения подкормки. Так, при внесении бора, марганца и меди в начале выхода в трубку отмечалось снижение величины продуктивной кустистости по сравнению с контролем. В среднем за 1993–1995 гг. оно составляло по бору 5,7%, по меди и марганцу – 6,1%. В 1999–2002 гг. аналогичное снижение составляло по бору 1,46%, по меди –2,91%. Ученые связали это со снижением под влиянием бора, марганца и меди количества фитогормонов, из-за чего замедлялся рост побегов и в конечном итоге их дифференциация, что и отражалось на величине продуктивной кустистости.
Цинк, по данным Школьника М. Я. (1974), не вызывает снижения количества фитогормонов и, вероятно, вследствие этого величина продуктивной кустистости при внесении цинка в начале выхода в трубку была выше, чем при внесении бора, меди и марганца, и приближалась или же превышала контрольный вариант [28].
При некорневых подкормках в фазу колошения различия по величине продуктивной кустистости были малы. В эту фазу рост побегов и формирование генеративных органов в основном завершены, поэтому внесение микроэлементов на величину продуктивной кустистости значительного влияния не оказывало.
Изменение продуктивной кустистости отразилось на густоте стояния растений. Наибольшие различия по количеству растений к уборке между вариантами с некорневыми подкормками микроэлементами отмечались при внесении микроэлементов в начале выхода в трубку [29].
Лазаревым В.И. и Вартановой А.Б. (2014) изучалась сравнительная эффективность водорастворимых комплексных удобрений содержащих основные микроэлементы (бор, железо, медь, марганец, цинк) в хелатной форме – Новоферт, Nагро, Аквадон-Микро и Изагри при обработке семян и вегетирующих растений, в условиях черноземных почв Курской области. В среднем за годы исследований урожайность при обработке семян озимой пшеницы комплексными удобрениями с микроэлементами прибавка урожая была примерно равной и составляла 3,1-4,0 ц/га.
В вариантах с обработкой семян и двукратной обработкой посевов озимой пшеницы эффективность микроэлементных удобрений возрастала. Так, обработка семян и двукратная обработка посевов озимой пшеницы в фазе кущения и фазе начало выхода в трубку комплексными удобрениями с микроэлементами Новоферт, Изагри и Nагро обеспечивала получение 56,9-57,2 ц/га при урожайности в контрольном варианте равной 47,6 ц/га.
Результаты проведенных анализов также свидетельствуют о незначительном влиянии комплексных удобрений с микроэлементами, используемых только при обработке семян, на содержание сырой клейковины в зерне озимой пшеницы – 28,2-28,7%, при содержании клейковины на контроле равном 27,8%. Эффективность же использования микроэлементных удобрений при обработке семян и вегетирующих растений была значительно выше. Например, обработка семян комплексным удобрением с микроэлементами Новоферт (100 г/т) в сочетании с двукратной обработкой посевов в дозе 3 кг/га повышала содержание сырой клейковины в зерне озимой пшеницы на 2,0% [14].
Таким образом, на основе анализа литературных данных можно сказать, что во многих случаях применение микроэлементов под озимую пшеницу имеет положительный эффект. В то же время есть сведения об отрицательном действии некоторых микроэлементов, например, на продуктивную кустистость озимой пшеницы и густоту стояния растений к уборке.
Стоит отметить, что в настоящее время появился большой ассортимент удобрений, содержащих микроэлементы в хелатной форме. Однако если действие простых солей микроэлементов изучено в большей степени, то удобрения, содержащие микроэлементы в хелатной форме, еще нуждаются в проверке в конкретных условиях.
2. Объекты, методы и условия проведения исследований
2.1 Объекты исследований
Для изучения действия микроэлементов на озимую пшеницу исследования проводили со следующими объектами: озимая пшеница сорта «Алая Заря» селекции ФГБОУ ВО Воронежского ГАУ; стандартные удобрения: аммиачная селитра, мочевина, хлористый калий, суперфосфат двойной, азофоска; микроэлементы: медь, цинк, марганец, бор как в составе простых соединений (CuSO4, ZnSO4, MnSO4, H3BO3), так и в составе комплексов – с трилоном Б и рядом других комплексообразователей. Последние были в составе промышленных препаратов «Полидон Амино Старт» и «Полидон Профи»; чернозем выщелоченный среднемощный малогумусный тяжелосуглинистый на покровном суглинке.
Препарат «Полидон Амино Старт» характеризуется показателями, представленными в таблице 2.
Таблица 2. Состав и свойства препарата «Полидон Амино Старт»
| Показатели | Значения |
| L*-аминокислоты и олигопептиды | 250 г/л |
| Азот (N общий) | 100 г/л |
| Фосфор (Р2О5) | 75 г/л |
| Калий (К2О) | 25 г/л |
| Магний (MgO) | 15 г/л |
| Железо | 6 г/л |
| Марганец | 3 г/л |
| Цинк | 3 г/л |
| Медь | 3 г/л |
| Бор | 3 г/л |
| Молибден | 1 г/л |
| Кобальт | 0,05 г/л |
| рН | 3,8 |
| Плотность | 1,245 г/см3 |
В его состав входят: гидролизат растительных белков, полисахариды, композиция биополимеров и мембраноактивных компонентов, L-аминокислоты (аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, аспарагин, валин, глутаминовая кислота, глутамин, глицин, гистидин, гидрооксипролин, пролин, лейцин, изолейцин, лизин, гидрооксилизин, метионин, серин, треонин, триптофан, тирозин, дийодтирозин, фенилаланинцистеин).
Препарат «Полидон Профи» характеризуется составом и свойствами, представленными в таблице 3.
Таблица 3. Состав и свойства препарата «Полидон Профи»
| Показатели | Значения |
| Азот (N общий) | 50,0 г/л |
| Фосфор (Р2О5) | 10,0 г/л |
| Калий (К2О) | 10,0 г/л |
| Магний (MgO) | 3,0 г/л |
| Кальций (СаО) | 1,0 г/л |
| Сера (SO3) | 10,0 г/л |
| Бор (B) | 0,1 г/л |
| Медь (Cu) | 0,15 г/л |
| Железо (Fe) | 0,75 г/л |
| Марганец (Mn) | 0,375 г/л |
| Цинк (Zn) | 0,15 г/л |
| Молибден (Mo) | 0,5 г/л |
| Кобальт (Co) | 0,015 г/л |
| Натрий (Na2O) | 1,0 г/л |
| Кремний (SiO2) | 0,5 г/л |
| Гуминовые вещества (НА) | 10,0 г/л |
| Аминокислоты (L-AA) | 20 г/л |
| рН | 8,5–8,7 |
| Плотность | 1,15 |
Агрохимические свойства почвы, использованной для вегетационного опыта представлены в таблице 4. Перед закладкой вегетационного опыта почва по степени кислотности относилась к среднекислой и имела повышенную степень насыщенности основаниями. Содержание подвижного фосфора соответствовало классу средней обеспеченности, а обменного калия – повышенной.
Таблица 4. Агрохимические свойства почвы перед закладкой вегетационного опыта
| рНKCl | Нг | S | Т | V,% | Содержание подвижных форм, мг/кг почвы (по Чирикову) | |
| мг-экв/100 г почвы | Р2О5 | К2О | ||||
| 4,8 | 4,6 | 25,4 | 30,0 | 84,7 | 68 | 113 |
Агрохимические свойства почвы в полевом опыте представлены в таблице 5. Перед закладкой полевого опыта почва, также как и почва для вегетационного опыта, по степени кислотности относилась к классу среднекислой с повышенной степенью насыщенности основаниями (83,4%). Содержание подвижного фосфора в данной почве соответствовало классу повышенной обеспеченности, а обменным калием – высокой.
Таблица 5. Агрохимические свойства почвы в полевом опыте
| рНKCl | Нг | S | V,% | Содержание подвижных форм, мг/кг почвы (по Чирикову) | |
| мг-экв/100 г почвы | Р2О5 | К2О | |||
| 4,7 | 5,5 | 27,6 | 83,4 | 136 | 158 |
Содержание подвижных форм микроэлементов в почвах представлено в таблице 6.
Таблица 6. Содержание подвижных форм микроэлементов в почвах (мг/кг почвы) вегетационного и полевого опытов, 2019 г.
| Вид опыта | Cu | Zn | Mn | B |
| Вегетационный | 0,15 | 1,1 | 17,4 | 0,6 |
| Полевой | 0,12 | 1,1 | 18,4 | 0,6 |
| Средняя обеспеченность черноземов | 0,20–0,50 | 2,0–5,0 | 10,0–20,0 | 0,7–1,4 |
Полученные данные свидетельствуют о том, что почва в вегетационном опыте по обеспеченности подвижной формой микроэлементов (медь, цинк, бор) характеризуется как низко обеспеченная. И только обеспеченность почвы марганцем соответствует среднему уровню, что для получения высоких урожаев является недостаточным.
Почва в полевом опыте в целом характеризуется аналогично.
Таким образом, одним из факторов, сдерживающим рост урожайности культуры, могло быть недостаточное содержание микроэлементов, а также повышенная почвенная кислотность, так как озимая пшеница наиболее благоприятно развивается при рНKCl 6,0–6,5. Повышение кислотности и соответствующее снижение величины рНKCl до 4,5–4,8 снижает ее урожайность в 1,5–2 раза.
2.2 Методы исследований
Оценку действия микроэлементов на озимую пшеницу проводили в лабораторном, вегетационном и полевом опытах. Для предпосевной обработки семян и некорневой подкормки растений пшеницы микроэлементами использовали 0,05% растворы вышеуказанных солей и 0,05% раствор борной кислоты. Рабочий раствор препарата «Полидон Амино Старт» готовили в соответствии с инструкцией по применению разбавлением в воде в двадцать раз. Рабочий раствор препарата «Полидон Профи» – готовили разбавлением в десять раз.
Зерно озимой пшеницы обрабатывали рабочими растворами с экспозицией десять секунд. Это, с одной стороны, гарантировало полный контакт всей поверхности зерен с препаратом, с другой стороны, приближало воздействие препарата по времени к производственной технологии предпосевной обработки семян.
Оценку влияния микроэлементов на энергию прорастания и лабораторную всхожесть озимой пшеницы проводили методом проращивания семян в рулонах бумаги (ГОСТ 12038-84). Это, в отличие от других методов, позволяло определять как энергию прорастания и лабораторную всхожесть, так и получать дополнительную информацию о влиянии микроэлементов на длину ростков.
Для изучения действия солей отдельных микроэлементов на зерно готовили 0,05% растворы из химически чистых соединений в дистиллированной воде. Для оценки действия микроэлементов в реальных условиях рабочие растворы готовили на природной воде (предварительно из воды удаляли хлор ее отстаиванием в течение суток).
Учитывая литературные сведения об усиленном действии на зерно смеси микроэлементов в сочетании с макроэлементами, в схемы опытов кроме микроэлементов входили азот, фосфор и калий. Кроме того схемы различались по концентрации раствора микроэлементов (таблицы 7–8). Кроме 0,05% растворов микроэлементов испытывались 0,005% растворы.
В отличие от лабораторного опыта в вегетационном опыте определяли комплексное воздействие микроэлементов на озимую пшеницу. При этом проводили как предпосевную обработку семян рабочими растворами микроэлементов со стандартной концентрацией в природной воде, так и некорневые подкормки растений микроэлементами в середине и в конце фазы кущения.
Таблица 7. Схема лабораторного опыта по изучению действия микроэлементов на энергию прорастания и лабораторную всхожесть семян озимой пшеницы (рабочие растворы на дистиллированной воде)
| № п/п | Содержание варианта |
| 1 | Дистиллированная вода (контроль) |
| 2 | Cu (0,05% раствор CuSO4) |
| 3 | Zn (0,05% раствор ZnSO4) |
| 4 | Mn (0,05% раствор MnSO4) |
| 5 | B (0,05% раствор H3BO3) |
| 6 | Смесь микроэлементов (0,05% раствор) |
Таблица 8. Схема лабораторного опыта по изучению действия микроэлементов на энергию прорастания и лабораторную всхожесть семян озимой пшеницы (рабочие растворы на природной воде)
| № п/п | Содержание варианта |
| 1 | Вода природная (контроль) |
| 2 | Смесь микроэлементов (0,005%) + NPK (0,05%) + трилон Б |
| 3 | Полидон Профи |
| 4 | Полидон Амино Старт |
Вегетационный опыт с почвенными культурами был заложен 19.04.2019 г. В опыте использовались цилиндрические сосуды, диаметром 20 см, высотой 40 см. Масса сухой почвы – 10 кг. Почва в сосудах (кроме контрольного варианта) предварительно смешивалась с макроэлементами в дозе N0,1P0,1K0,1. При этом на один сосуд приходилось 6,25 г азофоски (марка 16:16:16).
Схема вегетационного опыта по изучению действия комплекса микроэлементов представлена в таблице 9.
Таблица 9. Схема вегетационного опыта с микроэлементами
| № п/п | Содержание варианта |
| 1 | Без макро- и микроудобрений – контроль |
| 2 | N0,1P0,1K0,1 – фон |
| 3 | Фон + микроэлементы (Полидон Амино Старт) |
| 4 | Фон + микроэлементы (Полидон Профи) |
| 5 | Фон + микроэлементы (Соли + трилон Б) |
| 6 | Фон + микроэлементы (Соли + HNO3) |
Повторность вегетационного опыта пятикратная. Полив растений в период роста проводили не природной, а дистиллированной водой (чтобы исключить искажающее действие солей, содержащихся в природной воде). Учет урожая зеленой массы растений озимой пшеницы проведен 06.06.2019 г.
Изучение действия листовых подкормок пшеницы микроэлементами проведено в полевом опыте. Полевой опыт с микроэлементами проведен на базе стационарного полевого опыта кафедры агрохимии, почвоведения и агроэкологии на варианте с систематическим внесением оптимальной дозы минеральных удобрений под озимую пшеницу (N60P60K60). Предшественник – вико-овсяная смесь. Схема опыта включает аналогичные варианты, что и в вегетационном опыте. Отличие полевого опыта состоит в отсутствии предпосевной обработки семян микроэлементами. Общая площадь опытной делянки 17,8 м ×2,8 м = 49,8 м2, учетная – 2,0 м × 17,0 м = 34 м2. Повторность опыта четырехкратная. Размещение вариантов в пространстве – рендомизированное, в два яруса.
Таким образом, в полевом опыте изучается действие микроэлементов в виде некорневой подкормки растений данными растворами в фазу кущения и трубкования. Первое опрыскивание (конец кущения – начало трубкования) проведено 25.04.2019 г. после 20.00 часов ранцевым опрыскивателем при понижении температуры воздуха до 200С. Второе опрыскивание (конец трубкования – начало колошения) проведено 22.05.2019 г.
Перед уборкой урожая (13.07.2019 г.) поделяночно отобраны сноповые образцы пшеницы для определения структуры урожая. Учет урожая проведен сплошным методом, прямым комбайнированием специальным комбайном марки Terrion SR 2010.
Агрохимический анализ почвенных и растительных образцов проведен в лаборатории кафедры агрохимии, почвоведения и агроэкологии общепринятыми методами. В почве определяли: влажность – термостатно-весовым методом (ГОСТ 28268–89); рНKCl – потенциометрическим методом в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26483-85); гидролитическая кислотность – по Каппену (ГОСТ 26212-91); содержание обменного кальция и магния – комплексонометрическим методом (ГОСТ 26487-85); содержание аммонийного азота – фотометрическим методом (ГОСТ 26489); содержание нитратного азота – потенциометрическим методом (ГОСТ 26488); содержание подвижных форм фосфора и калия – по Чирикову в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26204-91); содержание подвижных форм меди, цинка и марганца – на атомно-адсорбционном спектрофотометре в ацетатно аммонийной вытяжке с рН 4,8 (РД 52.18.289–90), бора – (ГОСТ 50688–94).
В растениях определяли: содержание азота (ГОСТ 13496-93) и фосфора (ГОСТ 26657-97) – колориметрическим методом, калия – на пламенном фотометре (ГОСТ 30504-97); содержание меди, цинка и марганца – на атомно-адсорбционном спектрофотометре (ГОСТ 30692–2000), бора – (МУ ЦИНАО, 1977); количество и качество клейковины – по ГОСТ Р 54478-2011; натура зерна – на пурке (ГОСТ 10840-2017); масса 1000 зерен – весовым методом (ГОСТ ISO 520-2014) [17].
2.3 Условия проведения опыта
Для озимой пшеницы погодные условия 2018–2019 гг. нельзя оценить однозначно, таблица 10. Так, посев и дальнейшее осеннее развитие пшеницы осенью 2018 г. проходили при повышенной температуре, в среднем – на 2–40С выше среднемноголетней для этого периода.
Таблица 10. Метеоусловия периода вегетации озимой пшеницы, 2018-2019 гг.
| Месяц | Температура воздуха, 0С | Количество осадков, мм | ||||
| 2018 | 2019 | Ср. мн.* | 2018 | 2019 | Ср. мн. | |
| Январь | — | -6,8 | -6,1 | — | 47 | 41 |
| Февраль | — | -2,5 | -6,5 | — | 19 | 37 |
| Март | — | 1,3 | -1,0 | — | 42 | 33 |
| Апрель | — | 10,2 | 8,3 | — | 33 | 38 |
| Май | — | 17,1 | 14,8 | — | 91 | 46 |
| Июнь | — | 22,2 | 18,5 | — | 12 | 74 |
| Июль | — | 19,2 | 20,5 | — | 100 | 62 |
| Август | 21,4 | 19,4 | 19,2 | 18 | 25 | 52 |
| Сентябрь | 17,6 | — | 13,3 | 45 | — | 61 |
| Октябрь | 9,4 | — | 6,9 | 38 | — | 50 |
| Ноябрь | -1,5 | — | -0,4 | 4 | — | 46 |
| Декабрь | -5,1 | — | -5,0 | 74 | — | 44 |
Повышенной температуре воздуха осенью соответствовала высокая засушливость. В августе 2018 г. осадков выпало в три раза меньше нормы и, соответственно, посев и всходы растений шли при недостатке влаги.
Зимовка пшеницы, напротив, проходила в благоприятных условиях. Уже в декабре выпало очень много снега, что позволило растениям легко перенести декабрьские и январские морозы.
Весна и весеннее снеготаяние проходили для пшеницы также наилучшим образом. Несмотря на повышенное количество осадков в марте, накопленный снег таял постепенно, начиная с февраля. Предполагаемого сильного половодья не было, как и поверхностного стока. Все зимние запасы влаги ушли в почву, создав в ней мощный влагозапас.
Таким образом, возобновление вегетации озимой пшеницы весной шло при хорошем обеспечении почвы влагой в сочетании с более теплой, чем обычно погодой (на 20С).
Дальнейшее развитие озимой пшеницы (конец кущения, трубкование, колошение, цветение) также проходило при более теплой погоде (на 2–40С выше, чем обычно) и с хорошей увлажненностью почвы. Дополнительно на высокие почвенные влагозапасы наложились обильные осадки в мае (в два раза выше нормы).
Однако в последующем месяце – июне – условия развития пшеницы сменились на противоположные, резко отрицательные. Очень жаркая погода (днем до 35–370С и до 250С – ночью) в сочетании с почти полным отсутствием осадков (в шесть раз меньше нормы) не позволили озимой пшенице реализовать накопленный до этого потенциал. Зерно при таких условиях не могло нормально налиться и сформировать высокое его качество.
Таким образом, в целом можно охарактеризовать условия развития озимой пшеницы в 2019 году как очень хорошие до июня и неблагоприятные в июне на этапе налива и созревания зерна.
3. Результаты исследований
3.1 Влияние предпосевной обработки семян микроэлементами на энергию прорастания и лабораторную всхожесть семян озимой пшеницы
Изучение действия предпосевной обработки семян микроэлементами на прорастание озимой пшеницы проводили, как указывалось выше, в различных условиях (растворами различной концентрации, разными микроэлементами, на дистиллированной и водопроводной воде, в виде простых солей и в сочетании их с комплексообразователями и стимуляторами роста, с макроэлементами).
Результаты изучения действия каждого микроэлемента в отдельности в растворах на дистиллированной воде представлены в таблице 11 и приложении А (таблицы 1 и 2). Так, видно, что наиболее сильно побуждают семена к прорастанию цинк и смесь микроэлементов. От их действия количество проклюнувшихся семян через сутки составляет 80%, что значительно (на 27 процентных пункта) выше, чем на контроле (дистиллированная вода). Наименее активно действовали бор и марганец.
Однако через сутки эти характеристики существенно сближаются по величине. Общее количество проклюнувшихся в опыте зерен уже составляет 96–100%. В этом случае наиболее эффективно действовала медь.
Таблица 11. Динамика начала развития озимой пшеницы в опыте с микроэлементами (на дистиллированной воде)
| Варианты опыта | Проклюнулось зерен, % | |
| через 1 сутки | через 2 суток | |
| 1. Дистиллированная вода (контроль) | 53,5 | 96,0 |
| 2. Cu, (0,05% раствор CuSO4) | 68,5 | 100,0 |
| 3. Zn, (0,05% раствор ZnSO4) | 80,5 | 97,0 |
| 4. Mn, (0,05% раствор MnSO4) | 63,0 | 97,0 |
| 5. B, (0,05% раствор H3BO3) | 62,5 | 97,0 |
| 6. Смесь микроэлементов, (0,05% раствор) | 80,0 | 97,0 |
Результаты наблюдений за появлением в дальнейшем ростков и их развитием представлены в таблице 12, приложении А (таблицы 3–5) и на рисунке 1. Видно, что через двое суток проращивания большая часть проклюнувшихся зерен дали ростки. При этом наиболее активно действовали смесь микроэлементов, а также, хотя и в меньшей степени, медь и бор. На этих вариантах количество зерен с ростками составляло 71–79%, что на 16–24 процентных пункта больше, чем на контроле. Однако через сутки эти показатели уже составляют 92–98% и различия между вариантами по этим показателям существенно уменьшаются. При этом на вариантах со смесью микроэлементов, а также с бором и медью, значения этих показателей как и в предыдущие сутки остаются максимальными в опыте (94–98%).
Таблица 12. Динамика прорастания зерен озимой пшеницы
| Варианты опыта | Проросшие зерна, % | На 7 сутки (лабораторная всхожесть), % | |
| на 2 сутки | на 3 сутки (энергия прорастания) | ||
| 1. Дистиллированная вода (контроль) | 55 | 92,0 | 96,0 |
| 2. Cu, (0,05% раствор CuSO4) | 71 | 94,5 | 99,5 |
| 3. Zn, (0,05% раствор ZnSO4) | 63 | 92,5 | 98,0 |
| 4. Mn, (0,05% раствор MnSO4) | 59 | 92,0 | 98,0 |
| 5. B, (0,05% раствор H3BO3) | 73 | 96,0 | 98,5 |
| 6. Смесь микроэлементов, (0,05% раствор) | 79 | 98,0 | 99,0 |
Таким образом, чистые растворы смеси микроэлементов, а также бора и меди в дистиллированной воде действуют положительно и повышают энергию прорастания озимой пшеницы на 2–6 процентных пункта.
Через семь суток различия между вариантами по лабораторной всхожести сильно сглаживаются. Так, она составляет в опыте 96–99,5%. В этом случае можно отметить несколько большее влияние меди и смеси микроэлементов – 99,5 и 99,0%, что на 3,0–3,5 процентных пункта выше контроля.
Резюмируя, можно сказать, что в целом смесь микроэлементов положительно и стабильно сильнее действует как на энергию прорастания (на шесть процентных пункта), так и на всхожесть (на три процентных пункта).
Что касается бора и меди, то бор несколько сильнее действует в начале (на энергию прорастания), а медь – сильнее на окончательный результат – на лабораторную всхожесть.
Действие микроэлементов на длину ростков представлено в таблице 13 и приложении А (таблицы 6 и 7). Данные свидетельствуют о том, что через трое суток проращивания длина ростков пшеницы в значительной степени коррелируют с энергией прорастания. Через трое суток самые высокие ростки отмечаются от действия смеси микроэлементов, бора и меди (на 0,9–2,1 мм выше контроля).
| Контроль
|
| Медь (0,05% раствор CuSO4)
|
| Цинк (0,05% раствор ZnSO4)
|
| Марганец (0,05% раствор MnSO4)
|
| Бор (0,05% раствор H3BO3)
|
| Смесь микроэлементов, (0,05% раствор)
|
| Рисунок 1. Состояние семян озимой пшеницы в опыте с микроэлементами (на дистиллированной воде), 3 сутки |
Однако впоследствии (к седьмым суткам) увеличение длины ростков под влиянием бора приостанавливается и наибольший рост отмечается на вариантах с медью и смесью микроэлементов. По сравнению с контролем ростки на этих вариантах на 3,9–4,5 мм выше, или, соответственно – на 4,3–5,0%.
Таблица 13. Динамика развития ростков в длину, мм
| Варианты опыта | Длина ростков, мм | |
| через 3 суток | через 7 суток | |
| 1. Дистиллированная вода (контроль) | 13,8 | 89,9 |
| 2. Cu, (0,05% раствор CuSO4) | 14,7 | 94,4 |
| 3. Zn, (0,05% раствор ZnSO4) | 14,1 | 92,4 |
| 4. Mn, (0,05% раствор MnSO4) | 14,7 | 92,4 |
| 5. B, (0,05% раствор H3BO3) | 15,5 | 91,7 |
| 6. Смесь микроэлементов, (0,05% раствор) | 15,9 | 93,8 |
Таким образом, под влиянием рекомендованных концентраций растворов микроэлементов в дистиллированной воде (0,05%) семена озимой пшеницы быстрее проклевываются, в особенности, от смеси микроэлементов, меди и цинка – на 27 процентных пункта. Появление ростков (энергия прорастания) увеличивается от этих элементов на 2-4 процентных пункта, лабораторная всхожесть – на 3,0–3,5 процентных пункта, а длина ростков на седьмые сутки – на 3,9–4,5 мм или на 4,3–5,0%. При этом наиболее стабильно действуют смесь микроэлементов и медь. Бор и цинк действуют только в первые 1–3 дня, а к седьмому дню они не давали положительного эффекта.
Поскольку в производстве используют не дистиллированную воду, а природную, то в состав опытов вошли варианты с природной водой. Результаты действия промышленных препаратов «Полидон Профи» и «Полидон Амино Старт» и рабочих растворов простых солей, приготовленных на природной воде с концентрацией 0,005% микро- и 0,05% макроэлементов, приведены в таблице 14, приложении А (таблицы 8–10), на рисунках 2 и 3.
Таблица 14. Энергия прорастания, всхожесть и длина проростков озимой пшеницы в лабораторном опыте (на природной воде), 2019 г.
| Вариант | Энергия прорастания (3 сутки) | Лабораторная всхожесть (7 сутки) | Длина ростков (7 сутки) | |||
| % | Прибавка к контролю, % | % | Прибавка к контролю, % | мм | Прибавка к контролю, % | |
| 1. Вода природная (контроль) | 82,3 | – | 94,0 | – | 91,0 | – |
| 2. Смесь микроэлементов (0,005%) + NPK (0,05%) + трилон Б | 87,0 | 5,7 | 97,1 | 3,3 | 96,1 | 5,6 |
| 3. Полидон Профи | 83,1 | 1,0 | 96,0 | 2,1 | 93,3 | 2,5 |
| 4. Полидон Амино Старт | 84,2 | 2,3 | 95,5 | 1,6 | 91,8 | 0,9 |
Оценка действия рабочих растворов смеси микроэлементов на природной воде с концентрацией 0,005% при их сочетании с макроэлементами (NPK 0,05%) и комплексообразователем (трилон Б), показывает довольно сильное повышение энергии прорастания – с 82,3 до 87,0%. Эта закономерность в основном сохраняется и для величин лабораторной всхожести, хотя и в более сглаженной форме (94 и 97%, соответственно).
Под действием данной смеси длина ростков пшеницы на седьмые сутки превышала контроль на 5,1 мм или на 5,6%.
| Вода
|
Смесь микроэлементов (0,005%) + NPK (0,05%) + трилон Б  |
| Полидон Профи
|
| Полидон амино старт
|
| Рисунок 2. Состояние семян озимой пшеницы в опыте, 3 сутки |
Действие промышленных препаратов было также положительным, но выражалось несколько слабее. При этом препарат «Полидон Амино Старт» уступал препарату «Полидон Профи».
В заключение можно сказать, что действие микроэлементов на прорастание семян озимой пшеницы в случае предпосевного смачивания их в рабочем растворе неоднозначное и изменяется от их концентрации в растворе и от сопутствующих им в растворе соединений. В чистых растворах солей микроэлементов на дистиллированной воде концентрацией 0,05% наибольшее положительное и наиболее стабильное влияние оказывает медь и смесь микроэлементов. От них на первые сутки проращивания увеличивается число проклюнувшихся семян на 27 процентных пункта, в последующем энергия прорастания от них увеличивается на 2–4 процентных пункта, лабораторная всхожесть – на 3,0–3,5 процентных пункта, длина ростков на седьмые сутки – на 3,9–4,5 мм или на 4,3–5,0%.
| Вода
|
| Смесь микроэлементов (0,005%) + NPK (0,05%) + трилон Б
|
| Полидон Профи
|
| Полидон амино старт
|
| Рисунок 3. Состояние семян озимой пшеницы в опыте, 7 сутки |
Бор активнее воздействует на начало прорастания, но ослабляет развитие проростков впоследствии.
В растворах, приготовленных на природной воде, наилучшие результаты получены в случае использования относительно низко концентрированных растворов смеси микроэлементов (0,005%, в хелатной форме) в сочетании с NPK (0,05%). Из промышленных препаратов – лучшим является препарат «Полидон Профи», хотя и уступает по действию смеси микроэлементов, но превосходит действие препарата «Полидон Амино Старт».
3.2 Влияние микроэлементов на урожайность зеленой массы озимой пшеницы в вегетационном опыте
В условиях вегетационного опыта проводилось изучение комплексного воздействия микроэлементов на озимую пшеницу путем предпосевной обработки семян и путем листовых подкормок. Почвенные условия, на фоне которых изучали действие на пшеницу микроудобрений, были хорошо выровнены между вариантами по всем физико-химическим показателям (таблица 15).
Таблица 15. Физико-химические свойства чернозема выщелоченного в вегетационном опыте (уборка зеленой массы озимой пшеницы), 2019 г.
| Вариаты опыта | рНKCl | Нг | S | T | V, % |
| мг-экв./100 г почвы | |||||
| 1. Без удобрений – контроль | 4,8 | 4,6 | 25,4 | 30,0 | 84,7 |
| 2. N0,1P0,1K0,1 — фон | 4,6 | 4,9 | 25,2 | 30,1 | 83,7 |
| 3. Фон + Полидон Амино Старт | 4,6 | 4,8 | 25,7 | 30,5 | 84,3 |
| 4. Фон + Полидон Профи | 4,6 | 5,0 | 25,5 | 30,5 | 83,6 |
| 5. Фон + микроэлементы + трилон Б | 4,6 | 4,9 | 25,7 | 30,6 | 84,0 |
| 6. Фон + микроэлементы + HNO3 | 4,6 | 4,9 | 25,2 | 30,1 | 83,7 |
Различия по вариантам с микроэлементами в этом отношении были совершенно незначительными. Однако по отношению к контролю (без удобрений) на всех изучаемых вариантах отмечается подкисление почвы. При этом рНKCl изменяется на 0,2 единицы, а гидролитическая кислотность, соответственно, возрастает с 4,6 до 4,9 мг-экв./100 г почвы.
Почти аналогично можно сказать и о содержании элементов питания в почве фона и на вариантах с микроудобрениями (таблица 16).
Таблица 16. Содержание элементов питания в почве в вегетационном опыте при уборке зеленой массы озимой пшеницы, 2019 г.
| Вариаты опыта | N-NO3 | N-NH4 | ∑
(N-NO3+N-NH4) |
Р2О5 | К2О |
| мг/кг почвы | |||||
| 1. Без удобрений – контроль | 1,9 | 2,0 | 3,9 | 60 | 97 |
| 2. N0,1P0,1K0,1 — фон | 4,8 | 3,0 | 7,8 | 100 | 97 |
| 3. Фон + Полидон Амино Старт | 2,9 | 3,3 | 6,2 | 100 | 96 |
| 4. Фон + Полидон Профи | 3,1 | 3,5 | 6,6 | 100 | 95 |
| 5. Фон + микроэлементы + трилон Б | 4,0 | 3,4 | 7,4 | 100 | 96 |
| 6. Фон + микроэлементы + HNO3 | 4,7 | 2,0 | 6,7 | 100 | 96 |
Так, содержание фосфора на всех этих вариантах составляло 100 мг/кг почвы, а содержание калия незначительно, но все же стало ниже фона на 1–2 мг/кг почвы. Снижение содержания минерального азота относительно фона было почти таким же – на 0,4–1,6 мг/кг почвы.
Вносимые в почву макроудобрения и предпосевная обработка семян растворами, содержащими микроэлементы, по-разному влияли на рост и развитие озимой пшеницы. Так, полевая всхожесть семян на контрольном и фоновом вариантах различалась не сильно (рисунки 4 и 5, приложение Б, таблица 1). Использование растворов микроэлементов для предпосевной обработки семян оказывало положительное влияние на данный показатель. При этом обработка семян простыми солями микроэлементов в сочетании с комплексообразователем (трилоном Б, вариант 5) увеличивала полевую всхожесть на 6,0 процентных пунктов, а в сочетании с азотной кислотой – на 11,1 процентных пункта по отношению к фону.
Наибольшее увеличение полевой всхожести наблюдалось в случае предпосевной обработки семян препаратами «Полидон Амино Старт» и в особенности – препаратом «Полидон Профи» (на 13,9 и 19,6 процентных пунктов, соответственно).
Таким образом, использование микроэлементов для предпосевной обработки семян, как в составе простых солей, так и в форме промышленных препаратов увеличивало их полевую всхожесть. Наибольшее положительное влияние на этот показатель оказывали комплексные препараты, в особенности «Полидон Профи».
 |
| Варианты опыта слева направо: 1. Без удобрений — контроль. 2. N0,1P0,1K0,1 — фон. 3. Фон + Полидон Амино Старт. 4. Фон + Полидон Профи. 5. Фон + микроэлементы + трилон Б. 6. Фон + микроэлементы + HNO3 |
| Рисунок 5. Состояние посевов в вегетационном опыте, 7 сутки |
Использование удобрений способствовало созданию более благоприятных условий для развития растений и в дальнейший период их вегетации. Так, наименьшая в опыте кустистость растений (1,0 шт.) наблюдалась на контрольном варианте (рисунок 6, приложение Б, таблицы 2 и 3). Использование удобрений, содержащих только макроэлементы (вариант 2), увеличивало ее на 1,9 шт., а обработка семян микроэлементами в сочетании с некорневыми подкормками микроэлементами (варианты 3–6) – на 2,0-2,2 шт. по сравнению с контролем. При этом наибольшая кустистость озимой пшеницы наблюдалась при использовании препарата «Полидон Профи». Между препаратом «Полидон Амино Старт» и солями микроэлементов, используемыми совместно с трилоном Б и азотной кислотой, различий по этому показателю практически не наблюдалось.
 |
 |
| Варианты опыта: 1. Без удобрений — контроль. 2. N0,1P0,1K0,1 — фон. 3. Фон + Полидон Амино Старт. 4. Фон + Полидон Профи. 5. Фон + микроэлементы + трилон Б. 6. Фон + микроэлементы + HNO3 |
| Рисунок 6. Влияние удобрений на кустистость и высоту растений |
Практически такие же закономерности отмечаются и в отношении высоты растений в опыте. Различие состояло лишь в том, что несколько ярче проявилось положительное влияние препарата «Полидон Амино Старт» по сравнению с минеральными формами микроэлементов (варианты 5 и 6). Но в целом наибольшая высота растений, как и их кустистость, отмечалась на варианте с использованием препарата «Полидон Профи».
Учет урожая зеленой массы озимой пшеницы в опыте (таблица 17, приложение Б, таблица 4) показал, что внесение фоновых минеральных удобрений сопровождалось резким ростом урожайности зеленой массы пшеницы – на 241%.
Таблица 17. Урожайность зеленой массы озимой пшеницы в вегетационном опыте
| Варианты опыта | Вес зеленой массы | Прибавка к контролю | Прибавка к фону |
| г/сосуд | |||
| 1. Без удобрений – контроль | 13,9 | – | – |
| 2. N0,1P0,1K0,1 — фон | 47,4 | 33,5 | – |
| 3. Фон + Полидон Амино Старт | 48,1 | 34,2 | 0,7 |
| 4. Фон + Полидон Профи | 49,5 | 35,6 | 2,1 |
| 5. Фон + микроэлементы + трилон Б | 47,9 | 34,0 | 0,5 |
| 6. Фон + микроэлементы + HNO3 | 47,7 | 33,8 | 0,3 |
| НСР0,95, г/сосуд | 1,90 | – | – |
| Sx, % | 1,51 | – | – |
Использование микроэлементов для предпосевной обработки семян и некорневых подкормок растений на фоне внесения в почву N0,1P0,1K0,1, обеспечивало дополнительно рост урожайности зеленой массы озимой пшеницы на 0,3–2,1 г/сосуд по сравнению с вариантом 2. При этом математически доказуемую прибавку урожайности к фону обеспечивало лишь применение препарата «Полидон Профи» (вариант 4). Стоит отметить, что состояние растений на этом варианте было заметно лучше перед уборкой, чем на других вариантах опыта (рисунок 7).
Варианты с использованием микроэлементов, хотя и различались между собой, но математически эти различия доказуемыми не были. Можно говорить лишь о некоторой тенденции лучшего действия (в убывающей последовательности) препаратов «Полидон Профи» и «Полидон Амино Старт» (варианты 3 и 4) по сравнению с внесением традиционных растворов микроэлементов (варианты 5 и 6). В то же время эффективность вариантов 5 и 6, где микроэлементы использовались в форме комплексов и простых солей, соответственно, была практически одинаковой.
Содержание элементов питания в сухой массе озимой пшеницы (таблица 18) также зависело от внесения удобрений. На не удобренном варианте оно было минимальным в опыте. Использование удобрений, увеличивая содержание элементов питания в почве, создавало условия для большего их потребления растениями. Так, содержание азота в сухой массе озимой пшеницы от внесения азофоски (вариант 2) увеличивалось на 2,33 процентных пункта, а при совместном использовании азофоски и растворов, содержащих микроэлементы – на 2,4-2,86 процентных пункта. Подобным закономерностям подчинялось и изменение содержания фосфора и калия в растениях.
 |
 |
| Варианты опыта: 1. Без удобрений — контроль. 2. N0,1P0,1K0,1 — фон. 3. Фон + Полидон Амино Старт. 4. Фон + Полидон Профи. 5. Фон + микроэлементы + трилон Б. 6. Фон + микроэлементы + HNO3 |
| Рисунок 7. Состояние растений озимой пшеницы перед учетом урожая в вегетационном опыте |
Таблица 18. Содержание NPK в сухой массе озимой пшеницы (вегетационный опыт)
| Варианты опыта | Содержание, % | ||
| N | Р2О5 | К2О | |
| 1. Без удобрений – контроль | 1,46 | 1,13 | 3,38 |
| 2. N0,1P0,1K0,1 — фон | 3,79 | 1,79 | 5,34 |
| 3. Фон + Полидон Амино Старт | 3,86 | 1,84 | 5,40 |
| 4. Фон + Полидон Профи | 4,10 | 1,98 | 5,46 |
| 5. Фон + микроэлементы + трилон Б | 4,32 | 2,05 | 5,56 |
| 6. Фон + микроэлементы + HNO3 | 3,86 | 1,87 | 5,30 |
Таким образом, микроэлементы заметно увеличивали потребление макроэлементов из почвы.
Две листовые подкормки озимой пшеницы растворами микроэлементами в вегетационном опыте, проведенные в середине и в конце фазы кущения, увеличили содержание в зеленой массе растений всех вносимых микроэлементов, в особенности меди и марганца (таблица 19). Оно увеличилось, соответственно, с 2,43 и со 140 мг/кг до 3,16 и 180 мг/кг сухой надземной массы растений, то есть примерно в 1,3 раза.
При этом содержание цинка и бора соответствует оптимальным уровням, а содержание марганца в зеленой массе соответствует высокой обеспеченности растений. И только содержание меди остается ниже оптимального уровня.
Таблица 19. Содержание микроэлементов в зеленой массе озимой пшеницы (мг/кг) в вегетационном опыте, конец кущения, 2019 г.
| Варианты опыта | Cu | Zn | Mn | B |
| 1. Без удобрений – контроль | 2,25 | 25,3 | 115 | 5,1 |
| 2. N0,1P0,1K0,1 — фон | 2,43 | 65,9 | 140 | 6,2 |
| 3. Фон + Полидон Амино Старт | 2,99 | 70,4 | 180 | 6,4 |
| 4. Фон + Полидон Профи | 3,16 | 68,6 | 182 | 6,7 |
| 5. Фон + микроэлементы + трилон Б | 2,98 | 67,8 | 178 | 6,6 |
| 6. Фон + микроэлементы + HNO3 | 2,99 | 68,5 | 180 | 6,5 |
| Оптимальное содержание | 5,00–10,00 | 20,0–70,0 | 90–134 | 2,0–8,0 |
Следует заметить, что в опыте наибольший рост содержания в растениях меди марганца и бора обеспечивает препарат «Полидон Профи». А наибольшее увеличение цинка отмечено от действия препарата «Полидон Амино Старт».
Таким образом, комплексное воздействие растворами микроэлементов (на семена перед посевом и на листья растений в последующем) увеличивает содержание в зеленой массе озимой пшеницы всех микроэлементов и обеспечивает всем им (кроме меди) оптимальный и высокий уровень содержания в растении. Содержание меди в зеленой массе также заметно повышается, но не достигает оптимума.
Расчет выноса элементов питания (таблица 20) показал, что минимальную величину он принимал на контрольном варианте. Внесение удобрения, содержащего только макроэлементы, (вариант 2) увеличивало вынос на 0,30, 0,13 и 0,38 г/сосуд, соответственно, по азоту, фосфору и калию относительно контрольного варианта. При использовании микроэлементов вынос азота дополнительно увеличивался к фону на 10–50 мг/сосуд, вынос фосфора – на 10–30 мг/сосуд, калия – также на 10–30 мг/сосуд.
При этом по сравнению с фоновым вариантом, варианты опыта с микроэлементами обеспечивали рост коэффициентов использования элементов питания из удобрений на 3,0–16,0% по азоту, на 7,0–23% по фосфору и на 3,0–8,0% по калию. Наибольшее увеличение коэффициентов использования элементов питания из удобрений наблюдалась на варианте с препаратом «Полидон Профи» (на 16,7% по азоту, на 23,1% по фосфору и на 7,9% по калию). Остальные варианты с микроэлементами по этому показателю, особенно в отношении фосфора и калия, практически не различались.
Таблица 20. Вынос элементов питания и коэффициенты их использования озимой пшеницей из почвенных запасов и удобрений (вегетационный опыт)
| Варианты опыта | Вынос, г/сосуд | Коэффициенты использования из удобрений, % | Относительное увеличение коэффициента использования (к фону,%) | ||||||
| N | Р2О5 | К2О | N | Р2О5 | К2О | N | Р2О5 | К2О | |
| 1. Без удобрений – контроль | 0,06 | 0,04 | 0,13 | – | 8,2* | 15,1* | – | – | – |
| 2. N0,1P0,1K0,1 — фон | 0,36 | 0,17 | 0,51 | 30 | 13 | 38 | 100,0 | 100,0 | 100,0 |
| 3. Фон + Полидон Амино Старт | 0,37 | 0,18 | 0,52 | 31 | 14 | 39 | 103,3 | 107,7 | 102,6 |
| 4. Фон + Полидон Профи | 0,41 | 0,20 | 0,54 | 35 | 16 | 41 | 116,7 | 123,1 | 107,9 |
| 5. Фон + микроэлементы + трилон Б | 0,39 | 0,18 | 0,50 | 33 | 14 | 37 | 110,0 | 107,7 | 97,4 |
| 6. Фон + микроэлементы + HNO3 | 0,38 | 0,18 | 0,52 | 32 | 14 | 39 | 106,7 | 107,7 | 102,6 |
* для контрольного варианта приведены коэффициенты использования элементов питания из почвенных запасов
Таким образом, проведенные в вегетационном опыте исследования показали, что использование микроэлементов повышает полевую всхожесть семян озимой пшеницы (на 10–23,6%), увеличивает кустистость растений на 0,1–0,3 шт., длину листьев (на 0,7–4,0 см), урожайность зеленой массы (на 0,3–2,1 г/сосуд) и ее качество, а также повышает коэффициенты использования элементов питания из удобрений – по азоту на 3,3–16,7%, по фосфору на 7,7–23,1%, по калию на 2,6–7,9%, по сравнению с использованием удобрений, содержащих только макроэлементы. Наибольшей эффективностью в опыте отличался вариант с препаратом «Полидон Профи». Несколько ниже было положительное действие препарата «Полидон Амино Старт». Использование микроэлементов совместно с трилоном Б (хелатная форма) и в виде простых солей характеризовалось практически равным эффектом, который был ниже, чем от промышленных препаратов.
3.3 Действие микроэлементов на озимую пшеницу в полевом опыте
Изучение эффективности листовых подкормок озимой пшеницы растворами микроэлементов, таблицы 21 и 22, приложение В (таблицы 1–12) показало, что, несмотря на неблагоприятные метеоусловия в период налива и созревания зерна, все изучаемые препараты с микроэлементами «Полидон Профи», «Полидон Амино Старт», а также раствор в природной воде простых солей микроэлементов в сочетании с комплексообразователем (трилон Б) значительно увеличили урожайность озимой пшеницы – на 2,5–3,7 ц/га. Наибольшую прибавку давал препарат «Полидон Профи» (3,7 ц/га), наименьшую, но ощутимую – смесь микроэлементов (2,5 ц/га).
Влияние микроэлементов на озимую пшеницу проявилось и в изменении биометрических показателей растений. Растения от них становятся на 5–9 см выше. Но средняя длина колоса практически не меняется и даже снижается на 0,1 мм. Из всех препаратов действие препарата «Полидон Профи» на биометрику в целом выражено относительно сильнее.
Вместе с ростом урожайности зерна, урожайность соломы выросла еще больше. Это привело к увеличению соотношения солома : зерно с 1,2 ед. (на фоне) до 1,3ед. (на всех других вариантах с микроэлементами).
Интересно отметить заметные различия в действии препаратов на структуру урожая колосьев. Так, в общей массе колосьев пшеницы на фоновом варианте мелкие колосья с зерном, т.е. в основном колосья боковых стеблей, составляют около 32%. От действия микроэлементов их количество не уменьшилось, а наоборот возросло до 36–43%. Учитывая, что урожайность при этом также возросла, можно заключить, что этот факт обусловлен большим вовлечением в формирование урожая вторичных стеблей (дополнительно к основным).
Таблица 21. Урожайность озимой пшеницы и ее биометрические показатели в плевом опыте с микроэлементами, 2019 г.
| Варианты опыта | Урожайность, ц/га | Соотношение солома:зерно | Высота растений, см | Длина колоса, см | Число продуктивных стеблей, шт./м2 | Доля мелких колосьев в снопе, % | Среднее число зерен, шт./м2 | |
| Зерно | Солома | |||||||
| 1. Контроль | 27,3 | 34,1 | 1,25 | 84,4 | 6,8 | 251 | 53,8 | 6551 |
| 2. Фон | 36,5 | 43,8 | 1,20 | 95,2 | 7,8 | 285 | 31,8 | 8892 |
| 3. Фон + Полидон Амино Старт | 39,7 | 51,6 | 1,30 | 103,8 | 7,7 | 333 | 42,9 | 9320 |
| 4. Фон + Полидон Профи | 40,2 | 52,3 | 1,30 | 104,7 | 7,8 | 315 | 38,2 | 9324 |
| 5. Фон + смесь микроэлементов | 39,0 | 50,7 | 1,30 | 100,9 | 7,8 | 303 | 35,7 | 9180 |
| НСР0,95, ц/га | 2,4 | |||||||
| Sx, % | 2,1 | |||||||
Таким образом, увеличение урожайности озимой пшеницы от микроэлементов связано не только с основными стеблями, но и с дополнительным переходом вторичных стеблей из разряда непродуктивных в продуктивные. Как показали расчеты, это приводит к увеличению общего числа продуктивных стеблей на единице площади с 285 шт./м2 (на фоне) до 303–333 шт./м2 (на вариантах с микроэлементами). В наибольшей степени способствует переходу вторичных стеблей из непродуктивных в продуктивные препарат «Полидон Амино Старт» (увеличение составляет 48 шт./м2). От действия препарата «Полидон Профи» и смеси микроэлементов это увеличение значительно ниже и составляет – 18–30 шт./м2. Поэтому рост урожайности от «Полидон Профи» и смеси микроэлементов, вероятно, обусловлен не столько боковыми побегами, сколько с увеличением количества зерен в колосе или с увеличением размеров и веса зерна. Однако, как показали измерения, таблица 24, число зерен, приходящееся в среднем на один колос, не увеличилось от микроэлементов, и даже несколько уменьшилось от их действия (с 31 до 28 и 30 шт.). Это связано с тем, что данные показатели – средние характеристики колосьев. То есть, уменьшение числа зерен в усредненном колосе связано с ростом доли мелких колосьев в структуре урожая под действием микроэлементов.
Таблица 22. Влияние удобрений на биометрические показатели зерна озимой пшеницы в полевом опыте, 2019г.
| Варианты опыта | Натура зерна, г/л | Масса 1000 зерен, г | Вес зерна в колосе, г | Число зерен в колосе, шт. |
| 1. Контроль | 771,8 | 41,7 | 1,087 | 26,1 |
| 2. Фон | 765,6 | 41,0 | 1,279 | 31,2 |
| 3. Фон + Полидон Амино Старт | 767,7 | 42,6 | 1,192 | 28,0 |
| 4. Фон + Полидон Профи | 767,5 | 43,1 | 1,276 | 29,6 |
| 5. Фон + смесь микроэлементов | 768,4 | 42,5 | 1,287 | 30,3 |
В целом, большее число продуктивных стеблей на вариантах с микроэлементами выражается в увеличении числа зерен на 1 м2 на 288–432 шт. При этом размер и вес зерен также растет (с 41,0 до 42,5–43,1 г на 1000 зерен).
Таким образом, под действием листовых подкормок растворами микроэлементов урожайность зерна повышается на 2,5–3,7 ц/га или на 6,8–10,1%, высота растений – на 5,7–9,5 см или на 6,0–10,0%, число продуктивных вторичных стеблей – на 18–48 шт./м2 или на 6,3–16,8%, число зерен с 1 м2 – на 288–432 шт./м2 или на 3,2–4,9%, масса 1000 зерен – на 1,6–2,1 г, натура зерна – на 2–3 г/л.
При этом качество зерна (таблица 23, приложение В, таблицы 13 и 14) также повышается: содержание сырого протеина в зерне – на 1,6–2,3% (с 11,6 на фоне до 13,2–13,9% на вариантах с микроэлементами), содержание сырой клейковины на 3,6–4,3%, сбор сырого протеина – на 0,9–1,4 ц/га. По величине ИДК клейковина на всех вариантах относится к первой группе качества (45–75 ед.) При этом практически по всем показателям препарат «Полидон Профи» действует наиболее значимо. Менее сильно действует смесь микроэлементов в сочетании с трилоном Б.
Некорневые подкормки микроэлементами также повышают содержание элементов питания в зерне и соломе (таблица 24, приложение В, таблицы 15–20).
Наиболее значительно увеличивается содержание азота и фосфора в зерне – на 0,2–0,4 процентных пункта и на 0,13–0,20 процентных пункта, соответственно. Содержание калия в зерне при этом практически не изменяется. Однако в соломе содержание калия в опыте отчетливо возрастает – на 0,03–0,14 процентных пункта.
Таблица 23. Урожайность и качество зерна озимой пшеницы в полевом опыте, 2019 г.
| Варианты опыта | Урожайность, ц/га | Прибавка урожайности, ц/га | Содержание сырой клейковины, % | ИДК | Сырой протеин | |||
| к контролю | к фону | % | сбор, ц/га | прибавка к фону, ц/га | ||||
| 1. Контроль | 27,3 | – | – | 19,5 | 80 | 9,9 | 2,7 | – |
| 2. Фон | 36,5 | 9,2 | – | 22,1 | 75 | 11,6 | 4,2 | – |
| 3. Фон + Полидон Амино Старт | 39,7 | 12,4 | 3,2 | 25,7 | 73 | 13,2 | 5,2 | 1,0 |
| 4. Фон + Полидон Профи | 40,2 | 12,9 | 3,7 | 26,4 | 74 | 13,9 | 5,6 | 1,4 |
| 5. Фон + смесь микроэлементов | 39,0 | 11,7 | 2,5 | 25,9 | 75 | 13,2 | 5,1 | 0,9 |
| НСР0,95, ц/га | 2,4 | |||||||
| Sx, % | 2,1 | |||||||
Таблица 24. Содержание элементов питания в растениях озимой пшеницы в полевом опыте с микроэлементами, 2019 г.
| Варианты опыта | Зерно | Солома | ||||
| N | Р2О5 | К2О | N | Р2О5 | К2О | |
| 1. Контроль | 1,74 | 0,95 | 0,63 | 0,24 | 0,13 | 1,46 |
| 2. Фон | 2,04 | 0,88 | 0,58 | 0,19 | 0,10 | 1,60 |
| 3. Фон + Полидон Амино Старт | 2,31 | 1,01 | 0,59 | 0,23 | 0,11 | 1,63 |
| 4. Фон + Полидон Профи | 2,43 | 1,08 | 0,58 | 0,24 | 0,11 | 1,66 |
| 5. Фон + смесь микроэлементов | 2,32 | 1,04 | 0,59 | 0,24 | 0,11 | 1,74 |
Под влиянием двух листовых подкормок озимой пшеницы растворами микроэлементами их содержание в урожае соломы увеличилось, но не одинаково (таблица 25). Так, в меньшей степени увеличилось содержание марганца и бора (на 3–5% относительно фона) и сильно увеличилось содержание цинка (примерно на 14%) и, в особенности, меди (с 0,52 до 0,69% или на 24%). Содержание марганца в соломе близко к средним значениям, но содержание остальных элементов (медь, цинк, бор) – ниже среднего уровня.
Что касается зерна, то содержание в нем и марганца и цинка соответствует среднему уровню для ЦЧЗ. Содержание бора в зерне (2,1–2,3 мг/кг) с одной стороны укладывается в пределы очень широкого интервала по Кабата-Пендиас (1–15 мг/кг) [8], но, с другой стороны, полученное содержание бора все же ниже часто встречаемых значений для ЦЧЗ (6-7 мг/кг). Содержание меди в зерне находится вблизи нижней границы средних значений (4,0 мг/кг) и составляет 3,8–4,1 мг/кг.
Таблица 25. Содержание микроэлементов в зерне и соломе озимой пшеницы в полевом опыте, 2019 г.
| Варианты опыта | Солома, мг/кг | Зерно мг/кг | ||||||
| Cu | Zn | Mn | B | Cu | Zn | Mn | B | |
| 1. Контроль | 0,40 | 4,88 | 18,5 | 1,9 | 4,32 | 24,74 | 27,9 | 2,1 |
| 2. Фон | 0,52 | 4,78 | 18,9 | 2,0 | 3,69 | 24,10 | 32,3 | 2,2 |
| 3. Фон + Полидон Амино Старт | 0,67 | 5,47 | 21,0 | 2,1 | 3,95 | 26,32 | 32,2 | 2,3 |
| 4. Фон + Полидон Профи | 0,69 | 4,87 | 19,3 | 2,1 | 3,78 | 24,15 | 33,4 | 2,2 |
| 5. Фон + смесь микроэлементов | 0,66 | 4,90 | 18,9 | 2,0 | 4,13 | 26,59 | 34,5 | 2,2 |
| Среднее содержание в ЦЧЗ | 1,00–2,00 | 10,00–20,00 | 20,0–40,0 | 3,0–8,0 | 4,00–10,00 | 9,00–36,00 | 12,0–78,0 | 6,0–7,0 |
В целом можно отметить, что содержание микроэлементов в зерне изменяется под действием корневых подкормок слабее, чем в соломе и в большинстве случаев находится близко к среднему для ЦЧЗ содержанию. Поэтому целесообразнее оценивать условия микроэлементного питания озимой пшеницы не по составу зерна, а по химическому составу листьев во время вегетации в процессе листовой диагностики.
В заключение можно сказать, что черноземы как в вегетационном, так и в полевом опыте очень сильно обеднены медью и цинком. Использование листовых подкормок озимой пшеницы микроэлементами позволяет уменьшить, а в отношении марганца, и устранить недостаток микроэлементов в питании растений. Среди микроэлементов наиболее дефицитным в питании остается медь.
В связи с ростом содержания макроэлементов в зерне и соломе пшеницы и ростом ее урожайности их общий вынос пшеницей под действием микроэлементов существенно возрастает, так как растения в этом случае приобретают большую способность использовать почвенные запасы элементов питания (таблица 26).
При этом коэффициенты использования пшеницей фосфора и калия из почвы (таблица 27) увеличиваются с 9,4% до 11,8 и 12,70 по фосфору и с 21,3% до 24,9 и 25,9% – по калию. В целом наиболее значимо в этом отношении действие препарата «Полидон Профи».
Таблица 26. Вынос элементов питания озимой пшеницей из почвы (кг/га) в полевом опыте с микроэлементами, 2019 г.
| Варианты опыта | С зерном | С соломой | Всего | ||||||
| N | Р2О5 | К2О | N | Р2О5 | К2О | N | Р2О5 | К2О | |
| 1. Контроль | 47,5 | 25,9 | 17,2 | 8,2 | 4,4 | 49,8 | 55,7 | 30,3 | 67,0 |
| 2. Фон | 74,5 | 32,1 | 21,2 | 8,3 | 4,4 | 70,1 | 82,8 | 36,5 | 91,3 |
| 3. Фон + Полидон Амино Старт | 91,7 | 40,1 | 23,4 | 11,9 | 5,7 | 84,1 | 103,6 | 45,8 | 107,5 |
| 4. Фон + Полидон Профи | 97,7 | 43,4 | 23,3 | 12,6 | 5,8 | 86,8 | 110,3 | 49,2 | 110,1 |
| 5. Фон + смесь микроэлементов | 90,5 | 40,6 | 23,0 | 12,2 | 5,6 | 88,2 | 102,7 | 46,2 | 111,2 |
Таблица 27. Коэффициенты использования элементов питания озимой пшеницей из почвенных запасов (%) в полевом опыте с микроэлементами, 2019 г.
| Варианты опыта | Запасы в почве, кг/га | Вынос с урожаем, кг/га | Коэффициенты использования из почвы, % | Относительное увеличение коэффициента использования (к фону,%) | ||||
| Р2О5 | К2О | Р2О5 | К2О | Р2О5 | К2О | Р2О5 | К2О | |
| 1. Контроль | 324 | 384 | 30,3 | 67,0 | 9,4 | 17,4 | – | – |
| 2. Фон | 387 | 429 | 36,5 | 91,3 | 9,4 | 21,3 | 100 | 100 |
| 3. Фон + Полидон Амино Старт | 387 | 429 | 45,8 | 107,0 | 11,8 | 24,9 | 125 | 117 |
| 4. Фон + Полидон Профи | 387 | 429 | 49,2 | 110,1 | 12,7 | 25,7 | 135 | 120,7 |
| 5. Фон + смесь микроэлементов | 387 | 429 | 46,2 | 111,2 | 11,9 | 25,9 | 126,6 | 121,6 |
В заключение можно сказать, что применяемые листовые подкормки озимой пшеницы микроэлементами в составе всех препаратов положительно действуют на величину урожая, качество зерна и его биометрические показатели, но наиболее эффективно действует препарат «Полидон Профи».
Заключение
1. Действие микроэлементов на прорастание семян, урожайность и качество зерна озимой пшеницы не однозначно и зависит от концентрации рабочих растворов, наличия в них сопутствующих макроэлементов, комплексообразователей, стимуляторов роста и т.п., способа воздействия.
2. Предпосевное смачивание семян в 0,05% растворе простых солей микроэлементов в дистиллированной воде активизирует процессы прорастания. Наиболее сильно и стабильно действует раствор меди и раствор комплекса микроэлементов (меди, цинка, марганца и бора). От них в первые сутки число проклюнувшихся семян увеличивается на 27 процентных пункта, энергия прорастания – на 2–4 процентных пункта, лабораторная всхожесть на 3,0–3,5 процентных пункта, длина ростков на седьмые сутки – на 3,9–4,5 мм или на 4,3–5,0%. Бор и цинк активно действуют только на начало прорастания, но потом их действие либо не обнаруживается, либо приобретает отрицательную направленность.
3. Сравнение растворов промышленных препаратов «Полидон Профи» и «Полидон Амино Старт» с растворами простых солей в сочетании с азотом, фосфором и калием по их действию на прорастание зерна показало, что смесь микроэлементов (0,005%) в сочетании с азотом, фосфором и калием (0,05%) действует положительно на процессы прорастания, причем несколько лучше, чем промышленные препараты «Полидон Профи» и «Полидон Амино Старт». Так, смесь микроэлементов увеличивает энергию прорастания на 5,7%, лабораторную всхожесть – на 3,3%, длину ростков на седьмой день – на 5,6%.У лучшего из промышленных препаратов «Полидон Профи» эти показатели на 1,2–4,7 процентных пункта ниже.
4. Результаты исследований в вегетационном и полевом опытах показали, что почва в обоих опытах по обеспеченности подвижными формами меди, цинка и бора относится к классу низкой обеспеченности. А обеспеченность почвы марганцем – средняя, что, однако, также может сдерживать рост урожая интенсивных сортов озимой пшеницы.
5. Листовые подкормки озимой пшеницы растворами микроэлементов на всех вариантах опыта действуют положительно и повышают ее урожайность на 2,5–3,7 ц/га или на 6,8–10,1%, высоту растений – на 5,7–9,5 см или на 6,0–10,0%, число продуктивных стеблей на 18–48 шт./м2 или на 6,3–16,8%, массу 1000 зерен – на 1,6–2,1 г, натуру – на 2–3 г/л. При этом, хотя раствор простых солей микроэлементов несколько уступает по действию на урожайность пшеницы промышленным препаратам «Полидон Профи» и «Полидон Амино Старт», но разница находится в пределах ошибки опыта.
6. Под действием листовых подкормок на всех вариантах опыта растут показатели качества зерна: содержание сырого протеина в зерне – на 1,6–2,3%, сырой клейковины – на 3,6–4,3%. Но заметного влияния на качество клейковины по величине ИДК не обнаружено. Наибольшее повышение качества зерна отмечается от действия препарата «Полидон Профи».
7. Листовые подкормки озимой пшеницы в полевом опыте увеличивают коэффициенты использования из почвы фосфора с 9,4 до 11,8 и 12,7% и калия – с 21,3 до 24,9 и 25,9%. Коэффициент использования азота из удобрений в вегетационном опыте возрастает с 30 до 31–35%. Наиболее сильно повышает величину этих коэффициентов препарат «Полидон Профи».
Таким образом, на основании проведенных исследований производству можно рекомендовать предпосевную обработку семян озимой пшеницы 0,005% раствором смеси простых солей микроэлементов с добавлением макроэлементов (азота, фосфора и калия – 0,05%) или использовать промышленный препарат «Полидон Профи».
Для листовой подкормки озимой пшеницы можно рекомендовать как промышленные препараты «Полидон Профи» и «Полидон Амино Старт», так и смесь простых солей микроэлементов в концентрации 0,05%.
Список литературы
1. Агроэкологическая оценка почв хозяйств юго-востока Воронежской области / А.М. Жабин [и др.] // Агрохимический вестник. – 2004. – № 2. – С. 8-10.
2. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях / Ю.В. Алексеев. – Л.: Агропромиздат, 1987. – 142 с.
3. Анспок П.И. Микроудобрения: справочник / П.И. Анспок. – Л.: Агропромиздат, 1990. – 272 с.
4. Власюк П.А. Микроэлементы в окружающей среде / П.А. Власюк. – Киев: Наукова Думка, 1980. – 247 с.
5. Влияние микроэлементов цинка и марганца на мукомольные и хлебопекарные качества зерна озимой пшеницы / А.И. Семашкина [и др.] // Сахарная свекла. – 2017. – № 7. – С. 9.
6. Ильин В.Б. Биогеохимия и агрохимия микроэлементов (Mn, Cu, Mo, B) в южной части Западной Сибири / В.Б. Ильин. – Новосибирск: Наука, 1973. – 390 с.
7. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва – растение / В.Б. Ильин. – Новосибирск: Наука, 1991. –150 с.
8. Кабата-Пендиас А. Микроэлементы в почвах и растениях / А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас. – М.: Мир, 1989. – 439 с.
9. Каталымов М.В. Микроэлементы и их роль в повышении урожайности / М.В. Каталымов. – М.: Госхимиздат, 1957. – 64 с.
10. Каталымов М.В. Микроэлементы и микроудобрения / М.В. Каталымов. – М.-Л.: Химия, 1965. – 330 с.
11. Климкина Е.В. Влияние уровней загрязнения чернозема выщелоченного тяжелыми металлами на продуктивность зернопаропропашного севооборота: автореф. дис. … канд. с.-х. наук / Е.В. Климкина. – Воронеж, 2005. – 24 с.
12. Корчагин В.И. Эколого-агрохимическая оценка плодородия почв Воронежской области / В.И. Корчагин: дисс. … к-та с.-х. наук. – Воронеж, 2017. – 256 с.
13. Костин В.И. Влияние микроэлементов — синергистов на фотосинтетические показатели и урожайность озимой пшеницы / В.И. Костин, Ф.А. Мударисов, А.И. Семашкина // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. – 2017. – № 4 (40). – С. 30-35.
14. Лазарев В.И. Влияние комплексных удобрений с микроэлементами на урожайность и качество зерна озимой пшеницы в условиях Курской области / В.И. Лазарев, А.Б. Вартанова // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. – 2014. – № 6. – С. 45-48.
15. Лебедовский И.А. Влияние микроэлементов на продуктивность и качество озимой пшеницы, возделываемой на черноземе выщелоченном Западного Предкавказья // И.А. Лебедовский, И.В. Шабанова, Е.А. Яковлева // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2012. – № 82. – С. 684-695.
16. Лукин С.В. Динамика содержания подвижных форм цинка и марганца в пахотных почвах Белгородской области / С.В. Лукин, П.М. Авраменко, С.В. Меленцова // Агрохимия. – 2006. – № 7. – С. 5-8.
17. Минеев В.Г. Практикум по агрохимии / В.Г. Минеев, В.Г. Сычев, О.А. Амельянчик [и др.] – М.: Изд-во МГУ, 2001. – 689 с.
18. Мязин Н.Г. Агроэкологическое обоснование интенсивного применения агрохимических средств в севооборотах ЦЧЗ: автореф. дис. … д-ра с.-х. наук / Н.Г. Мязин. – Воронеж, 1994. – 44 с.
19. Опытное исследование влияния микроэлементов на урожайность озимой пшеницы / Ю.М. Исаев [и др.] // Международный журнал экспериментального образования. – 2016. – № 10-2. – С. 236.
20. Панасин В.И. Особенности распространения микроэлементов в почвах Калининградской области / В.И. Панасин // Агрохимический вестник. – № 6. – С. 8-11.
21. Пейве Я.В. Агрохимия и биохимия микроэлементов / Я.В. Пейве. – М.: Наука, 1980. – 430 с.
22. Пейве Я.В. Руководство по применению микроудобрений / Я.В. Пейве. – М.: Сельхозиздат, 1963. – 224 с.
23. Посевные площади, валовые сборы и урожайность пшеницы в России. Итоги 2018 года. – Режим доступа: https://agrovesti.net/lib/industries/cereals/posevnye-ploshchadi-valovye-sbory-i-urozhajnost-pshenitsy-v-rossii-itogi-2018-goda.html
24. Протасова Н.А. Микроэлементы (Cr, V, Ni, Mn, Zn, Cu, Co, Ti, Zr, Ga, Be, Sr, Ba, B, I, Mo) в черноземах и серых лесных почвах Центрального Черноземья / Н.А. Протасова, А.П. Щербаков. – Воронеж: ФГБОУ ВО ВГУ, 2003. – 368 с.
25. Столповский Ю.И. Микроэлементы и микроудобрения / Ю.И. Столповский. – Воронеж: ФГБОУ ВПО Воронежский ГАУ, 2015. – 171 с.
26. Толоконников А.М. Влияние некорневых подкормок микроэлементами на урожайность и качество зерна озимой пшеницы на черноземе выщелоченном // А. М. Толоконников, Н.Г. Мязин // Агрохимический вестник. – 2012. – № 4. – С. 13-14.
27. Чумаченко И.Н. Физиологическая роль микроэлементов в питании растений / И.Н. Чумаченко // Химизация сельского хозяйства. – 1989. – С. 30-32.
28. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений / М.Я. Школьник. – Л.: Наука, 1974. – 324 с.
29. Щукин В.Б. Влияние некорневых подкормок микроэлементами на формирование продуктивного стеблестоя растениями озимой пшеницы / В.Б. Щукин, А.А. Громов, Н.В. Щукина // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. – 2006. – № 3 (11). – С. 10-12.