Труды МЭФ-т-1-Версия_5
.pdfУДК 633.11:631.8
Н. В. ВЕРБИЦКАЯ, аспирант, Е. П. КОНДРАТЕНКО, д.с.-х.н., профессор, О. М. СОБОЛЕВА, к. с.-х.н., доцент КГСХИ, г. Кемерово
К ВОПРОСУ ОБ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГУМИНОВОГО ПРЕПАРАТА ИЗ ТОРФА ДЛЯ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ПШЕНИЦЫ
Ключевые слова: яровая пшеница, гуминовый препарат из торфа Гумостим, ли- нейно-весовые параметры проростков, энергия прорастания, лабораторная всхожесть.
Введение
С увеличением темпов роста населения человечество вынуждено наращивать производство пшеницы на основе химико-техногенной концепции интенсификации природопользования.
Производство высококачественной сельскохозяйственной продукции является одной из важнейших задач растениеводства. Преобладающий сегодня природоразрушающий тип развития сельскохозяйственного производства требует перехода от техногенной концепции развития АПК к экологически безопасной.
Необходим переход к устойчивому развитию аграрного сектора. Главным принципом развития АПК должна стать экологизация всех мероприятий по развитию сельского хозяйства, учет природных особенностей функционирования земельных ресурсов
На сегодняшний день в сельскохозяйственном природопользовании происходит нарастание экологических проблем. Наиболее актуальной проблемой отрасли сельскохозяйственного производства является создание экологически безопасных и эффективных агротехнологий.
В настоящее время, характерной чертой явилось массовое распространение альтернативных способов ведения сельского хозяйства – органического, экологического, биодинамического, биологического. Все эти направления предполагают полный или почти полный отказ от применения промышленных удобрений и химических препаратов.
Известно, что одним из главных факторов успешного выращивания пшеницы является качественный семенной материал. Основополагающим для успешного возделывания пшеницы является поиск способов и приемов повышения посевных качеств семян. Особенно это актуально для Западной Сибири. По климатическим условиям этот регион относится к районам так называемого критического земледелия, где получение кондиционных семян связано с риском.
Для повышения жизнеспособности семян и их качества, непременным условием является разработка и применение экологически безопасных средств – регуляторов роста растений, повышающих урожайность и стабильно гарантирующих ее объемы даже при неблагоприятных погодных
120
условиях. Предпосевная обработка семян является наиболее простым способом повышения качества посевного материала и увеличения урожайности зерновых культур. В настоящее время разработано и предлагается к внедрению большое количество препаратов и способов предпосевной обработки семян. Особое внимание уделяется изучению гуминовых стимуляторов, полученных из различных органических субстратов.
Одним из направлений повышения урожайности зерновых является применение стимуляторов роста растений, гуминовой природы [1, 4, 5]. В отличие от пестицидов и агрохимикатов гуминовые вещества являются естественными жизненно необходимыми компонентами почвы, выполняющие в ней разнообразные функции [2].
Известно, что препараты гуминовой природы, ускоряют рост и развитие растений, повышают устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды, сопротивляемость болезням, увеличивают поступление питательных веществ из внешней среды
[6].
В условиях Кемеровской области не всегда удается получить дружные и полные всходы. Недостаток тепла или влаги весной создает неблагоприятные условия для прорастания семян, из которых 20-30 % погибают. В последнее время во время уборки выпадают проливные дожди, которые затягивают послеуборочное
РОССИЙСКАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ
СЧАСТЛИВЦЕВ ЕВГЕНИЙ ЛЕОНИДОВИЧ
Академик Кемеровского регионального отделения Российской Экологической академии, академик АГН, членкорреспондент РАЕН, доктор технических наук, член диссертационного совета по специальности геоинформатика ИВТ СО РАН.
Работает в Кемеровском филиале Института
вычислительных технологий СО РАН заведующим лаборатории моделирования геоэкологических систем.
Основное направление научной деятельности: исследование и моделирование геоэкологических систем угледобывающих районов.
Опубликовано более 200 работ, 12 монографий, 15 патентов.
Награжден серебряным знаком «Шахтерская доблесть», почетным знаком «Золотой знак Кузбасса», медалями «За особый вклад в разви-
тие Кузбасса» II и III степени, «Шахтерской славы» I, II и III степени, «Горняцкой славы» I, II и III степени.
Почетный работник угольной промышленности РФ.
121
дозревание семян, снижают их лабораторную всхожесть и силу роста. Посев семян с пониженной лабораторной всхожестью приводит к снижению продуктивности пшеницы. Имеется возможность стимулировать прорастание семян яровой пшеницы гуминовыми препаратами из торфа, повысив тем самым ее лабораторную, а значит и полевую всхожесть [1].
Слабая изученность данного вопроса на территории Кемеровской области, несмотря на всю его актуальность для современного земледелия, послужила основанием для изучения эффективности обработок яровой пшеницы гуминовым препаратом из торфа Гумостимом.
Цель работы – изучение эффективности обработки гуминовым препаратом из торфа Гумостимом на энергию прорастания, всхожесть, линей- но-весовые параметры пшеницы.
Материалы и объект исследований
В качестве объекта исследований был взят гуминовый препарат из торфа Гумостим, предметом исследований явилась мягкая пшеница сорта Баганская 95. В лабораторных опытах в Кемеровском государственном сельскохозяйственном институте было изучено влияние гуминового препарата с концентрацией водного раствора гуминовых кислот 0,001 %, на энергию прорастания, всхожесть и линейно-весовые параметры семян пшеницы.
Гумостим – щелочной экстракт, полученный путем гидролиза низинного торфа месторождения Темное Томской области смесью аммиачной воды в присутствия окислителя в Сибирском научноисследовательском институте торфа [3]. Гумостим представляет собой темно-коричневую жидкость, хорошо растворимую в воде. Он содержит аммонийного азота до 14,5 % на сухое вещество, общего азота не менее 0,1 %. рН среды имеет значение 7,3. Содержание гуминовых кислот составляет 1% [3]. Качественный и количественный состав гуминового препарата Гумостим приведен в таблице 1.
Таблица 1 Качественный и количественный состав гуминового препарата Гумостим
Показатель
Макро-, микроэлементы в |
Аминокислоты |
|
Витамины в растворе, |
||
растворе |
|
в растворе, мг/л |
|
мкг/кг |
|
|
|
|
|
|
|
Азот, мг/л |
209 |
Аспарагин |
210 |
А и Е |
0,106 |
|
|
|
|
|
|
Фосфор, % |
30 |
Треонин |
70 |
Е |
0,075 |
|
|
|
|
|
|
Калий, г/кг |
106 |
Серин |
100 |
В1 |
0,010 |
|
|
|
|
|
|
Кальций, % |
80 |
Глутамин |
280 |
В2 |
0,044 |
|
|
|
|
|
|
Магний, г/кг |
122 |
Пролин |
275 |
В3 |
0,034 |
|
|
|
|
|
|
|
|
122 |
|
|
|
Натрий, г/кг |
0,29 |
Глицин |
72 |
В5 |
0,130 |
|
|
|
|
|
|
Железо, мг/кг |
60 |
Аланин |
175 |
В6 |
0,014 |
|
|
|
|
|
|
Марганец, мг/кг |
2,35 |
Валин |
110 |
В12 |
0,000070 |
|
|
|
|
|
|
Медь мг/кг |
0,62 |
Метионин |
61 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Цинк мг/кг |
0,47 |
Изолейцин |
59 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лейцин |
156 |
|
|
|
|
Тирозин |
80 |
|
|
|
|
Фенилаланин |
160 |
|
|
|
|
Гистидин |
220 |
|
|
|
|
Лизин |
158 |
|
|
|
|
Аргинин |
76 |
|
|
Анализ количественных и качественных показателей гуминового препарата показал, что в его составе имеются аминокислоты, витамины и минеральные вещества. В состав препарата входят 14 аминокислот – аланин, лейцин, изолейцин, пролин, треонин, серин, гистидин, лизин, фенилаланин, валин, тирозин, аргинин, глицин, метионин и два амина – глутамин и аспарагин. Сумма аминокислот составляет 2262 мг/л.
Впрепарате обнаружены жирорастворимые витамины А и Е в количестве 0,106 и водорастворимые группы В – 0,2321 мкг/кг. В составе препарата были идентифицированы: фосфор, кальций и азот, их содержание оставляет 30, 80 % и 209 мг/л соответственно. Калий, магний и натрий, содержание их варьирует от 0,29 до 122 г/кг.
Влабораторных опытах для определения влияния препарата Гумостим на рост и развитие семена пшеницы в количестве 100 шт. переносили
вчашки Петри с концентрацией водного раствора гуминовых кислот 0,001
%. В контроле проростки росли без обработки в чашках Петри с водой (10 мл). Температура проращивания +18°… +20°С. На третьи сутки определяли энергию прорастания, на седьмые – лабораторную всхожесть семян в соответствие с требованиями ГОСТ 52325 – 2005, на двенадцатые осуществляли основные измерения – длину проростков и корней, число корней, содержание сухих веществ в корнях и проростках. Все исследования проводили в трехкратной повторности.
Результаты и их обсуждение
У семян мягкой яровой пшеницы сорта Баганская 95 были определены линейно-весовые параметры проростков, которые представлены в таблице 2. В ходе проведенных исследований нами было установлено, что при обработке семян пшеницы препаратом из торфа Гумостим с концентрацией водного раствора гуминовых кислот 0,001 %. Прорастание семян произошло на первые сутки проведения опыта. Нами отмечается стимуляция роста корней. На 7 сутки проростки пшеницы развили мощную корневую систему (табл. 2).
123
Таблица 2 Линейно-весовые параметры проростков семян пшеницы сорта Баганская
95 под влиянием гуминового препарата из торфа Гумостим, %
Показатель |
Обработанные семена гу- |
Контроль |
|
миновым препаратом Гу- |
|
|
мостим (конц. 0,001 %) |
|
|
|
|
Длина корней |
131 |
100 |
Сырая масса корней |
145 |
100 |
Сухая масса корней |
115 |
100 |
Длина проростков |
122 |
100 |
Сырая масса проростков |
120 |
100 |
Сухая масса проростков |
124 |
100 |
|
|
|
Число корешков в количе- |
|
|
стве: |
|
|
3 шт. |
12,5 |
15,0 |
5 шт. |
87,5 |
85,0 |
|
|
|
Анализ полученных результатов показал, что препарат Гумостим при низких концентрациях обладает ростостимулирующим эффектом и оказывает влияние на процессы роста и развития семян пшеницы. Особенности гуминового препарата состоит в том, что в первый период прорастания семян он показывают наибольшую физиологическую активность. Препарат оказывает более сильное влияние на развитие корневой системы, чем на формирование надземной массы – проростков. По сравнению с контролем, длина корней была больше на 31 %, а высота проростков – на 22 %. Сырая и сухая масса корней увеличилась на 45 и 15 % соответственно, а проростков – на 20 и 24 %. Установлено, что сухих веществ в проростках на 12-е сутки прорастания накапливается больше, чем в корнях. Разница составила 9 %.
Многовековой опыт человечества свидетельствует о важности предпосевной обработки семян для увеличения их силы роста и всхожести, и, как результат, получения устойчивых урожаев сельскохозяйственных растений.
Нами были выполнены исследования по выяснению действия гуминового препарата на силу роста и лабораторную всхожесть. При обработке семян пшеницы гуминовым препаратом Гумостим выявлено положительное влияние на эти показатели (табл. 3).
124
Таблица 3 Энергия прорастания и всхожесть семян пшеницы под влиянием гумино-
вого препарата Гумостим, %
Вариант |
Энергия прорастания |
Лабораторная всхожесть |
|
|
|
|
|
Контроль |
100 |
100 |
|
|
|
|
|
Семена, обработанные |
|
|
|
гуминовым препаратом |
108,4 |
106,7 |
|
Гумостим, 0,001% |
|||
|
|
При обработке семян пшеницы гуминовым препаратом наблюдалось повышение энергии роста и всхожести. По сравнению с контролем энергия прорастания семян была на 8,4 % выше, чем на контрольном варианте. Лабораторная всхожесть обработанных семян оказалась на 6,7 % больше, чем на контроле.
Выводы
1.Обработка семян пшеницы гуминовым препаратом с концентрацией водного раствора гуминовых кислот 0,001 % способствовало повышению их посевных качеств. Более сильное влияние они оказывают на развитие корневой системы, чем на формирование надземной массы – проростков. По сравнению с контролем длина и масса корней прорастающих семян пшеницы увеличилась на 15 – 45 %, а проростков на 20 – 24 %.
2.В результате обработки семян гуминовым препаратом Гумостим отмечалось повышение энергии прорастания на 8,4 %, лабораторной всхожести на 6,7 % по сравнению с контролем.
Список литературы
1.Кравец, А. В. Предпосевная обработка семян яровой пшеницы гуминовым препаратом из торфа / А. В Кравец, Д. Л. Бобровская, Л. В. Касимова [и др.] // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – 2011. – № 4 (78). – С. 22-24.
2.Орлов, Д. С. Свойства и функции гуминовых веществ // Гуминовые вещества в биосфере. – Москва : Наука, 1993. – С. 16-27.
3.Патент РФ 2213432. Способ получения стимулятора роста растений / Л. В. Касимова, опубл. 10.10.2003.
4.Пронько, В. В. Эффективность солей гуминовых кислот при возделывании озимой пшеницы на южных черноземах Поволжья / В. В. Пронько, К. В. Корсаков // Агрохимия. – 2011. – № 8. – С. 51-59.
5.Шамардина, Ю. А. Агроэкологические аспекты применения биологических препаратов на основе гуминовых кислот при возделывании яч-
125
меня в условиях центрального черноземья / Ю. А. Шамардина : автореф. дис. …канд. х. наук. – Курск, 2006. – 16 с.
6. Шаяхметов, И. Т. Защитно-стимулирующие и адаптогенные свойства препарата ГУМИ-биоактивированной формы гуминовых кислот. Эффективность его использования в сельском хозяйстве / И. Т. Шаяхметов, В. И. Кузнецов, Ш. Я. Гилязетдинов [и др.] – Уфа, 2000. – 102 с.
УДК 633.11 «321»:631.147
Н. В. ВЕРБИЦКАЯ, аспирант, Е. П. КОНДРАТЕНКО, к.с.-х.н., профессор, О. М. СОБОЛЕВА, к.б.н., доцент КГСХИ, г. Кемерово
ПРИМЕНЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫХ ПРИЕМОВ ПРЕДПОСЕВНОЙ ОБРАБОТКИ СЕМЯН ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ
Основной продовольственной культурой России является пшеница. В мире площади под пшеницей занимают около 250 млн. га, в России – около 25, в Западной Сибири – 5,5 млн. га, в Кемеровской области – 450 тыс. га (60% от площади посевов зерновых культур). Пшеничный хлеб отличается высокими вкусовыми качествами и превосходит по питательности и перевариваемости хлеб из всех других зерновых культур. В зерне пшеницы содержится от 9 до 25% белка, 63-74% крахмала, около 2% жиров и столько же клетчатки. В зависимости от погодных условий и агротехнических приемов урожайность пшеницы колеблется от 1,1 до 2,5 т/га.
Несмотря на важное народно-хозяйственное значение пшеницы, в настоящее время урожайность и качество зерна этой культуры остается на низком уровне. Причиной этого является недостаток тепла и влаги весной, создаются неблагоприятные гидротермические условия для прорастания семян, из которых 20-30% погибает, не давая всходов.
Предпосевная обработка семян пшеницы является одним из наиболее простых и, в тоже время, эффективных способов повышения качества посевного материала и увеличения урожайности этой культуры.
Для обеспечения высокого урожая необходим высококачественный посадочный материал, с высоким процентом всхожести. Предпосевная обработка семян позволяет интенсифицировать процесс прорастания, уничтожает вредные микроорганизмы.
Существуют методы и технологические приемы предпосевной стимуляции роста и развития семян, основанные на применении высокотоксичных химических препаратов. Использование с целью предпосевной обработки семян ядовитых химических веществ наносит большой вред окружающей среде. При внесении в почву семян, обработанных ядохимикатами, под воздействием ветра и дождей они выносятся в водоемы,
126
разносятся на обширные пространства, что загрязняет окружающую среду и наносит вред природе. Однако, в условиях резкого увеличения загрязнения агроэкосистем необходимы поиски экологически безопасных способов повышения посевных качеств семян и, как следствие, увеличения урожайности и качества пшеницы в условиях Кемеровской области. Для повышения всхожести семян и их жизнеспособности, в рамках экологизации растениеводства, целесообразно обратить внимание на биологические и физические методы предпосевной обработки семян сельскохозяйственных растений.
Одним из перспективных направлений предпосевной обработки семян является использование электрических и магнитных полей. Исследования влияния электромагнитных полей на биологические процессы, протекающие в семенах и растениях после обработки, ведутся в настоящее время во многих странах. Исследованиями ученых Marinkovic Branko (2003), Бородина И.Ф. (2008), Нижарадзе Т.С. (2010) и
других доказано положительное влияние электромагнитного поля на посевные и урожайные качества зерновых культур [1,2,3].
Объектом исследований был сорт мягкой яровой пшеницы Ирень.
В лабораторных опытах на базе Кемеровского государственного сельскохозяйственного института было изучено влияние ЭМП СВЧ
РОССИЙСКАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ |
|||
ХРАМЦОВ ВИКТОР ИВАНОВИЧ |
|
||
Академик Кемеровского регионального от- |
|||
деления Российской Экологической акаде- |
|||
мии, кандидат технических наук. |
|
||
Окончил Кузбасский политехнический ин- |
|||
ститут в 1980 году. Защитил кандидатскую |
|||
диссертацию в 1999 году. Возглавлял |
|||
Управление по технологическому и эколо- |
|||
гическому надзору Федеральной службы по |
|||
экологическому, технологическому и атом- |
|||
ному надзору по Кемеровской области. |
|
||
В настоящие время является директором |
|||
института промышленной и экологической |
|||
безопасности Кузбасского государственно- |
|||
го технического университета. |
|
||
Основные |
направления |
научно- |
|
исследовательской и практической дея- |
|||
тельности в области экологии и охраны |
|||
окружающей среды: промышленная и эко- |
|||
логическая безопасность разработки уголь- |
|||
ных и рудных месторождений, научное |
|||
технико-технологическое направление при |
|||
добыче и строительстве шахт. Опубликова- |
|||
но более 30 научных трудов в т. ч. в обла- |
|||
сти теоретических и практических проблем |
|||
экологии и рационализации природополь- |
|||
зования. |
|
|
|
Награды: - орден «Трудовая слава»;- знак |
|||
«Шахтерская слава»-3, 2, 1 |
степени; |
По- |
|
четная грамота Правительства РФ. |
|
127
на посевные качества семян. Обработку семян яровой пшеницы с влажностью 14% проводили электромагнитным полем сверхвысокой частоты
(СВЧ).
В опыте с сортом Ирень изучалось несколько вариантов воздействия СВЧ-обработки на энергию прорастания и всхожесть семян. В опытном варианте семена обрабатывали на микроволновой установке "Rolsen" (частота магнетрона 2450 МГц) в режимах мощности 80, 240, 400 и 640 Вт, время обработки 10 и 20 секунд для каждого режима мощности в четырехкратной повторности.
Энергию прорастания и всхожесть семян пшеницы определяли в соответствии с требованиями ГОСТ 52325 – 2005. На двенадцатые сутки прорастания семян определялись такие показатели как сырая масса проростков и корней.
Семена контрольных проб не подвергали электромагнитному воздействию.
При СВЧ-обработке семян яровой пшеницы сорта Ирень выявлено действие на их посевные качества. Результаты, полученные при обработке сверхвысокочастотным электромагнитным полем семян пшеницы Ирень, представлены в таблице 1.
Анализ результатов исследования, показал что, в вариантах II - VII энергия прорастания и всхожесть семян пшеницы сорта Ирень превышает показатели в контрольной пробе от 1 до 18 %, в вариантах VIII, IX с мощностью обработки 640 Вт данные показатели ниже, чем на контроле от 4
до 27% (рис. 1).
Сырая масса проростков и корней определялась по среднему значению в пересчете на 10 растений. Анализ полученных данных, позволил установить, что наибольшие показатели при определении сырой массы проростков выявлены в вариантах 240Вт/10 с – 1,12 г, 240 Вт/20 с – 1,14 г, 400 Вт/10 с – 1,13 г, сырой массы корней в вариантах 240 Вт/20 с – 0,6 г и 400 Вт/10 с 0,62 г соответственно.
128
Таблица 1 Результаты СВЧ-обработки семян яровой мягкой пшеницы сорта Ирень
Вариант |
|
Параметры опыта |
|
|
|
Энергия Прорастания, % |
|
|
Всхожесть, % |
Масса проростков сырая (средняя 10 растений), г |
|
Масса корней сырая (средняя 10 растений), г |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
Контроль |
|
|
|
69 |
|
|
72 |
1,04 |
|
0,48 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
II |
80Вт⁄10 c |
|
|
|
71 |
|
|
71 |
1,03 |
|
0,49 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
III |
80 Вт⁄20 с |
|
|
|
74 |
|
|
77 |
1,07 |
|
0,51 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
IV |
240Вт⁄10 c |
|
|
74 |
|
|
82 |
1,12 |
|
0,55 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
V |
240 Вт⁄20 с |
|
|
83 |
|
|
89 |
1,14 |
|
0,6 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
VI |
400Вт⁄10 c |
|
|
86 |
|
|
90 |
1,13 |
|
0,62 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
VII |
400 Вт⁄20 с |
|
|
77 |
|
|
81 |
1,07 |
|
0,57 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
VIII |
640Вт/10 с |
|
|
65 |
|
|
68 |
1,06 |
|
0,46 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
IX |
640Вт⁄20 с |
|
|
42 |
|
|
55 |
0,96 |
|
0,41 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
77 |
82 |
89 |
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
72 |
71 |
|
|
|
|
81 |
|
|
||
80 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
74 |
|
|
83 |
|
86 |
68 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
60 |
|
|
|
|
69 |
71 |
|
|
74 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
77 |
55 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
65 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
42 |
|||||
|
|
|
||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметры
обработки
Энергия прорастания |
|
Всхожесть |
|
||
|
Рис 1. Энергия прорастания и всхожесть семян пшеницы сорта Ирень
Таким образом, анализ данных исследования СВЧ обработки семян яровой пшеницы сорта Ирень показал, что наиболее оптимальными являются варианты 240Вт⁄20 c и 400 Вт⁄10 с.
129