Biological substantiation of applications microfertilizers and organo-mineral preparations for out-root treatment wheat

Full Text

Одна из важнейших и наиболее распространенных зерновых культур – пшеница, площадь возделывания которой доминирует в структуре посевных площадей на территории РФ и в некоторых областях может составлять 2 млн га [1]. Для получения высоких и устойчивых урожаев растениеводческой продукции, наряду с эффективными агрои фитосанитарными приемами, целесообразно применять инновационные разработки, в частности, предусматривающие использование биологических препаратов на основе полезных групп микроорганизмов, микроудобрений и органоминеральных препаратов [2-5]. Применение удобрений – важнейший прием повышения урожайности и качества зерна пшеницы. Органические удобрения не только обогащают почву элементами питания растений, но и улучшают ее структуру, водно-физические свойства, повышают емкость поглощения [6].

Цель настоящей работы – определение влияния микроудобрений и органо-минеральных препаратов на элементы продуктивности яровой мягкой пшеницы.

Методика. Растительным материалом исследования в 2017 г. послужили сорта Ленинградская 6, к-64900; Сударыня, к-66407; Trizo, к-64981, предоставленные отделом генетических ресурсов пшениц ФИЦ Всероссийский институт генетических ресурсов растений  им. Н.И. Вавилова (ВИР). В качестве исследуемых препаратов использовали: ФлорГумат, Флора-С, Эдагум, Фитоп-Флора-С, Зеребра агро, БатырМах, Батыр 40N, Батыр 40N+Мах, Азофоска.

Место проведения исследования – кафедра экологии и физиологии растений, кафедра защиты и карантина растений Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. Экспериментальные исследования выполнены в полевых условиях 2017 г. на опытном поле Пушкинских лабораторий ВИР.

Образцы пшеницы высевали на делянках площадью 1 м2 рядовым способом посева с междурядьями 15 см и расстоянием в ряду 1-2 см (300 зерен/м2). Глубина заделки семян – 5-6 см. У каждого образца были около 60 растений – контрольная группа и 60 растений – группа с обработкой препаратами. Внекорневую обработку растений препаратами (в концентрациях: ФлорГумат – 0,01 мл/мл рабочего раствора; Флора-С и Фитоп-Флора-С – 0,003 мл концентрата/мл рабочего раствора или 0,03% препарата; Зеребра агро – 0,002 мл/мл рабочего раствора; Эдагум – 0,001 мл/мл рабочего раствора) осуществляли в вечерние часы в фазы кущения культуры и формирования флаг-листа.

В качестве комплексных внекорневых удобрений использовали препараты серии Батыр, которые представляют собой жидкое комплексное удобрение с микроэлементами для листовых подкормок. В состав входят гидроксикарбоновые кислоты (янтарная, лимонная, молочная и другие). Батыр 40N содержит (г/л): N – 400,0; B – 0,26; Мо – 0,13; SO3   – 53,3;   МgO – 5,55;   Zn – 1,95;

Сu – 0,65; Fe – 0,39; Mn – 0,65. Состав БатырМax более сбалансирован (г/л): N – 64,5; P2O5 – 77,4; K2O – 116,1;  B  –  0,2322;  Мо  –  0,258;  SO3  –  29,67;    МgO  – 1,935; Zn – 0,645; Сu – 0,645; Fe – 0,258; Mn – 0,645.

Для удобрений марки Батыр использовали разные системы применения, так, доза подкормок составила для варианта БатырМаx 1 л/га в фазе кущения, Батыр 40N – 4 л/га в фазе флагового листа; для Батыр 40N – 4 л/га в фазы формирования флагового листа и кущения. В варианте Батыр 40N+Мах применяли смесь этих удобрений по схеме: Батыр 40N – 4 л/га в фазе флагового листа и Батыр 40N – 3 л/га + БатырМаx – 1 л/га в фазе кущения.

Азофоску применяли в качестве фонового удобрения, и его доза составила N16P16K16 в качестве прикорневой подкормки в фазе кущения. Основные составляющие компоненты торфогуминовых удобрений (далее СТГУ) Флора-С и Фитоп-Флора-С – гумат натрия и торф. Комплексное оптимально сбалансированное удобрение ФлорГумат – регулятор роста и развития растений с фунгицидными свойствами на основе природных тритерпеновых соединений хвойного экстракта и гуминовых веществ экстракта озерного сапропеля. Универсальный стимулятор роста на основе серебра с фунгицидными свойствами Зеребра агро содержит 500 мг/л коллоидного серебра и 100 мг/л полигексаметиленбигуамид гидрохлорида. Препарат Эдагум – жидкое гуминовое удобрение на основе торфа, содержит 35 г/л гуминовых и фульвокислот, 0,1 г/л фосфора, 3,5 г/л калия и 1 г/л общего азота. Присутствуют микроэлементы бор, железо, марганец, кобальт.

Структуру урожайности яровой мягкой пшеницы изучали в соответствии с методическими указаниями [7]. Биологическую урожайность одного растения яровой мягкой пшеницы рассчитывали на основании продуктивной кустистости образцов и массы зерен колоса.

Для математического анализа данных использовали методы описательной и многомерной статистики, реализованные в пакетах прикладных программ Statistica 8.0, IBM SPSS 21.0, Microsoft Excel 2016.

Результаты и обсуждение. На первом этапе исследования осуществлено распределение препаратов на основе гуминовых веществ и серебра по эффективности влияния на 16 показателей продуктивности трех сортов яровой пшеницы. На биологическую продуктивность самое большое влияние оказал препарат БатырМаx (рис.1). По сравнению с контролем она достоверно увеличилась на 106,6% (t=5,41). Другие препараты по эффективности в отношении этого показателя могут быть ранжированы таким образом: Батыр 40N+Мах (изменение ∆y= 81,46%, t=5,52), Зеребра агро (∆y= 69,92%, t=7,35), Фитоп-Флора-С (∆y= 66,41%, t=6,01), Эдагум (∆y= 64,5%, t=6,59), Батыр 40N (∆y= 32,03%, t=2,13). Не выявлено статистически достоверного влияния на рост урожайности следующих препаратов: Флора-С (∆y= 9,3%, t=1,17), ФлорГумат (∆y= 5,11%, t=0,61), Азофоска (∆y= 0,24%, t=0,02).

 

Рис. 1. Изменение средней биологической урожайности сортов яровой мягкой пшеницы при применении органо-минеральных удобрений, 2017 г.

 

При использовании большинства препаратов отмечено достоверное снижение вегетативной массы растений по сравнению с контролем (mк.в .= 2,31 ± 0,13 г): БатырМаx (mбм.в. = 0,84 ± 0,13 г) – на 63,8%, Батыр 40N+Мах (mбм_40n.в. = 1,40 ± 0,20 г) – на 39,44%,ФитопФлора-С (mффс.в. = 2,13 ± 0,13г) – на 7,72%, Батыр 40N (mб_40n.в. = 1,33 ± 0,23 г) – на 42,33%, Азофоска (mа.в.= 1,30 ± 0,09 г) – на 43,77%. Существенное ее увеличение определено при использовании препарата ФлорГумат (mфг.в.= 2,95 ± 0,21 г) – на 64,10%. На вегетативную массу растений не влияли Зеребра агро, Флора-С, Эдагум.

Большая часть препаратов достоверно положительно влияла на скорость развития растений (по фазам) и их высоту по сравнению с контролем – в среднем увеличение составило соответственно 9,8 и 18,9%, препараты БатырМах и Батыр 40N+Мах не были эффективными.

БатырМаx влиял на увеличение длины колоса (на 30,8%), числа колосков в колосе (на 26,08%), числа зерен в колосе (на 61,78%), массу зерен колоса (на 106,58%), массу колоса (на 99,89%). По сравнению с контролем при обработке растений препаратом их высота изменилась несущественно. Обработка растений препаратом Батыр 40N + Мах привела к увеличению длины колоса (на 15,43%), числа колосков в колосе (на 16,09%), числа зерен в колосе (на 57,42%), массы зерен колоса (на 81,76%), массы колоса (на 84,53%), при этом по сравнению с контролем высота растений увеличилась на 20,3%. Батыр 40N не влиял на большинство показателей структуры урожая, но определял рост массы зерен колоса (на 32,03%). По сравнению с контролем при обработке им пшеницы высота растений увеличилась на 18,1%. Препарат Азофоска был эффективным лишь в отношении высоты растений, которая при применении препарата была больше на 21,51%, чем в контроле.

Применение препарата Зеребра агро приводило к увеличению длины колоса (на 24,2%), числа колосков в колосе (на 20,9%), числа зерен в колосе (на 48,5%), массы зерен колоса (на 69,9%), массы колоса (на 69,2%). Фитоп-Флора-С влиял на увеличение длины колоса (на 13,8%), числа колосков в колосе (на 12,7%), числа зерен в колосе (на 45,0%), массы зерен колоса (на 66,4%), массы колоса (на 58,2%). Использование препарата Эдагум способствовало увеличению длины колоса (на 22,4%), числа колосков в колосе (на 29,2%), числа зерен в колосе (на 41,2%), массы зерен в колосе (на 64,5%), массы колоса (на 60,7%). В отличие от других препаратов он достоверно влиял на повышение суммарного числа и длины зародышевых, колеоптильных корней пшеницы соответственно на 14,93 и 73,98%. Применение препарата ФлорГумат достоверно не воздействовало на структуру урожайности пшеницы.

На втором этапе исследования изучали влияние препаратов на изменение комплекса показателей продуктивности пшеницы по сравнению с контролем (без обработки) и фоном (растения обработаны препаратом Азофоска). Зеребра агро, Фитоп-Флора-С и Эдагум обусловили достоверный рост значений показателей продуктивности пшеницы на 35,3-41,2%. Существенному их повышению способствовали препараты Батыр 40N – 17,7%, БатырМах – 23,53%, ФлорГумат – 29,41%, применение же препаратов Флора-С и Азофоска влияло только на 11,76%. Максимальную эффективность по числу достоверных положительных изменений показателей продуктивности – 41,18% проявил препарат Эдагум.

Результаты многомерного анализа изменения показателей продуктивности пшеницы при применении препаратов представлены на рис. 2. Выявлено сходство действия препаратов Фитоп-Флора-С, Эдагум, Зеребра агро, Батыр 40N+Мах на эти показатели.

 

Рис.2. Многомерное шкалирование значений биологической эффективности препаратов в отношении комплекса показателей продуктивности пшеницы, 2017 г.; 1 – ФлорГумат, 2 –Эдагум, 3 – Фитоп-Флора-С, 4 – Зеребра агро, 5 – Батыр 40N+Мах, 6 – БатырМах, 7 – Флора-С, 8 – Батыр 40N, 9 – Азофоска.

 

Применение препаратов Зеребра агро, ФитопФлора-С и Эдагум обусловило достоверный рост значений показателей продуктивности пшеницы – соответственно 52,94, 58,82 и 64,71%. Обработка растений препаратом ФлорГумат привела к существенному увеличению (на 41,18%) показателей продуктивности, Батыр 40N+Мах – на 35,29%, БатырМах и Флора-С – на 29,41%, Батыр 40N – только на 11,76%.

Максимальную эффективность по числу достоверных положительных изменений показателей продуктивности проявил Эдагум.

Таким образом, анализ действия препаратов на основе гуминовых веществ и серебра на продуктивность растений яровой пшеницы выявил определенные тенденции в изменении значений показателей. Так, наибольшее влияние на биологическую урожайность пшеницы оказал препарат БатырМаx. Препарат Эдагум проявил максимальную эффективность по числу достоверных положительных изменений показателей продуктивности пшеницы по сравнению контролем и фоном. Выявлено сходство в действии препаратов Эдагум, Фитоп-Флора-С, Зеребра агро, Батыр 40N+Max на изменение большинства этих показателей. Не выявлено статистически достоверного влияния на урожайность препаратов Флора-С,ФлорГумат, Азофоска.

About the authors

L. E. Kolesnikov

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Saint-Petersburg State Agrarian University"

Author for correspondence.
Email: kleon9@yandex.ru

кандидат биологических наук

Russian Federation, 2, sh. Petersburg, Pushkin, Saint-Petersburg, 196601

S. P. Melnikov

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Saint-Petersburg State Agrarian University"

Email: kleon9@yandex.ru

кандидат сельскохозяйственных наук

Russian Federation, 2, sh. Petersburg, Pushkin, Saint-Petersburg, 196601

M. V. Kiselev

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Saint-Petersburg State Agrarian University"

Email: kleon9@yandex.ru

кандидат сельскохозяйственных наук

Russian Federation, 2, sh. Petersburg, Pushkin, Saint-Petersburg, 196601

E. V. Zuev

Federal Research Center the N.I. Vavilov All-Russian Institute of Plant Genetic Resources

Email: e.zuev@vir.nw.ru

кандидат сельскохозяйственных наук

Russian Federation, 42,44, B. Morskaya Street, St. Petersburg, 190000, Russia

T. A. Vasileva

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Saint-Petersburg State Agrarian University"

Email: kleon9@yandex.ru

аспирант

Russian Federation, 2, sh. Petersburg, Pushkin, Saint-Petersburg, 196601

References

Supplementary files