Эффективность применения препарата БИОСТИМ зерновой в технологии возделывания озимой мягкой пшеницы

Полный текст

Важнейшее значение в увеличении производства высококачественного зерна пшеницы имеет максимальное раскрытие сортового потенциала на основе современных агротехнологий, обеспечивающих эффективное использование местных почвенно-климатических ресурсов и средств интенсификации земледелия. Одно из главных направлений повышения урожайности озимой пшеницы – подбор адаптивных сортов и применение в современных агротехнологиях различных биопрепаратов, повышающих резистентность растений к неблагоприятным факторам среды и их урожайность. [2, 15, 17]

Озимая пшеница – основная сельскохозяйственная культура Республики Дагестан, занимающая 93,7 тыс. га (22,7% площади пашни), но средняя урожайность (2,26 т/га) существенно уступает среднероссийской и не соответствует потенциальной продуктивности возделываемых сортов. [8] Для повышения ее урожайности требуется усовершенствовать существующие элементы технологии возделывания, которые будут способствовать лучшей реализации потенциала сортов. Наиболее эффективный прием в современных технологиях возделывания озимой пшеницы – обработка семян и растений различными биопрепаратами для улучшения количественных и качественных показателей. [10, 12, 16]

Цель работы – определение адаптивного потенциала сортов озимой мягкой пшеницы и установление оптимальной схемы применения биопрепаратов для повышения продуктивности сортов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Полевой эксперимент проводили в ОАО «Учебно-опытное хозяйство» (г. Махачкала, Республика Дагестан) в 2019–2022 годах на луговых среднесуглинистых почвах с содержанием гумуса в пахотном слое 0,0…0,3 м – 2,93%. Почва по содержанию доступных форм основных элементов питания относится к среднеобеспеченной – по легкогидролизуемому азоту (38,6 мг/кг почвы), низкообеспеченной – подвижному фосфору (12,1 мг/кг) и повышенной обеспеченности – обменному калию (310 мг/кг), рН – 7,2.

В качестве биопрепаратов использовали продукцию АО «Щелково Агрохим»: для предпосевной обработки семян – Гумат калия Суфлер (ГКС), для фолиарной подкормки озимой пшеницы – Биостим зерновой (БЗ).

Двухфакторный полевой опыт с внесением N160P60 был заложен в четырехкратной повторности по схеме: сорта озимой пшеницы (фактор А) – Гром, контроль (наиболее распространенный в регионе) и Каролина 5; биопрепараты (фактор В) – замачивание в воде, контроль; предпосевная обработка семян ГКС (1 л/т), ГКС + фолиарная подкормка в фазе осеннего кущения БЗ дозой 1,3 л/га (1 БЗ), ГКС + фолиарная подкормка БЗ в фазах осеннего кущения и выхода в трубку (2 БЗ), ГКС + фолиарная подкормка БЗ в фазах осеннего кущения, выхода в трубку и колошения (3 БЗ).

Все необходимые наблюдения, учеты и анализы проводили в соответствии с методикой полевого опыта Б.А. Доспехова, показатели фотосинтетической деятельности определяли по А.А. Ничипоровичу, статистическую обработку данных – методами дисперсионного и корреляционного анализов с помощью пакета программ «Microsoft Excel 2010 и «Statistica 10.0».

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Всхожесть и густота стояния растений – существенные показатели условий посева (состояние почвы, качество посевных работ и семян), а повторные определения густоты стояния растений позволяют выявить устойчивость посевов к абиотическим и биотическим факторам среды (табл. 1).

 

Таблица 1.

Всхожесть семян, густота стояния и высота растений в зависимости от схемы применения биопрепаратов, 2019–2022 годы

Сорт	Схема применения биопрепаратов	Всхожесть, %	Густота стояния, шт./м²		Высота растений, м
			весной	перед уборкой
Гром	Вода, контроль	88,3	401	373	0,67
	ГКС	92,7	419	388	0,69
	ГКС + 1 БЗ	91,9	423	390	0,70
	ГКС + 2 БЗ	92,5	426	394	0,73
	ГКС + 3 БЗ	93,1	423	395	0,73
Каролина 5	Вода, контроль	89,7	408	380	0,79
	ГКС	93,9	420	392	0,81
	ГКС + 1 БЗ	94,0	422	393	0,83
	ГКС + 2 БЗ	93,8	425	394	0,86
	ГКС + 3 БЗ	93,6	424	394	0,88

 

Предпосевная обработка семян ГКС способствовала повышению всхожести в среднем по сортам на 4,3%. Последействие агрохимиката (ГКС) сказалось на устойчивости растений к условиям осенне-зимнего периода вегетации. Независимо от сорта озимой пшеницы, к фазе весеннего возобновления вегетации при обработке семян ГКС сохранилось растений в среднем 419 шт./м² при 404 шт./м² на контроле, а осенняя фолиарная подкормка (1 БЗ) увеличила густоту стояния растений до 423 шт./м². К уборке общая густота посевов уменьшилась до 77,9% при неблагоприятных факторах, но проведение двух фолиарных подкормок (2 БЗ и 3 БЗ) весной-летом сохранило имеющиеся различия в густоте посевов.

Количество продуктивных стеблей под влиянием биопрепаратов возросло с 455,5 в контроле (обработка водой) до 481,5 шт./м² в варианте ГКС + 3 БЗ или на 5,7%, хотя продуктивная кустистость была практически одинаковой (1,20 и 1,23 соответственно). Наибольший этот показатель отмечен у сорта Каролина 5 – 482 шт./м² при 464 шт./м² у Грома.

Анализ роста растений озимой пшеницы свидетельствует о том, что предпосевная обработка семян ГКС усиливает ростовые процессы, существенно проявляют себя фолиарные подкормки Биостимом зерновым, которые увеличивают рост растений на 7,5…8,5%, максимальное в вариантах ГКС + 3 БЗ – 10,1%. Наиболее отзывчивым на биопрепарат оказался сорт Каролина 5, где превышение высоты растений составило 11,4%, по сравнению с контролем. В результате корреляционного анализа выявлена средняя прямая зависимость урожайности и высоты растений (y = 0,0509x + 1,8774 при r = 0,569).

Нашими исследованиями установлена зависимость размещения корневой системы в пахотном горизонте от сортов и схем применения биопрепаратов (табл. 2).

 

Таблица 2.

Развитие корневой системы озимой пшеницы по основным фазам роста и развития, т/га, 2019–2022 годы

Схема применения биопрепаратов	Фаза развития озимой пшеницы				Кпрод.
	осеннее кущение	выход в трубку	колошение	молочная спелость
Гром
Вода, контроль	0,32	1,56	2,21	1,72	4,65
ГКС	0,36	1,69	2,33	1,83	4,58
ГКС + 1 БЗ	0,44	1,93	2,58	2,04	4,45
ГКС + 2 БЗ	0,46	2,04	2,72	2,17	4,26
ГКС + 3 БЗ	0,47	2,09	2,75	2,23	4,24
Каролина 5
Вода, контроль	0,40	2,02	2,86	2,20	4,36
ГКС	0,49	2,29	3,17	2,47	4,08
ГКС + 1 БЗ	0,61	2,63	3,45	2,73	3,86
ГКС + 2 БЗ	0,62	2,74	3,61	2,92	3,79
ГКС + 3 БЗ	0,62	2,76	3,57	2,86	3,76

 

К завершению осеннего кущения озимой пшеницы, независимо от варианта фактора В, формируется от 14,5 до 17,8% общей корневой массы. Наибольшего развития корневая система достигла после осенней фолиарной подкормки в начале кущения, которая увеличила нарастание корневой системы в среднем на 0,19 т/га (рис. 1).

 

Рис. 1. Развитие корневой системы озимой пшеницы после обработки семян ГКС + 1 БЗ.

 

Важный показатель эффективности работы корневой системы – коэффициент продуктивности (Кпрод.), определяемый отношением надземной растительной массы (зерно + солома) к массе корневой системы. Чем оно меньше, тем эффективнее работа корневой системы. В наших исследованиях предпосевная обработка семян ГКС снижает коэффициент продуктивности с 4,35 (контроль) до 4,19, а фолиарные подкормки повышают эффективность работы корневой системы в среднем на 10,1%. Максимальный Кпрод. отмечен в вариантах с двух- и трехкратной фолиарной подкормкой Биостимом зерновым – 3,86…3,89 (табл. 2). У Каролины 5 Кпрод. = 3,96 при Кпрод .= 4,43 у сорта Гром.

У автотрофных организмов, к которым относится и озимая пшеница, фотосинтез – основной процесс образования органического вещества. Сочетание ассимиляции минеральных элементов из почвы с процессом фотосинтеза создает материальную базу для формирования урожая растений, из которого на долю фотосинтеза приходится около 95%. Площадь отдельного листа и общая листовая поверхность растения позволяют оценить его фотосинтетический потенциал (ФП). Лист обладает наибольшими приспособительными качествами к условиям окружающей среды, что выражается в изменении площади ассимиляционной поверхности растений. [7]

По всем показателям (накопление ФП, содержание абсолютно сухого вещества (АСВ), скорости роста посевов (СРП) и коэффициента полезного действия фотосинтетически активной радиации (КПД ФАР)), выделяется сорт Каролина 5 (табл. 3).

 

Таблица 3.

Основные показатели фотосинтетической деятельности сортов озимой пшеницы, 2019–2022 годы

Сорт	Схема применения биопрепаратов	Площадь листьев, тыс. м²/га	ФП, млн м²∙ дн./га	АСВ, т/га	СРП, г/м²· сут.	КПД ФАР, %
Гром	Вода, контроль	31,2	2,26	9,04	12,45	1,34
	ГКС	32,0	2,30	9,51	13,22	1,45
	ГКС + 1 БЗ	33,4	2,39	9,69	13,56	1,49
	ГКС + 2 БЗ	34,2	2,41	10,08	14,29	1,59
	ГКС + 3 БЗ	35,1	2,47	10,21	14,49	1,61
Каролина 5	Вода, контроль	38,1	2,68	11,04	15,77	1,73
	ГКС	39,5	2,72	11,58	16,79	1,89
	ГКС + 1 БЗ	39,7	2,72	11,68	17,03	1,95
	ГКС + 2 БЗ	41,9	2,83	12,24	18,14	2,09
	ГКС + 3 БЗ	42,0	2,83	12,37	18,31	2,11
НСР 05		1,9	0,13	0,54	0,77	0,09

 

Это превышение связано как с биологическими особенностями сорта, что выражается в большей высоте растений, так и лучшей отзывчивости на применяемые биопрепараты, о чем свидетельствует максимальное значение КПД ФАР – 2,11%. Худшим по показателям фотосинтетической деятельности оказался сорт Гром.

Эффективность биопрепаратов начинает сказываться по некоторым показателям уже после осенней подкормки посевов Биостимом зерновым, максимальная достигается при двух-трех фолиарных подкормках вегетирующих посевов. Использование биопрепаратов приводит к росту ассимиляционной поверхности растений, по сравнению с контролем, на 9,9% и фотосинтетического потенциала на 6,6%, увеличению накопления сухого вещества на 11,2% и скорости роста посевов на 14,4%. Все это, в конечном итоге, увеличивает КПД фотосинтетически активной радиации на 18,7%.

Применение программного продукта Statistica 10 позволило установить множественную зависимость между площадью листьев, фотосинтетическим потенциалом и КПД ФАР (рис. 2).

 

Рис. 2. Влияние площади листьев и ФП на КПД ФАР.

 

Полученная зависимость между КПД ФАР и изучаемыми показателями позволяет определить значения КПД ФАР при переменных значениях площади листовой поверхности и ФП. Максимальный КПД ФАР может быть при площади листьев 44 тыс. м²/га и ФП – 3,0 млн м²·дн./га.

Установлено, что биопрепараты оказывают благоприятное влияние на структуру урожая, обеспечивая положительную тенденцию по показателям структуры урожая, особенно по сорту Каролина 5, наиболее отзывчивому на их применение (табл. 4).

 

Таблица 4.

Структура урожая и урожайность сортов озимой пшеницы, 2019–2022 годы

Сорт	Схема применения биопрепаратов	Масса зерна в колосе, г	Количество зерен в колосе, шт.	Масса 1000 зерен, г	Урожайность, т/га
Гром	Вода, контроль	1,20	32,9	36,41	5,26
	ГКС	1,19	32,5	36,63	5,44
	ГКС + 1 БЗ	1,18	31,9	37,05	5,57
	ГКС + 2 БЗ	1,21	32,4	37,38	5,76
	ГКС + 3 БЗ	1,22	32,4	37,67	5,83
Каролина 5	Вода, контроль	1,28	32,9	38,91	6,05
	ГКС	1,31	33,4	39,23	6,29
	ГКС + 1 БЗ	1,33	33,4	39,82	6,42
	ГКС + 2 БЗ	1,37	34,1	40,18	6,69
	ГКС + 3 БЗ	1,38	34,2	40,33	6,76
НСР05		0,05	1,6	1,94	0,35

 

Сорт Каролина 5 при предпосевной обработке семян ГКС + 2 БЗ обеспечил урожайность 6,69 т/га, что на 0,93 т/га выше контроля, а эффективность обработки посевов в фазе колошения озимой пшеницы (ГКС + 3 БЗ) была наименее результативной, так как рост урожайности был недостоверным и в среднем составил 0,07 т/га. Применение двух-трехкратной фолиарной подкормки посевов биопрепаратами-стимуляторами роста способствует улучшению качества зерна озимой мягкой пшеницы, увеличивая по некоторым вариантам содержание белка и клейковины до 2 класса, повышая показатель седиментации.

Определение показателей адаптивности (экологическая стабильность и пластичность) изучаемых сортов к конкретным условиям возделывания позволит выделить наиболее перспективные из них для последующего районирования в хозяйствах с различным уровнем агротехники. [1, 3, 6]

Для практического определения параметров экологической пластичности использовали методики, предложенные С.А. Эберхартом и В.А. Расселом [16], Р.А. Удачиным [12], С.П. Мартыновым [7], Л.А. Животковым [5] и другие. В любом полевом эксперименте основной показатель эффективности приемов агротехники считается урожайность, поэтому в наших расчетах определения 10 параметров адаптивного потенциала изучаемых сортов и биопрепаратов за основу был взят именно он (табл. 5).

 

Таблица 5.

Адаптивные свойства сортов озимой мягкой пшеницы по признаку урожайность, 2019–2022 годы

Сорт	Параметр
	селекционная ценность сорта	стрес-соустойчивость, т/га	размах урожайности (d), %	генетическая гибкость, т/га	коэффициент вариации, %	Гомеостаз (Ном)	общая адаптивная способность (ОАС)	экологическая устойчивость (SF)	экологическая пластичность (bi)	коэффициент адаптивности (КА)
Гром	4,77	–0,87	14,3	5,64	3,4	41,9	–0,19	1,17	1,01	0,97
Каролина 5	5,41	–1,14	16,0	6,54	11,7	57,7	0,68	1,19	1,32	1,12

 

Сорт Каролина 5 по комплексу основных параметров адаптивности (экологическая пластичность, генетическая гибкость, коэффициент адаптивности, селекционная ценность сорта и другие) превосходит сорт Гром. Используя принцип ранжирования, наименьшую сумму баллов получил сорт Каролина 5 (13 баллов), поэтому его лучше выращивать на интенсивном фоне с высоким уровнем агротехники, а Гром (сумма баллов 17) может давать стабильный, но не очень высокий урожай при любых условиях выращивания.

Лучшие показатели (генетическая гибкость и размах урожайности, интенсивность и общая адаптивная способность, экологическая пластичность и коэффициент адаптивности) были в варианте с двукратной фолиарной подкормкой вегетирующих растений Биостимом зерновым (ГКС + 2 БЗ).

Использование биопрепаратов снижает энергетические затраты на выращивание 1 т зерна на 1036 МДж, способствуя повышению коэффициента энергетической эффективности в среднем по сортам на 8,7% (табл. 6).

 

Таблица 6.

Энергетическая и экономическая оценка сортов озимой пшеницы с применением биопрепаратов, 2019–2022 годы

Схема применения биопрепаратов	Урожайность, т/га	Коэффициент энергетической эффективности	Производственные затраты, тыс. руб./га	Себестоимость, тыс. руб./т	Рентабельность, %
Гром
Вода, контроль	5,26	1,02	39,89	7,58	58,2
ГКС	5,44	1,05	40,03	7,36	63,1
ГКС + 1 БЗ	5,57	1,07	41,16	7,39	62,4
ГКС + 2 БЗ	5,76	1,09	42,30	7,34	63,4
ГКС + 3 БЗ	5,83	1,10	43,42	7,45	61,1
Каролина 5
Вода, контроль	6,05	1,16	39,97	6,61	81,6
ГКС	6,29	1,21	40,11	6,38	88,2
ГКС + 1 БЗ	6,42	1,22	41,24	6,42	86,9
ГКС + 2 БЗ	6,69	1,26	42,38	6,33	89,4
ГКС + 3 БЗ	6,77	1,27	43,51	6,44	86,4

 

Сорт Каролина 5 в сочетании со схемой применения биопрепаратов ГКС + 2 БЗ обеспечивает максимальную рентабельность – 89,4% при наименьшей себестоимости 1 т зерна – 6,33 тыс. руб.

Выводы. Установлено, что продуктивность посевов зависит не только от сорта, но и схемы применения биопрепаратов и их сочетаний. Максимальная урожайность у Каролины 5 – 6,44 т/га, что на 0,87 т/га выше, чем у Грома. При предпосевном замачивании семян Гуматом калия Суфлер в дозе 1,0 л/т и фолиарных подкормках вегетирующих растений озимой пшеницы сорта Каролина 5 в фазах осеннего кущения и выхода в трубку Биостимом зерновым дозой 1,3 л/га, урожайность зерна составила 6,69 т/га. Сорт Каролина 5 наиболее приспособлен к конкретным почвенно-климатическим условиям и уровню применяемой технологии, поэтому представляет практический интерес в плане сортосмены районированных сортов озимой мягкой пшеницы для орошаемой зоны Республики Дагестан.

Об авторах

Диана Султановна Магомедова

ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Республики Дагестан»

Автор, ответственный за переписку.
Email: mds-agro@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7559-2456

доктор сельскохозяйственных наук, профессор РАН

Россия, мкр. Научный городок, г. Махачкала

Серажутдин Аминович Курбанов

ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный аграрный университет имени М.М. Джамбулатова»

Email: mds-agro@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9390-5180

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Россия, г. Махачкала

Список литературы

Дополнительные файлы