ИЗВЕСТИЯ ОРЕНБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО АГРАРНОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020 № 5 (85)

УДК 633.11«324»:631.895:631.5

Влияние жидкого органоминерального удобрения Контролфит Cu на продуктивность озимой пшеницы

О.В. Семенюк, канд. биол. наук; Н.А. Галушко, канд. биол. наук

ФГБНУ Северо-Кавказский ФНАЦ

Современные жидкие микроэлементные удобрения, преимущественно на основе хелатов или неорганических солей микроэлементов, довольно широко применяются в растениеводческих технологиях [1 – 4]. Область применения таких удобрений на различных сельскохозяйственных культурах увеличивается год от года. Эффективность их использования обусловлена не только тем, что они могут выступать в роли корректоров дефицита тех или иных минеральных элементов в почве, но и способностью оказывать благоприятное влияние на формирование продуктивности растений, повышать их адаптивность к фитопатогенам и стрессовым ситуациям во время роста и развития [4, 5].

При выращивании озимой пшеницы – основной зерновой культуры не только на юге России, но и в целом по стране, особый интерес представляют жидкие органоминеральные удобрения с высоким содержанием меди.

Как незаменимый микроэлемент медь (Cu) поступает в клетки растения в виде ионов Сu²⁺ и входит в состав различных ферментных систем. Медь является активатором протеазы и нитратредуктазы, что объясняет её роль в азотном обмене [6, 7]. В хлоропластах листового аппарата растений, по данным ряда исследователей, содержится до 75 % меди, что определяет её роль в фотосинтезе [8 – 10].

За счёт более длительной вегетации в сравнении с другими сельскохозяйственными культурами озимая пшеница наиболее чувствительна к плодородию почвы и её минеральному составу [11]. Однако результаты агрохимического мониторинга большинства пахотных почв России свидетельствуют о недостатке подвижных форм важнейших микроэлементов, в том числе и меди, практически повсеместно [12], что делает использование микроэлементных удобрений важным элементом технологии выращивания озимой пшеницы.

Цель исследования – выявить специфику формирования урожая и качества зерна мягкой озимой пшеницы при ранневесеннем некорневом применении микроудобрения Контролфит Cu в различных дозах.

Материал и методы исследования. Полевые испытания проводили на экспериментальном поле отдела физиологии растений ФГБНУ «Северо-Кавказский ФНАЦ» в 2015 и 2016 гг. Объект исследований – мягкая озимая пшеница, сорт Багира (селекция аграрного центра). Срок сева и агротехника по паровому предшественнику были оптимальными для зоны возделывания. Тип почвы опытного участка – чернозём обыкновенный, маломощный, тяжелосуглинистый (содержание гумуса – 4,31 %, подвижного фосфора – 17 – 20 мг/кг, обменного калия – 196 – 212 мг/кг, pH почвы – 7,1 – 7,3). ГТК был равен 0,9 – 1,1. Норма высева составляла 4,5 млн всхожих семян на 1 га. В предпосевную культивацию вносили нитроаммофоску общим фоном – N₆₀P₆₀К₆₀. Площадь учётных делянок 24 м². Повторность опытов (полевая и лабораторная) трёхкратная.

В растительных образцах содержание хлорофиллов определяли по методике Я.П. Милаевой и И.П. Примак [13], азота и фосфора – по методу В.Т. Куркаева [14]. Структуру урожая изучали методом отбора снопового материала с площади 0,25 м² каждой повторности. Качество зерна оценивали в соответствии с требованиями ГОСТа Р 54478 – 2011. Организацию опыта и статистическую обработку полученных данных проводили методами дисперсионного и корреляционного анализа по Б.А. Доспехову [15] с использованием компьютерных программ (AgCStat для Excel).

Схемой опыта предусматривалось проведение листовой подкормки удобрением Контролфит Cu в фазу весеннего кущения культуры в дозах 0,5 л/га и 1,0 л/га. Жидкое органоминеральное удобрение Контролфит Cu содержит медь (6,5 %) в форме глюконата меди (CuC₁₂H₂₂O₁₄).

Результаты исследования. За период проведения исследования погодные условия в значительной степени определяли физиологическую специфику формирования урожая и качества зерна озимой пшеницы. Температурный режим осенне-весеннего периода 2014 – 2015 гг. был близок к оптимальному. Ко времени появления всходов осенью 2014 г. отмечался недостаток осадков, однако к началу ноября влагообеспеченность улучшилась и началась активная осенняя вегетация посевов. Ранневесенний период 2015 г. отличался достаточным уровнем увлажнения, в результате чего сформировались хорошо развитые посевы. Однако к началу репродуктивного периода в 2015 г. регистрировалась засуха на фоне повышенных температур воздуха.

Осенний период 2015 г. также характеризовался недостатком осадков при незначительном понижении температуры воздуха в сравнении со среднемноголетними показателями, что сказалось на времени появления всходов. К началу ноября влагообеспеченность почвы улучшилась. Возобновление весенней вегетации в 2016 г. проходило при оптимальном температурном режиме и уровне увлажнения. В период налива зерна на фоне повышенной температуры воздуха отмечалось существенное превышение уровня осадков в сравнении со среднемноголетними показателями. Так, контрастные погодные условия, складывающиеся в репродуктивный период, за годы проведения исследования оказали неоднозначное влияние на формирование качественных показателей зерна.

Основным условием формирования продуктивности растений является оптимально развитый фотосинтетический аппарат, создающий необходимое количество ассимилятов. Эффективность фотосинтеза может быть повышена при увеличении суммарного хлорофилла (а + b) в органах растений на фоне применения листовых подкормок жидким микроудобрением Контролфит Cu (рис. 1).

Рис. 1 – Содержание суммарного хлорофилла (а + b) в органах растений озимой пшеницы (мг/г сухого вещества), с применением удобрения Контролфит Cu (среднее за 2015 и 2016 гг.)

Ранневесеннее (фаза кущения) применение медьсодержащего удобрения Контролфит Cu в дозах 0,5 л/га и 1,0 л/га способствовало увеличению суммарного хлорофилла (а + b) в листьях озимой пшеницы к контролю на 39,1 – 34,8 % соответственно. К началу репродуктивного периода в органах растений по вариантам опыта также регистрировалось повышенное содержание зелёных пигментов в листьях на 12,2 – 6,9 % соответственно, в колосьях – на 1,2 – 2,4 %. Значительное увеличение накопления хлорофилла – до 27 % к контролю, – наблюдалось и в стеблях по варианту с дозой удобрения 0,5 л/га.

Содержание зелёных пигментов в органах растений озимой пшеницы является характеристикой продуктивности культуры в конкретных условиях возделывания. В нашем исследовании в среднем за два года коэффициент корреляции урожая зерна и количества хлорофиллов в колосе составил r = 0,99 (табл. 1). Для уровня значимости 0,05 критическое значение по таблице Пирсона равно 0,73.

Отмечена положительная зависимость содержания хлорофилла (а + b) в листьях в фазу колошения и элементов структуры урожая: массы зерна 1 колоса – r = 0,97, продуктивного стеблестоя – r = 0,83. Выявлена прямая корреляция содержания хлорофилла (а + b) в колосе в период колошения с элементами структуры урожая: массой зерна с 1 колоса – r = 0,73 и продуктивным стеблестоем – r = 0,93. Количество фотопигментов в листьях и колосе в колошение положительно коррелирует с количеством клейковины в зерне – r = 0,92, r = 0,84 соответственно.

Таким образом, применение на посеве озимой пшеницы медьсодержащего микроудобрения Контролфит Cu способствовало повышению концентрации хлорофилла в листьях, что оказало влияние на синтез пластических веществ и общую биологическую продуктивность растений.

В фазу колошения – цветения заканчивается основной рост растений и усвоение питательных веществ, поэтому в этот период можно наиболее объективно оценить уровень питания зерновых колосовых культур по содержанию минеральных элементов в листьях. Продуктивность и качество семян тем выше, чем больше азота и фосфора останется в листьях и других органах пшеницы к началу формирования зерна. Листовые подкормки удобрением Контролфит Cu положительно повлияли на содержание азота и фосфора в органах растений озимой пшеницы в колошение (рис. 2).

Рис. 2 – Содержание азота и фосфора в органах растений озимой пшеницы в фазу колошения при применении удобрения Контролфит Cu, %

Так, в фазу колошения культуры уровень накопления азота органами растений по вариантам опыта с применением удобрения Контролфит Cu в дозах 0,5 л/га и 1,0 л/га, превосходил контроль в листьях на 8,8 – 15,1 %, в стеблях – на 43,7 – 54,1 %, в колосьях – на 18,4 – 13,5 % соответственно. По содержанию фосфора контроль также уступал указанным вариантам опыта на 18,1 – 12,1 % в листьях и на 7,7 – 3,0 % – в колосьях.

В среднем за два года корреляция содержания азота в листьях и урожая зерна составила r = 0,98. Зависимость количества азота в листьях и колосе с содержанием клейковины в зерне была равна r = 0,89 и r = 0,98 соответственно, что выражает значение перераспределения азота по органам в период перед наливом зерна.

Фосфор в большей степени влиял на формирование качества зерна. Коэффициент корреляции количества фосфора в листьях и колосе с содержанием клейковины в зерне был равен r = 0, 96 и r = 0,83 соответственно.

Таким образом, применение удобрения Контролфит Cu повышает интенсивность минерального обмена за период активной вегетации опытных посевов, что в целом может способствовать более рациональному распределению минеральных компонентов по органам растений, повышая продуктивность и качество зерна озимой пшеницы.

В погодно-климатических условиях 2015 и 2016 г. урожайность (билогическая) зерна по вариантам опыта с применением удобрения Контролфит Cu превосходила таковую на контроле на 4,7 – 12,0 % (табл. 2).

Наблюдаемое с увеличением дозы удобрения от 0,5 л/га до 1,0 л/га повышение урожайности происходило вследствие увеличения продуктивного стеблестоя на 21,8 – 25,9 %, также за счёт увеличения массы 1000 зёрен – на 6,3 % – 3,4 % соответственно (табл. 3).

Масса всего биологического урожая тесно связана с величиной урожая зерна зерновых колосовых культур. В нашем исследовании коэффициент корреляции общей биомассы с урожаем составил r = 0,99. Величина урожая определялась в первую очередь количеством продуктивных стеблей (r = 0,87).

Статистические расчёты экспериментальных результатов выявили прямую корреляционную зависимость урожая зерна с показателями фотосинтетической деятельности и минерального питания растений. Так, взаимосвязь урожая зерна и суммы хлорофиллов (а + b) в колосьях составила r = 0,99, а содержания азота в листьях в колошение – r = 0,98.

Контрастные погодно-климатические условия, сложившиеся за годы проведения исследования в период налива и созревания зерна, оказали влияние на ход формирования его качества. Увеличение массовой доли сырой клейковины в зерне к контролю при использовании различных доз удобрения было практически одинаковым и составляло 2,0 – 1,9 абс. процента без ухудшения её качества (табл. 4).

По нашим данным, количество клейковины в зерне мягкой озимой пшеницы положительно коррелировало с массой 1000 зёрен – r = 0,91, содержанием в колошение суммы хлорофиллов (а + b) в листьях и колосе – r = 0,92 и r = 0,84 соответственно, содержанием азота в листьях и колосе – r = 0,89 и r = 0,98 соответственно, содержанием фосфора в листьях и колосе – r = 0,96 и r = 0,83 соответственно.

Обработка посевов озимой пшеницы препаратом Контролфит Cu в дозах 0,5 л/га и 1,0 л/га способствовала формированию оптимального по структуре посева, который наилучшим образом отзывался на экзогенные условия среды, где в процессе фотосинтеза, поглощения и усвоения элементов минерального питания наиболее полно использовался потенциал формирования урожая и качества зерна. Однако сложные погодные условия налива зерна не позволили реализовать внутренние резервы продуктивности растений полностью.

Таким образом, органоминеральное удобрение Контролфит Cu возможно использовать в технологии возделывания мягкой озимой пшеницы в качестве регулятора физиологических процессов, а именно роста, развития и формирования продуктивности и качества зерна.

Выводы

1. Ранневесенняя листовая обработка посевов озимой пшеницы органоминеральным удобрением Контролфит Cu способствует наиболее полному использованию потенциальных возможностей растений в формировании урожая и качества зерна.

2. При использовании удобрения Контролфит Cu в дозах 0,5 л/га и 1,0 л/га повышается урожайность зерна озимой пшеницы на 3,8 – 9,8 ц/га, или на 4,7 – 12,0 % соответственно. Статистический анализ выявил прямую корреляцию урожайных данных с суммой хлорофиллов (а + b) в колосьях (r = 0,99) и содержанием азота в листьях в колошение (r = 0,98).

3. С применением удобрения Контролфит Cu массовая доля сырой клейковины в зерне увеличивается до 2,0 % без ухудшения её качества. Количество клейковины в зерне мягкой озимой пшеницы положительно коррелирует с массой 1000 зёрен r = 0,91, содержанием в колошение суммы хлорофиллов (а + b) в листьях и колосе (r = 0,92 и r = 0,84), содержанием азота в листьях и колосе (r = 0,89 и r = 0,98), содержанием фосфора в листьях и колосе (r = 0,96 и r = 0,83). Однако сложные погодные условия в период налива зерна в опыте не позволили реализовать потенциал растений полностью.

DOI 10.37670/2073-0853-2020-85-5-47-52

Аннотация

Опубликовано Известия Оренбургского Государственного Аграрного Университета 2020 № 5 (85), стр. 47-52