Действие медного и цинкового удобрений на посевные качества семян озимой пшеницы

Введение. Пшеница является одной из самых распространенных культур. За год в мире производится более 749 млн т пшеницы. Крупнейшими производителями зерна пшеницы являются: Китай – 131,7 млн т, Индия – 93,5 млн т и Российская Федерация – 73,3 млн т. В России прослеживается увеличение производства зерна пшеницы. Среднегодовой объем производства зерна за период 2012– 2016 гг. составил 56 955,4 тыс. т, за 2017– 2021 гг. – 78 900,4 тыс. т. В стране по расчетам экспертно-аналитического центра агробизнеса на протяжении ряда лет сохраняется положительная динамика среднегодовой урожайности пшеницы, которая имеет достаточно устойчивый характер роста: 1990–2000 гг. она составляла – 1,67 т/га, в 2000–2010 гг. – 2,07, в 2010–2020 гг. – 2,58 т/га [1].

Реализация потенциальной урожайности сорта пшеницы зависит от многих слагаемых, в том числе и от посевных качеств ее семян, которые определяются комплексом параметров, зависящих от многих факторов: уровня обеспеченности культуры элементами минерального питания, агрометеорологических условий, научного сопровождения при интенсивной смене сортов культуры на более продуктивные в сельскохозяйственном производстве.

Известно, что длительное использование почвы для производства растениеводческой продукции, в частности зерновых, без внесения удобрений, не имеющих в своем составе микроэлементов, приводит к их систематическому отчуждению с урожаем и, как следствие, снижению их содержания в почве и формированию зерна с невысокими показателями качества. Для озимой мягкой пшеницы, выращиваемой в условиях чернозема выщелоченного, наиболее дефицитными микроэлементами являются медь и цинк [2; 3; 4; 5; 6]. По данным А.Х. Шеуджена, наличие легкоподвижных и доступных форм меди в черноземе выщелоченном за три ротации 11-польного зернотравяно-пропашного севооборота уменьшилось на 29,0 % [7]. В работе

Е.В. Тонконоженко отмечен пониженный уровень содержания подвижных форм цинка, что свидетельствует о низкой обеспеченности произрастающих на черноземе выщелоченном растений [8]. С учетом выше обозначенных проблем важно установить действие ограничивающих факторов, определяющих жизнеспособность семян, которая оценивается при их проращивании и формировании проростков в контролируемых условиях. Поэтому актуально и своевременно проследить, а также выявить влияние дефицитных микроэлементов на совокупность взаимодействующих свойств семян – их посевные качества.

Методической основой проведения исследований явилось предложенное Н.М. Макрушиным, Ю.В. Плугатарем, А.М. Малько и другими усовершенствованное толкование терминов, определений и понятий [9]. Для сельскохозяйственных растений основными параметрами посевных свойств семян, предусмотренными нормативными документами (ГОСТ РФ), являются: масса 1000 семян, всхожесть, энергия (активность) прорастания, скорость и дружность прорастания, характеризующая качественную однородность посевного материала [10].

Цель исследований – определить оптимальную концентрацию медных и цинковых удобрений, улучшающих посевные качества семян озимой мягкой пшеницы сорта Безостая 100: всхожесть, энергию, скорость и дружность прорастания, а также активность роста проростков культуры.

Материалы и методы. Эксперимент осуществлялся в научной лаборатории кафедры агрохимии Кубанского ГАУ. Объектом исследования были семена озимой мягкой пшеницы сорта Безостая 100, выращенные в условиях естественного уровня плодородия чернозема выщелоченного в зернотравяно-пропашном севообороте (четвертая ротация) стационарного опыта в учхозе «Кубань» КубГАУ. Определяли показатели качества семян – лабораторную всхожесть, энергию, дружность и скорость прорастания в соответствии с действующим ГОСТ 20290-74 «Семена сельскохозяйственных культур. Определение посевных качеств семян. Термины и определения» [10]. Предпосевную обработку семян озимой мягкой пшеницы проводили путем замачивания в водном растворе сульфата меди (CuSO4 • 5H2O) и цинка (ZnSO4 • 7H2O) в концентрации от 0,5 до 0,0005 % элемента.

Результаты и обсуждение . Предпосевная обработка семян озимой мягкой пшеницы, проводимая водными растворами ZnSO 4 ^• 7H 2 O и CuSO 4 ^• 5H 2 O, содержащими 0,5 %; 0,05; 0,005 и 0,0005 % цинка или меди, влияла на лабораторную всхожесть, энергию (активность), скорость и дружность прорастания (таблица).

Таблица

Посевные качества семян озимой пшеницы сорта Безостая 100 в зависимости от предпосевной обработки микроудобрениями

Вариант	Лабораторная всхожесть, %	Энергия (активность) прорастания, %	Скорость прорастания (интенсивность роста), сут.	Дружность прорастания, шт./сут.
ZnSO 4 ^ 7H 2 O
Контроль	92	50,1	3,4	6,0
Zn 0,5 %	93	51,0	3,4	7,0
Zn 0,05 %	94	52,7	3,2	8,2
Zn 0,005 %	94	54,9	3,2	8,7
Zn 0,0005 %	93	54,5	3,0	7,8
HСР 0	1,97	2,85	0,18	2,57
CuSO 4 ^ 5H 2 O
Контроль	92	49,5	3,5	6,6
Сu 0,5 %	93	50,5	3,4	7,0
Cu 0,05 %	95	53,3	3,4	8,3
Cu 0,005 %	95	56,5	3,4	9,2
Cu 0,0005 %	94	53,0	3,4	8,2
HСР 0	2,07	2,98	0,17	2,19

Анализ данных, полученных в опыте, показал, что предпосевная обработка семян (ПОС) озимой мягкой пшеницы водным раствором ZnSO4 • 7H2O, содержащим от 0,5 % до 0,0005 % цинка, разнонаправленно повлияла на показатели качества семян. Лабораторная всхожесть семян в контроле (замачивание в воде) равна была 92 %, в концентрациях Zn 0,5 % и Zn 0,0005 % отмечена тенденция к повышению показателя, но достоверно исследуемый микроэлемент увеличивал всхожесть до 94 % при ПОС в концентрациях Zn 0,05 и 0,005 %. Эти же концентрации (0,05 и 0,005 %) существенно увеличивали лабораторную всхожесть семян при их обработке CuSO4 • 5H2O – до 95 %.

Активность прорастания семян озимой мягкой пшеницы с увеличением концентрации микроэлементов повышалась. Достоверные значения в опыте наблюдались при обработке водными растворами исследуемых элементов в концентрациях 0,05 %, 0,005 и 0,0005 %. Относительно контроля показатели увеличивались при обработках ZnSO 4 ^• 7H 2 O на 5,2; 9,6 и 8,8 % и CuSO 4 ^• 5H 2 O на 7,7; 14,1 и 7,1 % (относительные проценты). Получены существенные различия от действия микроэлементов Zn и Cu в концентрациях 0,05 и 0,0005 %. Активность прорастания семян озимой мягкой пшеницы составила при их обработке ZnSO 4 ^• 7H 2 O 52,7 и 54,5 % и CuSO 4 ^• 5H 2 O – 53,3 и 53,0 %. Наилучшие значения по этому показателю выявлены от предпосевной обработки при концентрации Zn и Cu равной 0,005 % – 54,9 и 56,5 % соответственно. Следует заметить, что достоверных различий нет между параметрами активности прорастания семян озимой мягкой пшеницы, полученными в вариантах от действия ZnSO 4 ^• 7H 2 O и CuSO 4 ^• 5H 2 O в 0,5%-ных концентрациях Zn и Cu.

Скорость прорастания семян в опытах в контроле варьировала от 3,4 до 3,5 сут. Под действием водных растворов ZnSO 4 ^• 7H 2 O, содержащих 0,05; 0,005 и 0,0005 % Zn, скорость прорастания семян на 0,2– 0,4 сут. быстрее. Влияние различных концентраций водного раствора CuSO 4 ^• 5H 2 O, содержащих от 0,5 до 0,0005 % меди, однотипное, и разницы между значениями концентрации не прослеживается.

На дружность прорастания положительно повлияла каждая из изученных концен-45

траций водного раствора ZnSO 4 ^• 7H 2 O. Но достоверный результат получен только при 0,005%-ной концентрация Zn, которая составила 8,7 шт./сут., что на 2,7 шт./сут., или 31 %, больше контрольного варианта. От применения водных растворов ZnSO 4 ^• 7H 2 O, содержащих 0,05 и 0,0005 % цинка, только наметилась положительная тенденция к повышению определяемого показателя. Необходимо отметить, что предпосевная обработка семян водным раствором CuSO 4 ^• 5H 2 O, содержащим 0,005 % Cu, достоверно способствовала увеличению дружности прорастания семян, которая была равна 9,2 шт./сут., что выше контроля на 2,6 шт./сут.

Следует отметить, что наибольшая концентрация (0,5 %) Zn и Cu по сравнению со всеми остальными вариантами (в том числе и с контрольным) показала наихудшие результаты по всем изучаемым параметрам. Возможно, это связано с тем, что большие концентрации водных растворов CuSO 4 ^• 5H 2 O и ZnSO 4 ^• 7H 2 O, ингибируя начальные этапы процесса прорастания семян растений, негативно влияли на посевные показатели качества семян озимой пшеницы (рис. 1).

Рисунок 1 – Влияние различных концентраций цинкового удобрения на посевные качества семян озимой пшеницы

При дальнейшем проращивании семян озимой мягкой пшеницы в рулонной культуре была замечена активизация роста проростков семян, обработанных медным и цинковым удобрениями. Семена озимой пшеницы, обработанные водным раствором ZnSO4 • 7H2O и CuSO4 • 5H2O, после перенесения в рулонную культуру ак- тивно пошли в рост, а число проростков осталось без изменений (рис. 2, 3). В ходе дальнейших наблюдений было выявлено, что ПОС водными растворами ZnSO4 • 7H2O, содержащими 0,05 %, 0,005 и 0,0005 % Zn, в дальнейшем положительно влияет на рост и развитие проростков озимой пшеницы (рис. 2).

Рисунок 2 – Проростки озимой пшеницы при действии цинковых удобрений

Из результатов опыта видно, что действие цинка 0,005 % наилучшее по сравнению с другими концентрациями. Средняя высота стебельков растений, выращенных на концентрации Zn 0,005 %, составила 9,9 см, что выше средней высоты стебельков в контрольном варианте на 5,1 см. Цинк, содержащийся в водном растворе в концентрации 0,0005 %, обеспечивал только положительную тенденцию к развитию растений в высоту. Однако следует отметить, что средняя длина корешков растений, обработанных водным раствором ZnSO 4 ^• 7H 2 O, содержащим 0,005 % цинка, была на 0,7 см выше по сравнению с концентрацией, содержащей 0,0005 % цинка.

Сравнивая действие различных концентраций микроэлементов Zn или Cu на высоту проростков и длину корешков озимой пшеницы следует отметить разно-направленность влияния элементов. Средняя высота проростков озимой пшеницы под действием водных растворов CuSO4 • 5H2O, содержащих 0,5 % и 0,05 % Cu, была равна 5,0 и 4,5 см соответственно, что в среднем на 2,2 см выше, чем в кон- троле. От действия 0,005 и 0,0005%-ных водных концентраций этого элемента средняя высота проростков также превысила значения в контрольном варианте на 2,6 и 0,2 см соответственно.

Рисунок 3 – Проростки озимой пшеницы при действии медных удобрений

Средняя длина корешков проростков при обработке семян водными растворами CuSO 4 ^• 5H 2 O, содержащими 0,5 и 0,05 % Cu, имела тенденцию к понижению относительно контрольных образцов, тогда как использование концентраций 0,005 и 0,0005 % способствовало достоверному превышению длины корешков в контроле: на 1,8 и 1,6 см соответственно (рис. 4).

Рисунок 4 – Влияние различных концентраций микроэлементов Zn и Cu на массу проростков озимой пшеницы

Средняя масса проростков озимой мягкой пшеницы под действием обработки семян водным раствором ZnSO4 • 7H2O, содержащим 0,005 % Zn, была наибольшей и составила 1,23 г, тогда как в контрольном варианте не превышает 0,5 г. Средняя масса проростков при использовании 0,5%-ной концентрации цинка не дала существенных результатов.

Значения средней величины сухой массы корешков в целом повторяли закономерность действия изучаемых концентраций водных растворов ZnSO 4 ^• 7H 2 O на массу проростков за исключением варианта с 0,05%-ной концентрацией Zn. Средняя сухая масса корешков при обработке семян 0,005%-ной концентрацией Zn была выше в сравнении с обработкой семян водным раствором ZnSO 4 ^• 7H 2 O, содержащим 0,05 % Zn. Показатель составил 1,98 г, что выше контроля на 1,84 г. Средняя сухая масса корешков культуры в вариантах с обработкой семян концентрациями цинка 0,5 и 0,05 % составила 0,47 и 1,95 г соответственно.

Средняя масса проростков и средняя сухая масса корешков озимой мягкой пшеницы в варианте обработки семян водным раствором CuSO 4 ^• 5H 2 O, содержащим 0,005 % меди, составила 1,11 и 2,23 г соответственно.

Таким образом, микроудобрения, содержащие цинк и медь, при предпосевной обработке семян положительно влияли на рост и развитие проростков и корней озимой мягкой пшеницы.

Заключение . Цинковые (ZnSO 4 ^• 7H 2 O) и медные (CuSO 4 ^• 5H 2 O) микроудобрения, используемые для предпосевной обработки семян озимой мягкой пшеницы водными растворами различной концентрации (0,5 %; 0,05; 0,005 и 0,0005 %), оказывают разностороннее действие на их основные посевные качества. Достоверные и положительные значения по активности прорастания семян озимой мягкой пшеницы получены от действия микроэлементов в концентрациях Zn и Cu по 0,05 и 0,0005 %. Наилучшие значения по активности прорастания семян выявлены от предпосевной обработки при 0,005%-ной концентрации Zn и Cu – соответственно 54,9 и 56,5 %.

Длина корешков проростков под влиянием обработки семян растворами CuSO 4 ^• 5H 2 O, содержащими 0,5 и 0,05 %

Cu, относительно контрольных образцов имела тенденцию к снижению, а концентрации 0,005 и 0,0005 % достоверно повышали показатель. Средняя сухая масса корешков при обработке семян 0,005%-ной концентрацией Zn была наибольшей – 1,98 г, что выше контроля на 1,84 г.

Предпосевная обработка семян озимой пшеницы водными растворами CuSO 4 ^• 5H 2 O и ZnSO 4 ^• 7H 2 O, содержащими 0,005 % Сu или Zn, позволяет улучшить их посевные качества, что в последующем будет способствовать реализации генетического потенциала высокоурожайного сорта Безостая 100, широко используемого в практике производства зерна этой культуры.