Об эффективности укороченных сроков предпосевной обработки семян зерновых культур регуляторами роста в полевых условиях

Одной из важнейших систем регуляции развития растений является гормональная, функционирующая на межклеточном уровне (1). Благодаря широкому спектру действия фитогормонов, их синтетические аналоги нашли широкое применение в растениеводстве. При правильном использовании регуляторов роста можно существенно повысить продуктивность растений, но при условии, что будут подобраны оптимальные концентрации и разработаны методы применения препаратов. Технологии использования гормональных препаратов имеют в растениеводстве первостепенное значение, в том числе и при предпосевной обработке семян, однако при этом необходимо выявить оптимальную продолжительность контакта семян с регуляторами роста. Принято считать, что этот период должен составлять 24 ч, но имеются данные о том, что аналогичные результаты могут быть достигнуты за более короткое время (24).

Ранее в лабораторных условиях нами было показано, что непродолжительная (8-16 ч) обработка семян кукурузы и огурца регуляторами роста оказывает благоприятное действие на прорастание и содержание в них фитогормонов (5). Имеются также ориентировочные сведения о зависимости развития, роста и продуктивности растений пшеницы и кукурузы в полевых условиях от продолжительности обработки семян регуляторами роста (6).

В связи с этим в задачу нашей работы входила оценка экономической и энергетической эффективности укороченных сроков обработки регуляторами роста семян кукурузы и пшеницы с целью довести разработанный прием до практического применения.

Методика . Опыты проводили в полевых условиях на территории Республики Мордовия (Рузаевский р-н) в течение 2 лет (1999-2000). Объектом исследования служили выравненные семена кукурузы гибрида Днепропетровский 247 и мягкой пшеницы сорта Мироновская 808, которые обрабатывали растворами кинетина и ин-долилуксусной кислоты (ИУК) в концентрации 10^–5 % (0,1 мг/л) в течение 2, 8, 16 и 24 ч по методике, описанное ранее (5). В качестве контроля использовали семена, выдержанные в водопроводной воде в течение 24 ч, что обеспечивало ровные всходы во всех вариантах эксперимента. Затем семена промывали водопроводной водой, подсушивали и высевали на делянки 20-25 мая (кукуруза) и 5-10 мая (пшеница). Учетная площадь делянки составляла 1 м², повторность опыта 4-кратная.

В течение вегетационного периода почву рыхлили и освобождали от сорняков. Со времени появления первых всходов и до конца периода вегетации проводили фенологические наблюдения, определяли число растений, достигших определенной фазы развития. При вступлении большинства растений (70 %) в фазу метелки (кукуруза) или молочной спелости зерна (пшеница) у 10 образцов измеряли высоту (от поверхности почвы до кончика длинного листа) и рассчитывали площадь поверхности листьев (произведение длины и ширины листа с учетом поправочного коэффициента) (7). Одновременно оценивали чистую продуктивность фотосинтеза по Бегише-ву (8). В конце вегетационного периода определяли продуктивность растений: выход зеленой массы у кукурузы (г/раст.) и урожайность зерна у пшеницы (г/м2).

Экономическую эффективность предпосевной обработки семян рассчитывали по нормативным затратам при возделывании яровой пшеницы с использованием технологических карт (9), биоэнергетическую эффективность — по методике Российской академии сельскохозяйственных наук (10). Статистическую обработку данных проводили по Плохинскому (11). Поскольку в разные годы исследований были получены близкие результаты, мы приводим данные только одного опыта.

Результаты . Полевую всхожесть семян кукурузы определяли на 7-13-е сут после посева, когда все семена уже проросли. Обработка кинетином и ИУК способствовала значительному увеличению числа проросших семян по сравнению с контролем (табл. 1). Наибольшее количество семян кукурузы проростало после 8часовой обработки регуляторами роста. Увеличение продолжительности контакта семян с кинетином существенно задерживало прорастание по сравнению с контролем; при использовании ИУК эффект был выражен слабее. Близкие результаты были получены и в опытах с семенами пшеницы. Следовательно, в большинстве случаев непродолжительное (8 ч) пребывание семян в растворах регуляторов роста оказывает благоприятное воздействие на их прорастание и всхожесть, в отличие от 24-часовой обработки, что подтверждает полученные нами ранее данные (5).

Обработка семян кинетином и ИУК практически не оказывала влияния на высоту растений кукурузы и пшеницы, хотя наблюдались некоторые различия по вариантам опыта (см. табл. 1). В случае обработки семян кукурузы кинетином высота растений была максимальной при 16-часовом контакте с препаратом; применение ИУК стимулировало увеличение этого показателя в тех же пределах во всех вариантах опыта. У растений пшеницы незначительная стимуляция отмечена после 8часового выдерживания семян в растворе кинетина, а при обработке ИУК — в интервале 8-24 ч (в пределах ошибки опыта).

Различия между вариантами опыта по площади поверхности листьев также были незначительными. У растений кукурузы при использовании кинетина этот показатель увеличивался в наибольшей степени при контакте семян с препаратом в течение 8-24 ч и в меньшей степени после 2-часовой обработки; аналогичные данные получены при использовании ИУК. У растений пшеницы площадь поверхности листьев по всем вариантам опыта увеличивалась незначительно и практически в одинаковой степени.

Основу урожайности растений составляет чистая продуктивность фотосинтеза, поэтому оценка динамики этого показателя под влиянием регуляторов роста представляет особый интерес. Нами установлено, что использование как кинетина, так и ИУК, приводит к увеличению чистой продуктивности фотосинтеза почти в одинаковой степени при различной продолжительности обработки семян, хотя между вариантами имеются различия (см. табл. 1). При обработке семян в течение 24 ч во всех вариан- чо 04

1. Показатели вегетативного роста и фотосинтетической продуктивности гибрида кукурузы Днепропетровский 247 и мягкой пшеницы сорта Мироновская 808 в зависимости от продолжительности обработки семян регуляторами роста

Показатель Контроль (вода) Продолжительность обработки, ч Кинетин ИУК 2 1           8 16        1 24 2 1 8 1        16 1    24 К у к у р у з а Полевая всхожесть, % проросших семян 57,0±0,9 43,3±1,4 89,5±4,4 50,3±2,2 38,3±1,7 48,8±2,3 86,5±4,3 72,2±3,5 58,4±2,9 Высота растений в фазу метелки, см 53,4±2,3 68,4±2,7 70,2±3,4 74,1±3,3 70,8±3,2 73,4±3,4 74,0±3,5 74,8±3,3 74,0±3,3 Площадь поверхности листьев в фазу метелки, см2 100,2±4,7 128,6±6,4 144,0±6,6 146,4±7,3 145,0±6,9 123,8±5,9 126,0±6,2 127,0±6,1 126,0±6,3 Чистая продуктивность фотосинтеза, г/(м2⋅сут) 3,12±0,11 3,73±0,17 4,81±0,23 6,00±0,30 5,03±0,24 3,29±0,14 3,59±0,15 5,34±0,23 5,05±0,24 Урожай зеленой массы в фазу молочной спелости семян, г/раст. 678,0±6,7 689,0±9,1 712,0±10,5 716,8±10,4 713,8±10,4 709,1±10,3 712,0±9,7 719,0±10,7 716,0±10,4 П ш е н и ц а Полевая всхожесть, % проросших семян 76,2±3,4 82,0±3,9 96,9±4,0 69,4±3,3 63,2±2,8 84,0±3,5 83,3±3,4 90,0±4,0 88,0±3,9 Высота растений в фазу молочной спелости зерна, см 84,2±3,5 73,8±3,3 86,6±3,7 84,0±3,7 81,7±3,5 84,9±3,4 88,2±4,2 90,4±3,8 88,7±3,8 Площадь поверхности листьев в фазу молочной спелости зерна, см2 12,5±0,5 13,9±0,9 14,6±1,0 14,8±0,9 13,0±1,7 13,2±0,8 13,6±0,8 13,7±0,5 13,0±0,6 Чистая продуктивность фотосинтеза, г/(м2⋅сут) 2,80±0,12 2,74±0,12 4,86±0,22 5,37±0,24 4,66±0,22 3,90±0,16 5,38±0,24 5,13±0,25 4,73±0,23 Урожайность зерна в фазу молочной спелости, г/м2 132,6±5,1 176,6±8,7 188,8±8,7 188,0±8,6 162,8±8,6 156,1±5,2 171,8±6,7 178,4±4,8 162,8±9,7 тах опыта чистая продуктивность фотосинтеза снижалась, за исключением 16часовой обработки семян пшеницы ИУК. При наиболее коротком времени выдерживания семян пшеницы в ИУК (2 ч) чистая продуктивность фотосинтеза существенно увеличивалась, в остальных вариантах опыта эффект был незначительным или отсутствовал. Итак, оптимальные результаты получены при более коротковременной обработке семян как пшеницы, так и кукурузы, растворами регуляторов роста.

Урожай зеленой массы растений кукурузы увеличивался во всех вариантах опыта при обработке как кинетином, так и ИУК (см. табл. 1). При этом эффективность действия препаратов была невысокой; максимальная прибавка урожайности отмечена при 16-часовом контакте семян с препаратами. Аналогичные данные получены и по продуктивности растений пшеницы, но прибавка урожайности зерна была значительно выше по сравнению с таковой растений кукурузы.

Энергетическую и экономическую эффективность регуляторов роста при различной продолжительности предпосевной обработки семян оценивали только для пшеницы по биоэнергетическому КПД биологически активных веществ; эффективность считается положительной, если КПД > 1. При использовании регуляторов роста урожайность растений была выше, чем в контроле, особенно при обработке семян кинетином (табл. 2). Энергетическая эффективность использования кинетина и ИУК была максимальной соответственно при 8- и 16-часовом контакте семян пшеницы с растворами препаратов; после 24-часовой обработки этот показатель резко снижался.

2. Оценка эффективности предпосевной обработки семян мягкой пшеницы сорта Мироновская 808 регуляторами роста

Показатель	Кон-	Кинетин				1        ИУК
	троль (вода)			Продолжительность обработки,				ч
		2	1 8	1 16	1 24	1 2	1 8	1 16	1 24
Энергетическая эффективность, МДж	–	1,13	1,44	1,42	0,77	1,26	2,01	2,37	1,55
Валовый сбор, т/га Стоимость валовой продукции,	1,33	1,77	1,89	1,88	1,63	1,56	1,72	1,78	1,63
тыс. руб.	3,72	4,96	5,29	5,26	4,56	4,37	4,82	4,98	4,56
Затраты на производство продукции, тыс. руб.	2,93	4,21	4,21	4,21	4,21	3,52	3,52	3,52	3,52
Стоимость препарата, тыс. руб/га	–	1,28	1,28	1,28	1,28	0,59	0,59	0,59	0,59
Чистый доход, тыс. руб.	0,75	0,75	1,08	1,05	0,36	0,85	1,30	1,46	1,04
Себестоимость 1 т продукции, тыс. руб.	1,33	0,85	0,80	0,80	0,92	0,81	0,73	0,71	0,77
Уровень рентабельности от затраченной суммы, %	59,4	81,2	96,4	93,4	70,3	87,5	102,7	108,6	93,9

Наиболее высокий чистый доход с единицы площади был получен при предпосевной обработке семян пшеницы раствором ИУК в течение 8 и 16 ч (см. табл. 2). По сравнению с контролем увеличение этого показателя составляло соответственно 510 и 670 руб/га. Несмотря на увеличение производственных затрат в этих вариантах, себестоимость 1 т продукции была на 600 руб. ниже, чем в контроле, что обусловлено повышением урожайности растений. При этом рентабельность возделывания пшеницы при обработке семян раствором ИУК в течение 8 и 16 ч возрастала соответственно на 43 и 49 % от затраченной суммы по отношению к контролю. При более длительном (24 ч) контакте семян с препаратом себестоимость 1 т продукции была несколько выше, чем при 16-часовой обработке, причем рентабельность снижалась. Наиболее высокая рентабельность наблюдалась при 8-часовом контакте семян пшеницы с раствором кинетина: на 37 % выше, чем в контроле; после 24-часовой обработки этот показатель был на 11 % выше, чем в контроле.

Таким образом, проведенные нами исследования подтверждают данные лабораторных опытов, свидетельствующие о том, что непродолжительное (8-16 ч) пребывание семян кукурузы и пшеницы в растворах регуляторов роста более эффективно по сравнению с 24-часовой предпосевной обработкой. Наиболее благоприятное действие укороченная обработка семян оказывает на физиологические функции (прорастание семян и фотосинтез), в меньшей степени на вегетативный рост. Обнаружены различия по продуктивности растений, которая выше в том случае, когда обусловлена репродук-97

тивными функциями (семена пшеницы) и ниже — когда зависит от вегетативного роста (зеленая масса кукурузы). Кроме того, при укороченных сроках предпосевной обработки семян кинетином и индолилуксусной кислотой возрастает энергетическая и экономическая эффективность использования регуляторов роста. Все вышеизложенное позволяет заключить, что при изучении влияния регуляторов роста на растения с целью их практического использования первостепенное внимание следует уделять выявлению физиологических закономерностей.

Л И Т Е Р А Т У Р А

• 1.    П о л е в о й В.В. Системы регуляции у растений. Вест. Ленинградского гос. ун-та (Биология). Л., 1981, 4: 105-109.

• 2.    А н и к е е в А.С., Р ы б а ч е н к о С.И., Г у с е в А.С. Предпосевная обработка семян кукурузы биогенными стимуляторами и изучение ее воздействия на метаболизм кукурузы с целью повышения продуктивности растений. Тр. Кубанского СХИ. Краснодар, 1971, 98: 104-111.

• 3.   С о с к и н В.С. Способ предпосевной обработки семян огурцов. Сад и огород, 1984, 4: 27-32.

• 4.   Ю м а е в а Л.А., Л у к а т к и н А.С. Влияние длительности обработки регуляторами роста на про

  растание семян огурцов. В сб.: Устойчивость растений и ее регуляция. Саранск, 1990: 94-100.

• 5.    З а у р а л о в О.А., К о л м ы к о в а Т.С., Л у к а т к и н А.С. Влияние продолжительности предпосевной обработки семян регуляторами роста на прорастание и содержание в них фитогормонов. С.-х. биол., 1997, 1: 80-84.

• 6.    З а у р а л о в О.А., К о л м ы к о в а Т.С. Влияние продолжительности обработки семян регуляторами роста на продуктивность пшеницы и кукурузы. Агрохимия, 1999, 8: 54-56.

• 7.    Г р о д з и н с к и й А.М., Г р о д з и н с к и й Д.М. Краткий справочник по физиологии растений. Киев, 1973.

• 8.    Методика физиологических исследований в овощеводстве и бахчеводстве /Под ред. В.Ф. Белика. М., 1970.

• 9.   С а в и ц к а я Г.В. Анализ хозяйственной деятельности предприятий АПК. М., 1999.

• 10.  Н и к и ф о р о в А.Н., Т о к а р е в А.Н., Б о р з е н к о в В.А. и др. Методика энергетического анализа

  технических процессов в сельскохозяйственном производстве. М., 1973.

• 11.    П л о х и н с к и й Н.А. Математические методы в биологии. М., 1978.

Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева , 430000, Саранск, ул. Большевистская, 68