Результаты исследований комплексного воздействия электрического поля и регулятора роста на посевные, ростовые и продуктивные свойства подсолнечника в зоне черноземных почв Волгоградской области

Введение. Сложившаяся ситуация в растениеводческой отрасли отечественного сельского хозяйства расставляет свои акценты в выборе возделываемых культур, среди которых подсолнечник остается одной из наиболее востребованных масличных культур. В России посевные площади подсолнечника занимают почти 7 млн га и сосредоточены, в основном, на территориях Центрального, Приволжского и Южного федеральных округов. Например, только в Волгоградской области под посевы этой культуры выделено в последние годы около 600 тыс. га, а собираемый урожай в Ростовской и Волгоградской областях, а также Краснодарском крае составляет 23% от всего урожая, выращенного в стране [4].

В силу значительной протяженности (с севера на юг - 400 км, с запада на восток -430 км), территория Волгоградской области расположена в пределах двух почвенных зон: черноземной и каштановой. Для всех этих земельных угодий характерны периодически чередующиеся дождливые и засушливые годы. По многолетним наблюдениям известно, что три года из десяти подвержены засухе, а в последние годы это соотношение увеличилось и не в лучшую для землепользователей сторону [3]. Неблагоприятные природно-климатические условия зачастую снижают качество семенного материала, что в итоге уменьшает количество получаемого из него масличного сырья. Поэтому возникает естественная, технологически оправданная необходимость разработки и внедрения высокоэффективных методов предпосевной подготовки и подработки семян как залога будущего полновесного урожая.

Одним из нетрадиционных, но эффективных способов предпосевной стимуляции являются разнообразные электрофизические воздействия на семена различных культур. Применение такого рода предпосевных мероприятий, как свидетельствуют опубликованные данные ученых и исследователей, приводит к равномерности появления всходов, ускорению роста растений, повышению их урожайности и улучшению качества получаемой продукции [1, 5, 8, 9, 10].

Из распространённых агротехнологи-ческих способов, имеющих высокую эффективность подготовки семян перед посевом, выделяется технологическая операция по обработке семян регуляторами роста, применение которых улучшает их посевные качества и позволяет планировать высокие урожаи [2, 6].

Целью представляемой работы является изучение и экспериментальное исследование влияния комплексного воздействия электрическим полем и регулятором роста Зеребра Агро на посевные, ростовые и продуктивные свойства гибрида подсолнечника НК Неома в условиях его произрастания на черноземных почвах Волгоградской области.

Материалы и методы. Объектом исследований являлся среднеспелый гибрид подсолнечника НК Неома, который имеет потенциально высокую урожайность с содержанием масла в собираемых семечках до 50%. Он относится к гибридам интенсивного типа, показывает лучшую отдачу на плодородных почвах, обладает средней энергией начального роста. НК Неома стоек к волчку рас А-Е, имеет хорошую толерантность к фомопсису, фомо-зу, белой гнили и кроме этого характеризуется средней устойчивостью к засухе и отличной - к полеганию. При промышленном его возделывании рекомендуется соблюдение севооборота. Оптимальная густота посевов (в период сбора урожая) -45-50 тыс. растений/га.

Исследования проводились как в лаборатории, так и в условиях естественного произрастания подсолнечника. При проведении лабораторных исследований семена подвергались воздействию в два этапа -сначала электрическим полем переменного тока высокого напряжения, а затем, после отлежки в течение 30 минут, обрабатывались препаратом Зеребра Агро.

На предварительном, лабораторном этапе осуществлялся поиск наиболее приемлемых режимов обработки семян. Было экспериментально изучено четырнадцать вариантов предпосевной обработки.

Анализ полученных результатов лабораторных исследований позволил выявить тот факт, что наилучший эффект воздействия на энергию прорастания и лабораторную всхожесть семян гибрида НК Неома наблюдался при совместном применении электростимуляции семян в электрическом поле высокого переменного напряжения, с прикладываемым к рабочим электродам напряжением 20 кВ, экспозицией 60 секунд и последующей, после отлежки, обработки регулятором роста Зеребра Агро. При этом значение энергии прорастания обработанных таким образом семян превосходило контроль на 6%, а лабораторная всхожесть - на 7%.

Учтя результаты лабораторных исследований, было решено закладывать опыты в полевых условиях по следующим схемам: 1) контроль, при котором семена ничем не обрабатывались; 2) семена обрабатывались препаратом Зеребра Агро; 3) электростимуляция семян в поле высокого переменного напряжения, с прикладываемым к рабочим электродам напряжением 20 кВ и временем обработки 60 секунд; 4) электростимуляция семян в поле высокого переменного напряжения, с прикладываемым к рабочим электродам напряжением 20 кВ и временем обработки 60 секунд, отлежка и последующая обработка препаратом Зеребра Агро.

Во всех проведенных исследованиях использовали регулятор роста Зеребра Агро в виде водного раствора, содержащего 500 мг/л коллоидного серебра и 100 мг/л полигексаметилен бигуанид гидрохлорида, при расходе препарата 100 мл/т, а рабочего раствора - 10 л/т.

Механизм действия используемого препарата основан на возможности действующего вещества - гуанидина формировать у растения системную, неспецифическую, продолжительную (до 1-2 месяцев) устойчивость к грибам, бактериям, вирусам, а также активировать ростовые и биологические процессы, что вкупе с электрофизической обработкой позволяет планировать получение существенных прибавок урожая подсолнечника.

Обработку семян электрическим полем переменного тока высокого напряжения производили с помощью экспериментальной установки, собранной на основе промышленно выпускаемого аппарата СКАТ-70 с системой контроля и регулирования выходными параметрами, а также экспериментальной рабочей ячейки с размещенными в ней двумя пластинчатыми электродами (рисунок 1).

Аппарат СКАТ-70 в нашем случае использовался как источник регулируемого переменного высокого напряжения значением до 70 кВ. В рабочей ячейке один из электродов заземлялся, второй же электрод подключался к высоковольтному выводу трансформатора, который смонтирован на его верхней крышке. Семена подсолнечника равномерным слоем размещались в экспериментальной ячейке на нижнем электроде, в то время как верхний электрод во всех опытах был на одном и том же расстоянии (15 см) от обрабатываемого слоя семян подсолнечника.

Определение энергии прорастания и всхожести семян подсолнечника производили в соответствии с ГОСТ 12038-84.

Полевые опыты проводились в ЗАО «Краснокоротковское» Новоаннинского района Волгоградской области. По своим природным условиям район относится к зоне сухих степей. Почвы опытного участка представлены южным черноземом с содержанием гумуса 5,63-5,69%. Обеспеченность подвижным фосфором (Р2О5) -22,3 мг/кг, обменным калием (К2О) - 340390 мг/кг, гидролизуемым азотом (N) -75,6-80,0 мг/кг.

а                                     б

Рисунок I - Внешний вид исследовательского комплекса для предпосевной обработки семян подсолнечника в электромагнитном поле высокого напряжения («) и экспериментальной ячейки (о)

Содержание гумуса определяли по методу Тюрина в модификации Симакова, аммонийного азота - с реактивом Несслера, нитратного азота - по методу Гранд-валь-Ляжу, подвижного фосфора - по методу Дениже в модификации Труога-Мейера в вытяжке по Чирикову, обменного калия - пламенно-фотометрически в вытяжке по методу Масловой [7].

Климат в районе возделывания континентальный, с жарким летом, умеренно холодной зимой, недостаточным количеством осадков. Среднегодовая температура составляет +4,5 °C. Абсолютный максимум в июле +45 °C, абсолютный минимум в январе -44 °C. Среднегодовое количество осадков в 2015 году составило 475 мм, в том числе за период вегетации подсолнечника (май-сентябрь) - 209 мм. Влажность воздуха в зимние месяцы превышает 80%, в летние месяцы составляет 41-47%.

К посеву гибридов подсолнечника НК Неома приступали с наступлением среднесуточной температуры почвы на глубине 0,08-0,10 м 10-12 °C. Сев семян подсолнечника производили 30 и 31 мая 2015 г. с нормой высева 60 тыс. вех. се-мян/га, способ посева - пунктирный с междурядьями - 0,60 м, повторность -трехкратная, размещение систематическое, площадь делянок - 432 м", предшественник - кукуруза.

Уборка подсолнечника проводилась прямым способом - комбайном «Hege». После обмолота урожай с каждой делянки взвешивался, отбирались пробы семян для определения в них содержания влаги и масла. Перед уборкой урожая с опытных делянок отбирали пробы растений подсолнечника для определения структуры урожая.

Результаты и их обсуждение. Анализ проведенных исследований и их результатов позволяет говорить, что предложенная схема предпосевной обработки семян гибрида подсолнечника НК Неома способствовала повышению их посевных качеств (таблица 1).

Таблица I - Влияние способа предпосевной обработки на посевные качества семян гибрида подсолнечника НК Неома

Номер схемы	Энергия прорастания, %	Всхожесть, %
		лабораторная	полевая
1	89	90	89
2	92	95	94
3	92	95	94
4	95	97	96

Представленные в таблице I результаты отражают, для сравнения, данные по предлагаемой схеме предпосевной стимуляции как в полевых, так и в лабораторных условиях.

Анализ данных таблицы I показывает, что энергия прорастания семян подсолнечника НК Неома, а также лабораторная и полевая всхожесть в среднем за год наблюдения были достаточно высокими и полностью отвечали требованиям, предъявляемым к оригинальным семенам.

Семена, обработанные регулятором роста Зеребра Агро, так же как и под воздействием электромагнитного поля переменного тока высокого напряжения значением 20 кВ и временем обработки 60 се кунд, прорастали быстрее, чем в контроле в среднем на 5%. Следует также отметить, что в рассматриваемых вариантах увеличилась и энергия прорастания по сравнению с контролем на 3-4%.

В то же время наибольший эффект воздействия на энергию прорастания и всхожесть семян гибрида подсолнечника НК Неома наблюдался при совместном применении электростимуляции семян в поле высокого переменного напряжения, с прикладываемым к рабочим электродам напряжением 20 кВ и обработкой препаратом Зеребра Агро. При этом опытное значение энергии прорастания превосходило контроль на 6%, а лабораторная и полевая всхожесть - на 7% (рисунок 2).

Рисунок 2 - Зависимость посевных качеств семян гибрида подсолнечника НК Неома от способа предпосевной обработки

Изучаемые варианты обработки, начиная с фазы бутонизации и вплоть до наступления полной спелости, подчеркивали заметное влияние на продолжительность межфазных периодов у растений, а также тот факт, что такая обработка способствовала лучшему накоплению пигментов в листьях подсолнечника. При этом следует отметить повышение содержания всех выделяемых фракций пигментов.

Таким образом, можно считать, что было экспериментально выявлено положи тельное действие всех изучаемых вариантов предпосевной обработки на содержание пигментов в листьях и, следовательно, на увеличение фотосинтетического потенциала посевов, что в конечном итоге положительно сказалось на урожайности подсолнечника.

Данные таблицы 2 показывают, как изучаемая предпосевная обработка семян подсолнечника стимулировала рост растений.

Таблица 2 - Влияние способа предпосевной обработки на высоту растений подсолнечника, см

Вариант	Период развития
	4-6 листьев	Бутонизация	Начало цветения	Массовое цветение
1	73	122	140	147
2	79	135	149	158
3	79	136	149	158
4	81	138	152	162

К фазе 4-6 листьев прирост высоты растений по отношению к контролю составил 10,96%. Стимулирующий эффект сохранился и составил в фазу бутонизации 13,1%, в начале цветения - 8,57%, а при массовом цветении - 10,2%. Отмеченные наблюдения явно указывают на тот факт, что действие предпосевной обработки в последующие фазы развития растений подсолнечника пролонгируется.

По результатам полевых исследований также отмечено, что предпосевная обработка положительно влияет на накопление сырой и сухой массы подсолнечника (см. данные таблиц 3 и 4).

Таблица 3 - Влияние способа предпосевной обработки на сырую массу подсолнечника, г/растение

Номер схемы	Период развития
	4-6 листьев	Бутонизация	Начало цветения	Массовое цветение
1	135	305	515	710
2	150	330	600	760
3	149	330	610	770
4	170	360	700	810

Таблица 4 - Влияние способа предпосевной обработки на сухую массу подсолнечника, г/растение

Номер схемы	Период развития
	4-6 листьев	Бутонизация	Начало цветения	Массовое цветение
1	20	61	122	194
2	26	74	145	210
3	25	74	146	220
4	27	77	160	235

В исследуемых вариантах формировалось большее число листьев, что естественно привело к увеличению ассимиляционной поверхности (таблица 5). Увеличение высоты растений подсолнечника и площади листовой поверхности в опытных вариантах положительно влияло на наращивание подземной массы растений).

Усиление ростовых и формообразовательных процессов при применении Зе-ребра Агро, а также под воздействием электромагнитного поля положительно сказывается на формировании элементов структуры урожая подсолнечника.

Структурный анализ урожая включал определение диаметра корзинок, числа семян в корзинке, массы корзинок с семенами и семян с корзинок, выход семян, массу 1000 семян и содержание в них жира. Урожайность определялась по количеству фактически убранных семян с каждой делянки (таблица 6).

Таблица 5 - Влияние способа предпосевной обработки на листовой аппарат подсолнечника

Номер схемы	Кол-во листьев на одно растение, шт.	Площадь листьев с одного растения, тыс. см2	Абсорбция света ХБК, %	Содержание хлорофилла в листьях, мг/100 г
1	23	7	70	251±1,8
2	28	8	78	268±1,4
3	27	8	77	267±1,4
4	32	9	80	270±1,3

Таблица 6 - Влияние способа предпосевной обработки на элементы структуры урожая подсолнечника гибрида НК Неома

Номер схемы	Диаметр корзинки, см	Масса корзинки с семенами, г	Число семян в корзинке, шт.	Масса семян с одной корзинки, г
1	17	160	890	50
2	19	200	1002	58
3	20	210	1020	60
4	22	240	1050	64

Из представленных данных таблицы 6 видно, что в опытных вариантах формировались более крупные по диаметру корзинки, с большим числом семян и массой семян с корзинки. Наиболее высокие значения рассматриваемых показателей отме чены в варианте 4 по схеме опыта. Формирование более крупных корзинок с большим числом и массой семян с корзинки приводит к существенному повышению урожайности подсолнечника и увеличению содержания масла в семенах (таблица 7).

Таблица 7 - Структура урожая гибрида подсолнечника НК Неома в зависимости от способа предпосевной обработки

Номер схемы	Урожайность, т/га	Прибавка к контролю		Показатели качества семян			Сбор масла, т/га
		т/га	%	Масса 1000 семян, г	Лузжи-стость, %	Содержание масла, %
1	2,70	—	—	56	27	49	1,20
2	2,90	0,20	7,4	58	34	51	1,30
3	2,95	0,25	9,3	59	34	51	1,32
4	3,10	0,40	14,8	61	37	54	1,37

Результаты, полученные в 2015 году, показали, что наибольший урожай семян гибрида подсолнечника НК Неома был получен при совместном применении предпосевной электростимуляции семян в поле высокого переменного напряжения, с прикладываемым к рабочим электродам напряжением 20 кВ, экспозицией 60 секунд и обработкой препаратом Зеребра Агро -

3,10 т/га, что на 14,8% больше, чем на контрольном варианте.

Совместное применение электростимуляции семян и регулятора роста Зеребра Агро способствовало повышению урожая и его качества, положительно повлияло на элементы структуры урожая: если масса 1000 семян подсолнечника НК Неома на контрольном варианте составляет - 56 г, то после комплексной обработки семян -61г.

Заключение. В результате проведенных опытов в полевых условиях наиболее благоприятным можно считать комбинированный способ обработки семян подсолнечника - совместное применение электростимуляции семян подсолнечника в поле высокого переменного напряжения, с прикладываемым к рабочим электродам напряжением 20 кВ, экспозицией 60 секунд и обработкой препаратом Зеребра Агро.

Результаты полевых исследований свидетельствуют о целесообразности использования комбинированного способа предпосевной обработки семян подсолнечника в сельскохозяйственном производстве.