Влияние биокремнийорганического стимулятора роста растений мивал-агро на продуктивность зерновых культур

Для сельского хозяйства России , где практически все земли сельскохозяйственного назначения нахо дятся в зоне рискованного или неустойчивого земле делия , применение препаратов - адаптогенов , повы шающих устойчивость растений к неблагоприятным условиям выращивания , актуально как ни в одной другой стране мира .

Изучение индивидуального развития раститель ного организма и природы регулирующих его фак торов показало , что наряду с условиями внешней среды мощное влияние на развитие растения оказы вают содержащиеся в его тканях фитогормоны . Это вещества , которые образуются в самом растении и участвуют в регуляции обмена веществ на всех эта пах онтогенеза , начиная от развития зародыша из оплодотворенной яйцеклетки и кончая отмиранием , когда жизненный цикл растения закончен . Система общей регуляции биохимических реакций в расте нии во многом определяет характер протекания та ких важнейших физиологических процессов , как рост , формирование новых органов , переход расте ний к цветению и формированию пола цветков , ста рение листьев , переход в состояние покоя и выход из него почек , клубней , луковиц и т . д . Совершенно очевидно , что регулирование физиологических про цессов роста и развития растений имеет важнейшее хозяйственное значение . В этой связи учеными были созданы аналоги растительных фитогормонов по эффективности биологического действия не усту пающие природным . Большинство синтетических регуляторов либо является физиологическими ана логами эндогенных фитогормонов , либо действует путем изменения гормонального статуса растений . При этом нужно иметь в виду , что , как правило , ре гуляция биохимических процессов фитогормонами или их синтетическими аналогами высоко специ фична и не может осуществляться другими воздей ствиями на растение , такими , как полив , минераль ные удобрения и др .

В силу объективных причин , реформирования народного хозяйства страны , начавшегося в 90- е го ды , большинство открытых и синтезированных во второй половине прошлого века аналогов раститель ных биологически активных веществ не нашли при менения в сельскохозяйственном производстве . Но , тем не менее , Россия , с ее территориями и много миллионным населением , исторически обречена быть сильной аграрной державой , что и подтвержда ет начавшееся в последние годы возрождение рос сийского села . Препараты - регуляторы роста расте ний применяются в сравнительно небольших коли -24

чествах и оказывают стимулирующее действие на процессы жизнедеятельности растений , повышая при этом их защитные функции . Средняя прибавка урожайности зерновых культур может изменяться в довольно большом диапазоне в зависимости , как от биологической активности самого препарата , так и особенностей культуры и условий ее возделывания .

Производство зерна в любой стране мира создает экономическую базу для развития сельского хозяй ства . Повышение урожайности зерновых культур и улучшение качества получаемой продукции - одна из главных задач тружеников села . Решение ее невоз можно без освоения наукоемких , энергосберегаю щих технологий возделывания , неотъемлемой ча стью которых в современном мире становится при менение регуляторов роста растений .

Пшеница - основная и самая важная продоволь ственная культура . Наибольшая площадь и макси мальное товарное производство зерна принадлежит мягкой и твердой пшенице . Самое главное качество пшеницы - это клейковинный белок , который предо пределяет технологические свойства зерна и вырабо танной из него муки . Уникальная способность клей ковинных белков образовывать комплекс , называе мый клейковиной , предопределила ведущую роль пшеницы среди всех зерновых культур . Клейковина - белковая часть пшеничной муки , остающаяся в ви де эластичного сгустка после вымывания крахмала из теста водой . Чем выше содержание клейковины , тем выше смесительная ценность пшеницы . Количе ство клейковины в зерне пшеницы может колебаться в очень широких пределах : в продовольственном зерне от 18 до 40% и более . Только при высоком ко личестве сырой клейковины (25 % и выше ), и хоро шем ее качестве можно получить пышный , вкусный и полезный хлеб . В настоящее время ассортимент биологически активных веществ довольно разнооб разен . Основное внимание следует уделять экологи чески безопасным препаратам , отличающихся высо кой эффективностью , простотой использования , от сутствием дополнительных энергозатрат на приме нение за счет совместимости с химическими средст вами защиты растений .

Основным требованиям отвечает биокремнийор - ганический регулятор роста и развития Мивал - Агро .

Входящий в его состав биологически активный кремний наделяет обычный на первый взгляд регу лятор роста « незаурядными способностями ».

Комплексный препарат , состоящий из двух наи более изученных и перспективных биологически активных соединений : 1- хлормтилсилатран и три - этаноламмониевая соль ортокрезоксиуксусной ки слоты .

М ивал относится к группе кремнийорганических соединений силатранов , обладающих уникальным действием на живые организмы . Характер физиоло гического действия силатранов , главным образом , обусловлен их атрановым гетероциклом , значитель ный дипольный момент которого придает молекулам силатранов высокую проницаемость в клеточные мембраны , а жесткость повышает устойчивость по следних к различным неблагоприятным факторам .

Карбофункциональные заместители у атома кремния и в органическом радикале , содержащие фрагменты молекул , не обладающих специфической биологиче ской активностью , изменяют физико - химические свойства силатранов , такие как коэффициент рас пределения в системе липид - вода , а мощный элек тронодонорный эффект атранового остова вызывает перераспределение электронной плотности в ради кале у атома кремния . Это влияет на внедрение мо лекул силатрана в клеточные мембраны , изменяет их взаимодействие с биологическими рецепторами , а также скорость , а в определенных случаях , возмож но , и пути метаболического распада , что соответст венно сказывается на направленности и эффективно сти биологического действия ( Воронков М . Г ., Ба - рышок В . П ., 2005).

Несмотря на постоянное присутствие кремния в биосфере , в современной нам живой природе не на блюдается его существенная ассимиляция и концен трирование . Исключение составляют древнейшие представители флоры и фауны - диатомовые водо росли , силикатные бактерии , мшанки , губки , насе комые и некоторые растения : хвощ полевой , крапи ва , горец птичий , в организме которых содержание кремния относительно велико . Сохранившиеся до наших дней древние формы кремнефильных орга низмов способны обитать в экстремальных услови ях : диатомовые водоросли - в холодных районах океанов , губки , насекомые , мшанки - в горячих вул канических и техногенных источниках . Установле но , что в диапазоне температур среды 32-52° С со держание кремния в гидробионтах с повышением температуры на 1° С возрастает в среднем на 0,6%, а при переходе через 42° С - увеличивается скачкооб разно ( в среднем на 3,9% на 1° С ).

Ш ирокое распространение кремния в неживой природе, с одной стороны, и низкое, почти на уровне случайных включений или ошибочных измерений, его содержание в большинстве живых организмов, долгое время являлось причиной скептического отношения большинства ученых к самой мысли об участии этого элемента в биологических процессах. Открытие в 1963 г. М.Г. Воронковым специфической физиологической активности соединений кремния, названных позже силатранами, опрокинуло устоявшиеся представления о нем и нанесло сокрушительный удар по доминировавшим в науке представлениям о биологической инертности соединений кремния по отношению к живым организмам. На Нобелевском симпозиуме в Ш веции (1977 г.) после доклада советских ученых о результатах исследований в области биокремийорганики, кремний был официально признан элементом жизни. Силатраны -внутрикомплексные трициклические кремниевые эфиры триэтаноламина с общей формулой RSi(OCH2CH2)3N и их производные, являются наиболее исследованными представителями самого интересного направления биокремнийорганической химии. Некоторые из них обладают настолько широким спектром биологической активности, что нашли применение одновременно в медицине, косметологии, животноводстве, птицеводстве, практической энтомологии и растениеводстве (Воронков М.Г., Ба-рышок В.П., 2005).

Многолетние исследования , проведенные в раз ных регионах РФ , показывают высокую эффектив ность препарата Мивал - Агро практически во всех отраслях сельского хозяйства .

В растениеводстве использование Мивал - Агро наиболее разнообразно . Его можно применять на всех этапах онтогенеза растений , начиная с обработ ки семян и посадочного материала вегетативно раз множаемых культур ( черенки , луковицы , клубнелу ковицы , клубни ) и заканчивая подзимними обработ ками садовых культур , в том числе плодовых , ягод ных и декоративных кустарников и деревьев .

Цель настоящих исследований заключалась в на учном обосновании технологии применения био - кремнийорганического стимулятора роста растений Мивал - Агро на зерновых культурах в условиях Ор ловской области .

Для достижения этой цели были поставлены сле дующие задачи :

• 1.    Исследовать влияние Мивал - Агро на рост и развитие зерновых культур .

• 2.    Изучить влияние биостимулятора на урожай ность зерновых культур

• 3.    Оценить влияние Мивал - Агро на качествен ные показатели зерна .

М атериалы и методика исследований

Фенологические наблюдения проводились на ка ждом варианте опытов в течение всей вегетации сельскохозяйственных культур с фиксацией наступ ления основных фаз развития .

Образцы растений отбирались в период колоше ния растений с каждого варианта опыта по озимой пшенице , с целью прогноза на качество . Определе ние N, Р и К проводилось по методикам , принятым для массовых исследований .

Пробные снопы отбирались в период полной спе лости с каждой делянки опыта в двукратной повтор ности с площади 0,25 м ². Все анализы , связанные с разбором пробных снопов проводились согласно существующих ГОСТов - 13586.5-85; 13586.2-81; 10842-76; 10987-76.

Учет урожайности проводился прямым комбай - нированием с последующим взвешиванием зерна с каждой делянки и формированием аналитических проб на содержание клейковины и ее группы по ме тодикам , принятым для массовых определений .

Схема опыта :

Результаты и их обсуждение

Пшеница

Ячмень

• 1.    Контроль

• 2.    Обработка се мян 5 г / т и опры скивание вегети рующих расте ний 15 г / га

• 1.    Контроль

• 2.    Обработка семян 5 г / т

• 3.    Обработка семян 10 г / т

• 4.    Опрыскивание 10 г / га

• 5.    Совмещение обработки се мян (5 г / т ) и опрыскивание по вегетации (10 г / га )

В проведенных нами исследованиях была изучена возможность улучшения показателей качества и ко- личества урожая пшеницы за счет применения крем- нийорганического биостимулятора роста растений – Мивал-Агро.

Фенологические наблюдения показали , что рост и развитие растений на контрольном и опытных вари антах было различным . На контрольном варианте отмечали изреженные , слабые всходы в отличие от опытных . Растения , обработанные стимулятором роста , имели более интенсивную окраску .

В условиях применения Мивал-Агро растения развивались равномерно, без резких отклонений. На контрольном варианте некоторые растения имели не достаточно развитую корневую систему.

Основным показателем того или иного приема является оценка его влияния на продуктивность и качество возделываемой культуры .

Основными элементами структуры урожая ози мых колосовых , определяющими его величину яв ляются : густота продуктивного стеблестоя , озернен - ность колоса , масса 1000 зерен . Обработка вегети рующих растений препаратов Мивал - Агро оказывала влияние на элементы структуры урожая ( табл . 1).

Таблица 1 - Влияние регулятора роста Мивал - Агро на продуктивность пшеницы

Вариант	Масса семян / расте нии , г	Масса 1000 зерен , г	Урожай ность , ц / га	Прибав ка уро жая , ц / га
Пшеница озимая – Сорт Галина ЗАО АПК « Ю ность », Долж анский район
Контроль	2,58	43,0	38,5	-
Мивал - Агро	2,82	46,2	41,2	2,7
Пшеница озимая – Сорт Московская 39 ВНИИ зернобобовых и крупяных культур , Орловский район
Контроль	2,64	43,8	35,8	-
Мивал - Агро *	2,71	45,0	39,9	4,1
Пшеница яровая – Сорт Крестьянка ВНИИ зернобобовых и крупяных культур , Орловский район
Контроль	2,58	43,4	38,2	-
Мивал - Агро	2,93	46,1	45,2	7,0
Пшеница озимая – Сорт Московская 39 ЗАО « Березки », Орловский район
Контроль	-	-	44,0	-
Мивал - Агро	-	-	62,0	18,0

٭ - опрыскивание вегетирующих растений , без обра ботки семян

Как видно из таблицы 1 урожайность пшеницы на контрольных вариантах ниже в сравнении с опыт ными . Высокая эффективность Мивал - Агро была достигнута в результате обработки вегетирующих растений озимой пшеницы в ЗАО « Березки », Орлов ского района , Орловской области . Урожайность дос тигала 62,0 ц / га , что больше в сравнении с контро лем на 18 ц / га или 40,9%.

Обеспеченность растений , особенно листового аппарата , питательными веществами в период коло шения является основным показателем прогноза ка чества зерна . Поэтому в период колошения проведе но обследование по изучению действия препарата на 26

содержание основных элементов питания в листьях растений ( Пшеница озимая – Сорт Московская 39 ).

При проведении листовой диагностики в расте ниях выявлен недостаток азота . Обеспеченность листового аппарата фосфором в целом по опытному полю была удовлетворительной . Однако соотноше ние между основными элементами питания имело значительные отклонения от оптимального значения . Это отклонение в варианте при обработке в кущение Мивал - Агро составило 4,2:1, на контроле 38:1, при оптимальном значении 5:1 ( табл .2).

Таблица 2 – Содержание азота и фосфора в растениях озимой пшеницы в период колошения , %

Вариант	Содержание в листьях , %		Соотно шение азота к фосфору
	N	P
Контроль	3,02	0,79	3,8:1
Мивал - Агро	3,14	0,74	4,2:1

Таблица 3 – Влияние препарата Мивал - Агро на качество зерна пшеницы

Варианты	Клейко вина , %	Прибав ка , %
Пшеница озимая – Сорт Галина ЗАО АПК « Ю ность », Долж анский район
Контроль	25	-
Мивал - Агро	26	1,0
Пшеница озимая – Сорт Московская 39 ГНУ ВНИИ зернобобовых и крупяных культур , Орловский район
Контроль	24,2	-
Мивал - Агро	25,0	0,8
Пшеница яровая – Сорт Кресть янка ВНИИ зернобобовых и крупяных культур , Орловский район
Контроль	21,2	-
Мивал - Агро	22,2	1,0
Пшеница озимая – Сорт Московская 39 ЗАО Березки , Орловский район
Контроль	23,9	-
Мивал - Агро	24,9	1,0

Анализируя данные листовой диагностики , необ ходимо отметить невысокое содержание питатель ных веществ в период формирования генеративных органов , что дало возможность предположить влия ние этого показателя на содержание клейковины ( табл . 3).

Из таблицы 3 видно , что изучаемый препарат оказал незначительное влияние на накопление сырой клейковины в зерне при обработке семян и посевов в кущение .

Мивал - Агро обладает адаптогенными свойства ми . В своих исследованиях мы выявляли устойчи вость растений к заморозкам и засухе ( табл .4).

Таблица 4 - Влияние хлорметилсилатрана на водообмен листьев пшеницы сорта Московская 39, ЗАО Березки , Орловский район

Вариант	Общее содержа ние во ды , %	Замерз - мерз - шая вода	Гид ратная вода , %	Коэффици ент гидра тации
Контроль – обработка семян и растений водой	85,4	62,6	22,8	1,6
Замачива ние семян – 0,025% рас твор Ми - вал - Агро	79,0	25,4	53,6	2,5
Опрыски вание ли стьев 0,025% рас твором Ми - вал - Агро	83,8	30,7	53,1	3,3

Из таблицы 4 видно , что обработка семян хлор - метилсилатраном ( действующее вещество препарата Мивал - Агро ) способствует повышению содержания в растениях сухого вещества , о чем говорит сниже ние общего количества воды до 79%) при 85,4% о на контроле . Особенно показателен тот факт , что со держание в листовой ткани свободной воды , легко теряющейся в жаркую засушливую погоду и пре вращающейся в кристаллы льда при отрицательных температурах , при обработке хлорметилсилатраном уменьшается почти в 2-2,5 раза - до 25,4-30,7% при 62,6% на контроле . Содержание гидратной ( связан ной ) воды , напротив , увеличивается в 2,5 раза . Гид ратная вода не переходит в кристаллическую форму при замерзании , сохраняя при этом растительные клетки от повреждений , и в меньшей степени под вержена испарению в жару и засуху , повышает вяз кость и эластичность цитоплазмы . Известно , что за сухоустойчивым растениям присущи повышенная эластичность цитоплазмы и способность выносить сжатие клеток при дефиците влаги .

Таким образом , применение Мивал - Агро не толь ко стимулирует рост и развитие растений пшеницы , повышает устойчивость к неблагоприятным факто рам окружающей среды , но и позволяет получить высокий урожай в более ранние сроки .

Интерес представляют данные , полученные при при менении биостимулятора роста Мивал - Агро на ячмене .

Ячмень является универсальной ценной кормо вой , пищевой и технической культурой . За послед ние годы созданы новые сорта , отличающиеся высо кой урожайностью и повышенной устойчивостью к полеганию . Однако , их генетический потенциал полностью не раскрывается . В связи с этим наши исследования посвящены применению биостимуля тора роста растений и влиянию его на показатели качества и количества урожая этой культуры . Ис следования проводили на сортах ячменя : « Ассоль », « Скарлетт », « Гонор », « Анабель », « Визит ».

Опыты проводили на делянках с учетной площа дью 10 м ². Повторность опытов – четырехкратная . Размещение по повторностям – систематическое . По сев проводили сеялкой C К C-6-10. Посев рядовой .

Исследование эффективности Мивал - Агро на яч мене охватило несколько районов Орловской области : Орловский , Покровский , Колпнянский , Мценский .

В Орловском районе исследовали влияние различ ных доз Мивал - Агро при протравливании семян , воз действие разных дозировок на урожайность ячменя и содержание белка .

Растения ячменя , семена которых были обработа ны Мивал - Агро , имели более мощную корневую сис тему ( рис .1)

Рисунок 1 - Растения ячменя , семена которых были обработаны Мивал - Агро ( слева ) и без обработки ( справа )

Всходы растений , которые появились раньше уста новленного срока на 5 дней , были дружными . Отмечено также более раннее наступление кущения , стеблевания , цветения и образование зерна . Растения опытных делянок отличались мощной развитой вегетативной массой , ярко зеленой окраской надземной массы .

Урожайные данные полевых опытов по испыта нию препарата Мивал - Агро на ячмене сорта « Ас соль » и « Скарлетт » показывают высокую эффектив ность препарата ( рис . 2). Прибавка в урожайности культуры составляла до 14%. Следует отметить , что большой разницы в урожайности при обработке семян ячменя разными дозами Мивал - Агро не отмечено .

В результате применения биостимулятора макси -

Рисунок 2 – Урожайность ячменя мальная прибавка урожайности была отмечена при обработке семян ячменя сорта «Ассоль». Урожайность составляла 27,7 ц/га, что больше в сравнении с контролем на 3,5 ц/га или 14,1%. В целом, на всех опытных вариантах урожайность была выше.

Проведенный структурный анализ растений пока зывает , что при использовании биостимулятора улучшаются показатели : масса 1000 семян , число семян на растении , масса семян на растении . Так , масса 1000 семян ячменя сорта « Ассоль » увеличи лась с 39,0 до 47,0 г .

Достоверного влияния на химический состав зер на ( содержание белка ) выявлено не было . На кон трольном варианте , без применения Мивал - Агро , в результате опрыскивания биостимулятором и совме стной обработки семян и опрыскивания по вегетации содержание белка составляло 11,8%, а в результате обработки семян препаратом в дозе 10 г / т – 12,0%.

Данные опытов , заложенных в других районах Орловской области несколько идентичны данным по Орловскому району .

Например , в результате обработки семян ячменя сорта « Визит », возделываемого в Покровском рай оне в « СетОрелИнвест » урожайность увеличилась на 3,2% в сравнении с контролем и составила 31,2 ц / га , а при совместной обработке семян и вегетирующих растений ячменя сорта « Анабель », выращиваемого в Колпнянском районе в « ОрелНобельАгро СХП Колпнянское » урожайность достигла 40,9 ц / га , что больше на 5,4 ц / га или 15,2% в сравнении с контролем .

Применение Мивал - Агро на ячмене позволяет повысить урожайность культуры . Наилучшим спо собом можно считать совместную обработку семян и растений по вегетации .

Таким образом , при применении биостимулятора Мивал - Агро отмечено более раннее , дружное разви тие зерновых культур , повышение урожайности и устойчивости растений к ряду неблагоприятных факторов окружающей среды .

Применение Мивал - Агро в наукоемких энерго сберегающих технологиях возделывания сельскохо зяйственных культур помогает труженикам села вы растить урожай , несмотря на сюрпризы природы и экстремально , внезапно появляющиеся ситуации .

Выводы :

• 1.    Предпосевная обработка семян пшеницы и ячменя биостимулятором роста Мивал - Агро активи рует процессы жизнедеятельности растений , повы шает жаростойкость , стимулирует нарастание пло щади фотосинтетически активной листовой поверх ности , увеличивает число продуктивных колосьев и массу зерен , укрепляет стебли , что снижает опас ность полегания хлебов .

• 2.    Использование биокремнийорганического стимулятора роста растений Мивал - Агро способст -

• вует повышению урожайности пшеницы в среднем до 40,9%, ячменя до 14%.

• 3.    Биостимулятор Мивал - Агро улучшает каче ственные показатели зерна .