Влияние предпосевной обработки семян хелатами цинка и меди на урожайность и качество зерна яровой пшеницы при возделывании в условиях лесостепи Западной Сибири

Яровая пшеница – основная зерновая культура в России, в том числе в Омской области, для увеличения производства которой необходимо применение макро- и микроудобрений. Предпосевная обработка семян пшеницы микроудобрениями – эффективный прием [10; 11], но применение для этой цели хелатных форм недостаточно изучено.

Для большинства почв Омской области содержание доступных цинка и меди для растений недостаточно [1–5]. При этом рядом исследователей показано положительное действие указанных удобрений при возделывании различных зерновых культур в регионе, в том числе при применении способом предпосевной обработки семян [6–9]. Следует отметить, что обработка семян микроэлементами не является приемом, заменяющим внесение микроэлементов в почву, но в конкретную фазу вегетации с ее помощью можно предотвратить дефицит микроэлементов у культур.

В последние десятилетия доказана эффективность применения микроудобрений в форме хелатов. Хелат – органический комплекс, химическое соединение микроэлемента с хелатирующим агентом, который надежно удерживает микроэлементы в растворимом состоянии до поступления в растение, потом переводит его в доступную форму, а затем распадается на соединения, свободно усваиваемые растениями. Хелаты обладают преимуществами для сельскохозяйственных культур перед другими формами микроэлементов, так как их молекулы полностью попадают в лист (при внекорневой подкормке) или семена (при предпосевной обработке), а не накапливаются на поверхности. Цель исследований – изучение влияния предпосевной обработки семян хелатами цинка и меди на урожайность и качество зерна яровой пшеницы при возделывании на луговочерноземной почве.

Материалы и методы

Объектом исследований служил сорт яровой пшеницы Памяти Азиева. Полевые исследования проводили в 2017–2018 гг. на полях Омского аграрного научного центра (Омский район Омской области) на лугово-черноземной почве, лабораторные – организованы на кафедре агрохимии и почвоведения Омского ГАУ. Анализы по определению посевных и технологических качеств зерна проводились в отделе семеноводства и лаборатории качества зерна Омского аграрного научного центра. Опыты в трехкратной повторности, расположение делянок на опытном участке систематическое. Площадь делянок – 16 м2.

Опыт заложен по следующей схеме:

– Контроль.

– Zn 10 г/100 кг.

– Zn 20 г/100 кг.

– Zn 30 г/100 кг.

– Cu 10 г/100 кг.

– Cu 20 г/100 кг.

– Cu 30 г/100 кг.

Дозы микроэлементов – в граммах действующего вещества на 100 кг семян в форме хелатов. Содержание в слое почвы 0–20 см нитратного азота (20,4 мг/кг), подвижного фосфора (216 мг/кг), обменного калия (370,4 мг/кг) – высокое, подвижных цинка и меди – низкое. Предшественником служил кулисный пар, агротехника – общепринятая для зоны: осенью основная обработка – зяблевая вспашка плугом ПН-4-35 на глубину 20–22 см, посев сеялкой ССФК-7.0, уборка селекционным комбайном «Хеге-125». Учет урожайности зерна проводили методом сплошного обмолота растений с приведением к стандартной влажности (14%) и 100%-ной чистоте.

Результаты исследования

В экспериментах 2017–2018 гг. по изучению влияния хелатов цинка и меди при возделывании яровой пшеницы на лугово-черноземной почве предусматривалось выявить закономерности действия различных доз удобрений на оптимальном макроэле-ментном фоне (отражено в методике). Улучшение питания яровой пшеницы применением хелатов цинка и меди способом предпосевной обработки семян (табл. 1) обеспечило прибавки урожайности в среднем за 2017–2018 гг. от 0,04 до 0,17 т/га зерна (1,91– 10,0% к контролю).

Сравнивая урожайность зерна по годам исследований, следует отметить существенные различия: в 2017 г. урожайность яровой пшеницы была в 1,4 раза выше, чем в 2018 г. (в контроле соответственно 2,45 и 1,73 т/га). Это объясняется неблагоприятными метеорологическими условиями. Обильные осадки в начале вегетации 2018 г. (ко- нец мая – июнь) и низкие температуры негативно повлияли на развитие яровой пшеницы, что в дальнейшем отразилось на формировании зерна и, как следствие, на урожайности. При этом и уровень прибавок урожайности в 2018 г. при предпосевной обработке семян хелатными микроудобрениями также снизился.

Таблица 1 Урожайность зерна яровой пшеницы при предпосевной обработке семян хелатными микроудобрениями (г/100 кг) в южной лесостепи Западной Сибири на лугово-черноземной почве Омской области (2017–2018)

Вариант	Урожайность зерна, т/га			Прибавка		Масса 1000 зерен, г
	2017 г.	2018 г.	Средняя	т/га	%	2017 г.	2018 г.	Средняя
Контроль	2,45	1,73	2,09	–	–	31,40	28,70	30,05
Zn 10	2,53	1,75	2,14	0,05	2,39	31,24	29,84	30,54
Zn 20	2,73	1,87	2,30	0,21	10,0	31,14	28,67	29,91
Zn30	2,54	1,81	2,18	0,09	4,31	32,14	28,27	30,21
Cu 10	2,51	1,75	2,13	0,04	1,91	30,99	29,52	30,26
Cu20	2,62	1,86	2,24	0,15	7,18	32,34	29,13	30,74
Cu 30	2,62	1,90	2,26	0,17	8,13	33,30	30,45	31,88
НСР 05 т/га	0,11	0,08

Эксперименты выявили положительное действие хелата цинка при предпосевной обработке семян на урожайность зерна яровой пшеницы. Применение цинковых удобрений в дозе 20 г/100 кг позволило сформировать наибольшую прибавку урожая 0,21 т/га (в контроле урожайность 2,09 т/га). При этом Zn 10 и Zn 30 увеличивали урожайность на недостоверную величину – соответственно 0,05 и 0,09 т/га. Использование медных удобрений в дозах 20 г и 30 г/100 кг позволило сформировать практические одинаковые прибавки урожая 0,15 и 0,17 т/га соответственно, а обработка Cu 10 не привела к достоверному увеличению урожайности (0,04 т/га).

При применении хелатных микроудобрений оценка семян пшеницы яровой показала, что лучшим по массе 1000 зерен (31,88 г) был вариант Cu 30 при показателях в контроле 30,05 г. От применения хелата цинка наибольшая масса 1000 зерен сформировалась в варианте Zn 10 (30,54 г). В целом на массу 1000 зерен медные удобрения оказали большее влияние, чем цинковые.

Качество урожая – комплексный показатель, формирующийся в процессе выращивания сельскохозяйственных культур на пищевые цели. Сортовые наследственные свойства, почвенно-климатические условия, агротехника, как и микроудобрения, оказывают влияние на качество зерна [6–11]. Наибольшее содержание белка в экспериментах получено в вариантах с обработкой семян Zn 30 – 13,63% и Cu 20 – 13,65% (табл. 2). Сбор белка при этом увеличился с 280 в контроле до 288–307 кг/га при применении хелатов.

Таблица 2 Влияние обработки семян хелатными микроудобрениями (г/100 кг)

на показатели качества зерна яровой пшеницы в южной лесостепи Западной Сибири на лугово-черноземной почве Омской области (среднее 2017–2018 гг.)

Вариант	Натура, г/л	Стекловидность, %	Белок, %	Сбор белка, кг/га	Клейковина, %	ИДК, ед.
Контроль	714	51,5	13,40	280	27,00	60,0
Zn 10	717	50,5	13,47	288	27,50	58,0
Zn 20	715	50,5	13,53	311	27,55	58,0
Zn 30	722	51,0	13,63	297	27,30	58,0
Cu 10	723	50,0	13,64	291	26,90	61,5
Cu 20	730	51,0	13,65	306	27,35	59,5
Cu 30	717	50,0	13,59	307	27,70	59,5

Для хлебопечения главным показателем качества зерна является количество и качество клейковины. Содержание клейковины составило 27,00–27,70% (при ИДК 58,0– 61,5 единиц), в лучших вариантах по урожайности (Zn 20 и Cu 30 ) оно было на максимальном уровне – 27,55 и 27,70% соответственно (ИДК 58,0 и 59,5).

Стекловидность считается важным технологическим свойством зерна. Стекловидное зерно оказывает большее сопротивление раздавливанию и скалыванию, поэтому при разломе требуется больше энергии, чем для мучнистого зерна. Зерно дает больший выход муки, которая ценится в хлебопечении. Стекловидность в данных экспериментах находилась в диапазоне от 50,0 до 51,5% (табл. 2). Исследуемый сорт яровой пшеницы Памяти Азиева имеет высокие хлебопекарные качества и включен в список сортов сильной пшеницы.

По данным многих исследователей, на данные показатели влияют и удобрения, в том числе содержащие микроэлементы [6; 7 и др.]. Оценка зерна пшеницы яровой при применении хелатных микроудобрений показала, что лучшим по натуре зерна (730 г/л) является вариант Cu 20 (табл. 2) при показателях в контроле 714 г/л, от применения хелата цинка наибольшая натура зерна сформировалась в варианте Zn 30 (722 г/л). В целом на натуру медные удобрения оказали большее влияние, чем цинковые.

Условия выращивания оказывают значительное влияние не только на качество выращенного урожая, но и на посевные характеристики убранных семян. Основными показателями качества семян, определяемыми перед посевом, являются: масса 1000 семян, энергия прорастания, лабораторная всхожесть. Энергия прорастания является важным показателем посевных качеств семян, высокие ее значения содействуют одновременности роста и развития растений, созреванию и наливу зерна, что улучшает его качество и облегчает уборку [12].

Средняя энергия прорастания семян достоверно увеличивалась при обработке – с 92,5 в контроле до 93,5–98,0% при обработке семян. Лабораторная всхожесть семян также достоверно увеличилась, но незначительно и составила 98,0–99,25%. Наибольший средний показатель энергии прорастания семян – в вариантах Zn 20 , Cu 20 , Cu 10 соответственно 97,0; 97,75 и 98,0%, лабораторной всхожести – в варианте Zn 30 (99,5%).

Таблица 3

Посевные качества семян пшеницы яровой при применении хелатных микроудобрений (г/100 кг) в южной лесостепи Западной Сибири на лугово-черноземной почве Омской области (2017–2018)

Вариант	Энергия прорастания, %			Лабораторная всхожесть, %
	2017 г.	2018 г.	Среднее	2017 г.	2018 г.	Среднее
Контроль	94,5	90,5	92,5	98,0	98,0	98,0
Zn 10	99,0	92,5	95,75	99,5	96,5	98,0
Zn20	97,5	96,5	97,0	97,5	99,0	98,25
Zn30	98,0	93,0	95,5	99,5	99,5	99,5
Cu 10	98,0	98,0	98,0	98,0	100	99,0
Cu20	98,0	97,5	97,75	100	98,5	99,25
Cu 30	90,5	96,0	93,25	99,0	98,0	98,5
НСР 05	4,90	4,80		4,40	4,30

К физическим свойствам зерна и семян относятся: форма зерен, их линейные размеры и крупность, объем, выполненность или щуплость, масса 1000 зерен, выравнен-ность, выход семян. Масса 1000 зерен как элемент структуры урожая определяет крупность и выполненность зерна. Высокое значение массы 1000 зерен свидетельствует о большом запасе питательных веществ в зерне. Одним из признаков, определяющих мукомольные достоинства пшеницы, является натура зерна. Этот показатель тесно связан с выполненностью и плотностью зерна, его крупностью и формой. Существует положительная корреляционная зависимость между натурой зерна и выходом муки [12; 13].

Заключение

Применяемые цинковые и медные удобрения в опытах на лугово-черноземной почве южной лесостепи Западной Сибири положительно повлияли на урожайность и качество зерна яровой пшеницы. Лучшие дозы хелатов цинка и меди по влиянию на урожайность при предпосевной обработке семян – 20 г/100 кг.

Применение хелатов цинка в оптимальных дозах (20 г/100 кг) позволило увеличить сбор белка с гектара (311 кг/га), натура зерна при этом составила 722 г/л. Более высокой массой 1000 зерен (30,21 г) и лабораторной всхожестью (99,5%) отличался вариант в дозой хелата цинка 30 г/100 кг. Применение хелатов меди показало более высокие показатели, в оптимальных дозах (20 г/100 кг) позволило увеличить натуру зерна (730 г/л), в варианте с дозой 30 г/100 кг масса 1000 зерен составила 31,88 г. Энергия прорастания семян достоверно увеличивалась с 92,5 в контроле до 95,5–98,0% при обработке семян.

N.V. Goman1, V.V. Popova1, I.A. Bobrenko1, A.A. Gaidar2 1Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk 2Omsk Agrarian Scientific Center, Omsk

Influence of pre-sowing treatment of seeds with zinc and copper chelates on yield and grain quality of spring wheat cultivated in the forest-steppe of Western Siberia