В зернопроизводстве невозможно получить высокий урожай не применяя минеральных удобрений и средств защиты растений. В этой статье изучено влияние комплексного применения удобрение и фунгицидов на элементы продуктивности и урожая зерна. Применение минеральных удобрений в сочетании с фунгицидами продуктивную кустистость (17,1-41,7%), массу зерна с растения (19-27,8%) и озерненность зерна озимой пшеницы (7,7-14,3%). Комплексное использование минеральных удобрений и фунгицидов обеспечивает прирост урожайности до 50%. С внесением удобрений прибавка урожайности составила до 30%; Под влиянием фунгицидов прибавка урожайности достигает 14,6%. Максимальная урожайность формировалось у линии L372 (75,0 ц/га) в варианте с обработкой фунгицидом Альто Супер и применением удобрений.
Введение В настоящее время невозможно получить высокий урожай, не применяя минеральных удобрений и средств защиты растений, которые обеспечивают получение стабильных урожаев без снижения качества зерна. Поэтому эта задача является весьма актуальной для повышения эффективности фунгицидов, применяемых на фоне оптимальных доз минеральных удобрений. Учеными разработаны основные параметры высокоэффективного применения минеральных удобрений и других средств химизации для сельскохозяйственных культур [1]. Однако каждый сорт по-разному отзываются на влияние удобрений и средств защиты растений. В связи с этим возникает необходимость изучить закономерностей взаимодействия средств химизации при их комплексном использовании. Удобрения являются ведущим фактором внешней среды, оказывающим влияние на качество урожая. Минеральное питание растений улучшается при внесении научно обоснованных доз удобрений. Поэтому оптимальные дозы удобрений разрабатывают не только на основе прибавок урожайности, но и по их действию на качество продукции. Улучшение питания способствует мобилизации физиологических ресурсов растения и повышению урожайности. Однако для каждого сорта существует предел биологических возможностей роста урожайности. Внесение удобрений в количествах, превышающих физиологическую потребность растений, не ведет к дальнейшему увеличению урожайности и сопровождается ухудшением качества продукции. Это связано не только с повышенными дозами удобрений, но и с несбалансированностью элементов минерального питания, неправильным подбором форм макроэлементов, а также применением микроэлементов без учета содержания их в почве и требований культуры [2]. Удобрения при их длительном систематическом применении значительно влияют на условия питания растений, что в конечном итоге определяет их продуктивность. Выявление особенностей действия и последействия различных видов удобрений, их сочетаний и доз на отдельные свойства почвы имеет большое значение для прогнозирования и целенаправленного регулирования развития плодородия почв [3].
Урожайность зерна зависит от количества растений на единице площади и продуктивности одного растения. Продуктивность слагается из отдельных элементов: количества продуктивных стеблей, числа зерен с колоса и с одного растения, а также массы тысячи зерен. Применение средств химизации оказывает положительное воздействие на структуру урожая озимой пшеницы. По всей видимости, это связано с большей фотосинтетической активностью растений и оптимизацией питания озимой пшеницы в результате действия удобрений и фунгицидов [4].
Поэтому возникает необходимость изучить урожайность, устойчивость и качество зерна перспективных линий озимой пшеницы на фоне оптимального применения средств химизации.
Материалы и методы исследования Многофакторный опыт по озимой пшенице закладывался на экспериментальном участке ТОО «КазНИИЗиР» АО «КазАгроИнновация», расположенного в предгорно-степной зоне Заилийского Алатау на высоте 785 м над уровнем моря. Климат зоны характеризуется резко выраженной континентальностью, прохладной и влажной осенью, сравнительно мягкой зимой, что делает данную экологическую точку наиболее благоприятной для роста и развития растений. Объектами для исследований служат сорта озимой мягкой пшеницы Жетысу и перспективные линии озимой мягкой пшеницы, созданные в лаборатории генетики и селекции Института биологии и биотехнологии, под руководством д.б.н. Кохметоввой А.М. В каждой повторности высевали по 900 г семен каждого образца пшеницы.
Размещение вариантов рендомизированное, в трехкратной повторностью, площадь делянок 30м2. Ширина защитных полос между вариантами – 2 м, между повторностями – 3 м [5]. Агротехника возделывания и уборки сельскохозяйственных культур общепринятая для Алматинской области РК. Селекционную оценку константных линий осуществляли по методике Госсортсети МСХ РК [5]. Срок внесения удобрений в посевах озимой пшеницы азот – осенью, и весной, в фазы кущения и цветения, фосфор и калий – осенью, первая декада октября [6]. Предшественник – клевер. Минеральные удобрения – аммофос, мочевина. Дозы минеральных удобрений рассчитывали с учетом обеспеченности почвы азотом, фосфором и калием. Фунгициды, используемые в технологиях при выращивании озимой пшеницы против бурой ржавчины и других болезней – Альто Супер КЭ и ТИЛТ КЭ фирмы Сингента. Применение фунгицидов проводились в соответствии с вариантами опыта в фазу колошения (GS50 по шкале Задокса) [7]. В полевых опытах проводились фенологические и биометрические наблюдения и оценки за ростом и развитием растений по основным фазам вегетации озимой пшеницы [8].
Высота растений и динамика накопления биологической массы сортов и линий озимой пшеницы определялись путем отбора 40 растений, измерения высоты, с последующим взвешиванием, сушкой сухо–воздушным способом и определением биологической массы растений [8].
Инокуляцию поверхности растений осуществляют для создания инфекционного фона ко всем видам ржавчины. Растения опрыскивают суспензией спор или опыливают спорами. При опыливании для равномерного распределения инфекции применяют (муку, тальк). Для успешного заражения необходимо сохранение капель влаги не менее 6-9 ч при оптимальной для каждого вида гриба температуре (возбудителя бурой ржавчины пшеницы — 18-22 °С). Для сохранения влаги делают влажную камеру — накрывают делянки полиэтиленовой пленкой [9].
На экспериментальном участке ТОО «КазНИИЗиР» проведены исследования, выявляющие проявление бурой ржавчины озимой пшеницы в зависимости от применения средств химизации, в полевых опытах защищенных фунгицидами, в условиях оптимизации минерального питания. С целью контроля бурой ржавчины изучено фитопатологическое состояние посевов, проводилась диагностика бурой ржавчины, отслеживалась динамика их развития и влияние на болезни фунгицидных обработок. В качестве контроля использован вариант с необработанными посевами озимой пшеницы. Фитопатологическая оценка устойчивости к бурой ржавчине проведена по методике R.A. McIntosh et al., 1995 [10]. Согласно по методике R.A. McIntosh et al., «R» – устойчивый тип реакции; «MR» – умеренно–устойчивый тип реакции; «MS» – умеренно–восприимчивый тип реакции; «S» – восприимчивый тип. Интенсивность поражения растений или степень развития инфекции определялся по модифицированной шкале Кобба (шкала R.F.Peterson et al., 1948) [11]. Структура урожая оценивалась поделяночно – с учетом общего числа растений с пробных площадок, высоты растений, числа колоса и колосков, числа семян в них и их массы [5]. Уборка урожая проводились с помощью комбайна марки SAMPO, площадь делянки 30м2 [5].
Статистический анализ полученных результатов проведен по общепринятой методике. Обработка данных по продуктивности проведена по методу Доспехова Б.А., 1985 [8].
Результаты исследований Совместное воздействие минеральных удобрений и фунгицидов на растения озимой пшеницы положительно влияло на изменение показателей элементов структуры урожая (таблица 1). Эти факторы создали благоприятные условия для стеблевания и формирования продуктивных побегов. Минеральные удобрения увеличили общее количество побегов, независимо от способа его применения и фона минерального питания. Под влиянием препаратов число продуктивных побегов возрастало. В наших опытах не наблюдалось полегания посевов, что свидетельствует о повышении прочности соломины под влиянием удобрений и фунгицидов.
Наиболее вариабельным показателем продуктивности пшеницы являлась густота продуктивного стеблестоя. Из изучаемых фонов минерального питания наименьшая густота продуктивного стеблестоя отмечалась в варианте без внесения удобрений. В среднем за 2011–2013 гг в контрольном варианте она увеличилась от 3,5 до 5,8 шт.
Внесение рекомендуемых доз минеральных удобрений увеличивало количество продуктивных стеблей пшеницы от 4,2–4,5 шт. на 1 растение, что, соответственно, на 9,8– 20% выше, чем в варианте без удобрения. Обработка растений фунгицидами Альто Супер и Тилт на фоне без удобрения, улучшая состояния растений, способствовала увеличению продуктивного стеблестоя и составляла от 3,9–4,4 шт. У всех изучаемых образцов комплексное применение химизации обеспечило увеличение густоты стеблей, фунгицид Альто Супер увеличил продуктивную кустистость на 34,3-41,7%, а Тилт – на 17,1-27,8%.
Дисперсионный анализ по признаку продуктивной кустистости образцов озимой пшеницы показывает, что все обработки в каждом году существенно варьировали (таблица 2). Все 3 образца озимой пшеницы по признаку продуктивной кустистости существенно отличались во всех шести вариантах по годам. Эффект факторов Годы (А), Обработка или Удобрения и фунгициды (В), Генотип (С) были достоверными по данному признаку. Взаимодействие между факторами годы × обработка × генотип (A × B × C) были существенными по признаку продуктивной кустистости. Взаимодействие между факторами Годы × Обработка (A × B), Годы × Генотип (Годы × Генотип), Обработка × Генотип (В × С) и Повторность были несущественным по признаку продуктивная кустистость образцов пшеницы.
Изученные образцы пшеницы по признаку длина колоса варьировали в пределах 8,2–11,9 см. Наиболее крупный колос формировали растения образцов L286 и L372 (11,6 и 11,9 см). Высокое значение числа колосков в колосе (21-21,9 шт.) отмечено при применении удобрений и фунгицидов.
Оптимальное питание растений минеральными удобрениями и защита растений от ржавчины благоприятно воздействовали на число зерен в колосе. Наименьшее число зерен отмечено в контрольном варианте от 40,6 до 45,2 шт. в колосе. На фоне удобрений озерненность была выше на 4,7-6,6% (42,5-48,2 шт.). На обработанном фоне фунгицидом Альто Супер число зерен увеличилось и составило 42,9-46,6 шт, что на 3,0-5,7 % выше чем в контроле. На защищенном фоне с Тилтом число зерен составляло от 43,2 до 45,8, что на 1,3-6,4% выше контроля. Наибольшая озерненность колоса отмечена при совместном применении удобрений и фунгицида Альто Супер (8,7-14,3%). При применении фунгицида Тилт на фоне удобрений число зерен в колосе составило 45,5-50,4 шт, что 7,7-12,1% выше чем в контрольном варианте. Все образцы характеризовалось высокой озерненностью, формируя в среднем 40,6-51,4 шт. зерен. У растений сорта Жетысу и линии L372 отмечено наиболее высокое значение числа зерен в главном колосе (45-51 шт.).
Аналогичная закономерность прослеживалась и по массе зерна в колосе. На контрольном варианте этот показатель составлял 1,8 -2,1 г, а на фоне удобрений 2,2-2,4 г, что на 14,3-22,2% выше, чем в контроле. Защита растений от болезни увеличивала массу зерна с колоса; при применении фунгицида Альто Супер превышение составляет 4,8- 11,1%, а Тилта 5,6%. Максимальное превышение было при комплексном применении удобрений и фунгицидов. При защите фунгицидом Альто Супер превышение составляет 19-27,8%, фунгицидом Тилт 19-27,8%.
Важным показателем урожайности является масса 1000 зерен. На удобренном фоне масса 1000 зерен составила 46,5-46,8 г, что на 5,3 и 2,1 г выше по сравнению с контролем. На защищенных вариантах масса 1000 зерен превышает контроль, но между видами фунгицидов отличие было незначительным (44,1-45,8 г.). Применение фунгицида Альто Супер на фоне удобрений составило 44,4-45,8 г, что намного превышает контроль. На вариантах, где применялся фунгицид Тилт масса 1000 зерен была немного ниже (44,1-45,2 г.), чем на вариантах, защищенных фунгицидам Альто Супер.
Таблица 1– Структурный анализ элементов продуктивности у образцов озимой пшеницы, среднее за 2011–2013 гг.
Таблица 2 – Дисперсионный анализ (ANOVA) по признаку продуктивной кустистости
Примечание: * – соответственно достоверно на уровне значимости 0,05
Многофакторный дисперсионный анализ по признаку число зерен в колосе указывает на достоверные различия (Р=0,05) между факторами Годы (А), Обработка или Удобрения и фунгициды (В), Генотип (С), Годы × Обработка (A × B), Годы × Генотип (Годы × Генотип), годы × обработка × генотип (A × B × C) (таблица 3). Только повторность опыта была недостоверным по признаку число зерен в колосе.
Одного колоса и масса 1000 зерен определили наибольшую величину биологической урожайности в вариантах с совместной обработкой фунгицидами и удобрениями.
Таблица 3 – Дисперсионный анализ (ANOVA) по признаку число зерен в колосе
Примечание: * – соответственно достоверно на уровне значимости 0,05.
Более высокие показатели продуктивного стеблестоя, озерненности, массы зерна с При использовании удобрений и фунгицида Альто–Супер масса 1000 зёрен
увеличивалась на 6,9 – 12,1% по сравнению с контролем. Аналогичная закономерность установлена в опыте с применением Тилт (6,3 – 12,4%). Применение удобрений и фунгицида, как совместно, так и раздельно, оказывает положительное влияние на структуру урожая.
Многофакторный дисперсионный анализ данных по признаку масса 1000 зерен свидетельствует о достоверных различиях (Р=0,05) между факторами Годы (А), Обработка или Удобрения и фунгициды (В), Генотип (С), Годы × Обработка (A × B), Годы
× Генотип (Годы × Генотип), годы × обработка × генотип (A × B × C), кроме Повторности опыта (таблица 4).
Таблица 4 – Дисперсионный анализ (ANOVA) по признаку масса 1000 зерен
Примечание: * – соответственно достоверно на уровне значимости 0,05
За счет совместного применения рекомендованных доз удобрений и фунгицидов обеспечивалось увеличение с одного колоса на 19 – 27,8%; за счет применения только удобрений этот показатель увеличивался на 14,3 – 22,2%; использования только фунгицидов обеспечивало повышение выхода зерна на 4,8 – 11,1%. Это объясняется тем, что в фазе кущения и колошение растения нуждаются в азоте, и дробное внесение азота увеличивает выход зерна с растения и продуктивную кустистость.
На таблице 5 представлены результаты изучения урожайности образцов пшеницы в зависимости от применения минеральных удобрений и средств защиты растений. Данные наших исследований показывают, что минеральные удобрения и фунгициды оказывали неоднозначное влияние на урожайность. Роль фунгицидов на формирование урожая четко видна на защищенных вариантах и на фоне без удобрения. В контрольном варианте у образцов пшеницы в среднем за два года урожайность составила 4500; 4800; 5000 кг/га у сорта Жетысу, линии L286 и L372. На фоне удобрений урожайность составила 5500; 6000 и 6500 кг/га. При этом прибавка от удобрений у трех образцов пшеницы составляет 22,2%; 25%; 30% выше по сравнению с контролем, соответственно.
Таблица 5 – Влияние минеральных удобрений и средств защиты растений на формирование урожайности образцов озимой пшеницы, кг/га
При переходе от фона без удобрения к защищенному фону наблюдалось увеличение урожайности в 2012 и 2013 гг. по сравнению с контролем, у сорта Жетысу на 13,3 и 11,1%; у линии L286 на 14,6 и 8,3%; у линии L372 на 14 и 10%. Обработка фунгицидами Альто Супер и Тилт приводила к росту урожайности всех изучаемых образцов во всех вариантах от 8,3 до 14,6%.
Совместное применение удобрений и фунгицида обеспечивало урожайность в среднем за 2 года от 6500 – 7500 кг/га. При применении фунгицида Альто Супер на фоне удобрений урожайность увеличивалась на 48,9; 50; 50% по сравнению с контролем у сорта Жетысу, линии L286 и L372, соответственно. При обработке Тилт этот показатель превышает на 44,4; 47,9; 48% контроль.
Эффект минеральных удобрений и средств защиты растений был положительным во всех вариантах и изученных образцах пшеницы. Наибольшие значения прибавки урожая отмечены у линии L372 10-48% (500-2500 кг/га). У стандарта Жетысу прибавка составляла 11,1-48,9% (500-2200 кг/га), а у линии L286 8,3-47,9% (400–2400 кг/га).
Таким образом, использование минеральных удобрений из расчета на 50–60 ц/га, обеспечило прирост урожайности на уровне 22,2-30%. Под влиянием фунгицидов прибавка урожайности достигала 8,3-14,6%. При комплексном применении минеральных удобрений и фунгицидов прирост урожайности составил 44,4-50%. Максимальная урожайность 7500 кг/га получена у линии L372 при использовании фунгицида Альто Супер на фоне оптимальных доз удобрений.
Для оценки доли изучаемых факторов на формирование урожайности образцов озимой пшеницы нами была проведена математическая обработка экспериментальных данных (таблица 6). На ее основании установлено, что доля удобрений в формировании урожайности составляет 22,2%; 25%; 30% у сорта Жетысу, линий L286 и L372 соответственно.
Доля обработки растений фунгицидом Альто Супер составляет 13,3; 14,6; 14; и с фунгицидом Тилт 11,1%; 8,3%; 10% у сорта Жетысу, линий L286 и L372 соответственно.
Таблица 6 – Долевое участие внесения минеральных удобрений и фунгицидов, %
Прибавка при комплексном применении фунгицида Альто Супер на фоне дробного внесения удобрений составляет 48,9%; 50%; 50% у сорта Жетысу, линий L286 и L372. Этот показатель составляет 44,4%; 47,9%; 48% при обработке с фунгицидом Тилт.
Таким образом, наибольшее влияние на урожайность образцов пшеницы оказывает фактор совместное применение удобрений и фунгицида Альто супер.
Дисперсионный анализ урожайности образцов озимой пшеницы показывает, что все обработки в каждом году существенно варьировали (таблица 7). Все 3 образца пшеницы по урожайности существенно отличались во всех шести вариантах по годам.
Таблица 7 – Дисперсионный анализ (ANOVA) по признаку урожайности зерна образцов озимой пшеницы
Примечание: * – соответственно достоверно на уровне значимости 0,05.
Для формирования урожайности зерна эффекты фактора Годы (А), Обработка или Удобрения и фунгициды (В), Генотип (С), Годы × Обработка (A × B), Годы × Генотип (А× С), Обработка × Генотип (B × C), годы × обработка × генотип (A × B × C), были статистически достоверными (Р=0,05). Эффект фактора Повторность был несущественным. В результате дисперсионного анализа эффекты всех изученных факторов, за исключением фактора повторности достоверны для формирования признака урожайность зерна образцов озимой пшеницы.
Заключение
Таким образом, применение минеральных удобрений в сочетании со средствами защиты растений увеличивает продуктивную кустистость (17,1 – 41,7%), массу зерна с растения (19 – 27,8%) и озерненность зерна озимой пшеницы (7,7 – 14,3%). Совместное использование минеральных удобрений и фунгицидов обеспечивает прирост урожайности до 50%. С внесением удобрений прибавка урожайности составила до 30%; Под влиянием фунгицидов прибавка урожайности достигает 14,6%. Максимальная урожайность формировалось у линии L372 (75,0 ц/га) в варианте с обработкой фунгицидом Альто Супер и применением удобрений.
Литература
- Байжигитов К.Б. Разработать сортовую технологию в возделывания перспективных сортов и форм зерновых культур, обеспечивающую потенциальную урожайность: автореф. … док. с-х. наук: 01.05. –Алмалыбак, 1991. – 218 с.
- Басибеков Б.С. Умбетов А.К. Сайтбеков Ж.С. Рекомендации по удобрению озимой пшеницы на юге и юго-востоке Казахстана. – Алма-Ата: «Кайнар», 1975. – 19 c.
- Панникова В.Д., Минеев В.Г. Почва, климат, удобрение и урожай. – М.: Колос, – 413 с.
- Койшыбаев М. Болезни зерновых культур. – Алматы: Бастау, – 368 с.
- Приказ и.о. Министра сельского хозяйства Республики Казахстан от 13 мая 2011 года № 06-2/254. Об утверждении Методики проведения сортоиспытания сельскохозяйственных растений. http://online.zakon.kz/ Document/?doc_id= 31016934
- Рекомендация КазНИИЗиР. Озимая пшеница, – Алматы, 2006. – 55 с.
- Zadoks J.C., Chang T.T., Konzak C.F. A decimal code for the growth stages of cereals // Weed Research. – 1974. – 14. – P. 415-421.
- Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). – 5-е изд., доп. и перераб. – М.: Агропромиздат, 1985. – 351 с.
- Чумаков А.Е., Фадеев Ю.Н. Инфекционные фоны в фитопатологии. – М.: Колос, – 206 с.
- McIntosh R.A., Wellings C.R., Park R.F. Wheat Rusts: An atlas of Resistance Australia: CSIRO, 1995. – P.80.
- Peterson R.F., Campbell A.B., Hannah A.E. A diagrammatic scale for estimating rust intensity on leaves and stems of cereals // Canad. J. Res. – 1948. – Vol. 26 – P. 496-500.