Формирование урожайности и качества зерна гречихи при использовании регуляторов роста (стр. 1 )

На правах рукописи

КОРОТКОВ АЛЕКСАНДР ВЯЧЕСЛАВОВИЧ

ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЙНОСТИ И КАЧЕСТВА ЗЕРНА ГРЕЧИХИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА

Специальность 06.01.01 – общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

На правах рукописи

КОРОТКОВ АЛЕКСАНДР ВЯЧЕСЛАВОВИЧ

ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЙНОСТИ И КАЧЕСТВА ЗЕРНА ГРЕЧИХИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА

Специальность 06.01.01 – общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Москва – 2012

Диссертационная работа выполнена на кафедре естествознания Московского государственного областного гуманитарного института

Научный руководитель:	доктор биологических наук, профессор
Официальные оппоненты:	доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ведущий научный сотрудник учебно-опытного почвенно-экологического центра Московского государственного университета имени
	кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры растениеводства и луговых экосистем РГАУ-МСХА имени
Ведущая организация:	Всероссийский научно-исследовательский институт зернобобовых и крупяных культур Российской академии сельскохозяйственных наук.

Защита состоится «___» _____________ 2012 г. в ___ часов ___ минут на заседании диссертационного совета Д 220.043.05 при Российском государственном аграрном университете – МСХА имени Ученый совет РГАУ-МСХА имени .

С диссертацией можно ознакомиться в центральной научной библиотеке РГАУ-МСХА имени .

Автореферат разослан «___» _____________ 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Диссертационная работа выполнена на кафедре естествознания Московского государственного областного гуманитарного института

Научный руководитель:	доктор биологических наук, профессор
Официальные оппоненты:	доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ведущий научный сотрудник учебно-опытного почвенно-экологического центра Московского государственного университета имени
	кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры растениеводства и луговых экосистем РГАУ-МСХА имени
Ведущая организация:	Всероссийский научно-исследовательский институт зернобобовых и крупяных культур Российской академии сельскохозяйственных наук.

Защита состоится «___» _____________ 2012 г. в ___ часов ___ минут на заседании диссертационного совета Д 220.043.05 при Российском государственном аграрном университете – МСХА имени Ученый совет РГАУ-МСХА имени .

С диссертацией можно ознакомиться в центральной научной библиотеке РГАУ-МСХА имени .

Автореферат разослан «___» _____________ 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

На правах рукописи

КОРОТКОВ АЛЕКСАНДР ВЯЧЕСЛАВОВИЧ

ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЙНОСТИ И КАЧЕСТВА ЗЕРНА ГРЕЧИХИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕГУЛЯТОРОВ РОСТА

Специальность 06.01.01 – общее земледелие

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Москва – 2012

Диссертационная работа выполнена на кафедре естествознания Московского государственного областного гуманитарного института

Научный руководитель:	доктор биологических наук, профессор
Официальные оппоненты:	доктор сельскохозяйственных наук, профессор, ведущий научный сотрудник учебно-опытного почвенно-экологического центра Московского государственного университета имени
	кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры растениеводства и луговых экосистем РГАУ-МСХА имени
Ведущая организация:	Всероссийский научно-исследовательский институт зернобобовых и крупяных культур Российской академии сельскохозяйственных наук.

Защита состоится «___» _____________ 2012 г. в ___ часов ___ минут на заседании диссертационного совета Д 220.043.05 при Российском государственном аграрном университете – МСХА имени Ученый совет РГАУ-МСХА имени .

С диссертацией можно ознакомиться в центральной научной библиотеке РГАУ-МСХА имени .

Автореферат разослан «___» _____________ 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Актуальность темы. Гречиха является одной из основных крупяных культур в России (Фесенко и др. 2006). Гречневая крупа по питательности, вкусовым и диетическим качествам является ценнейшим продовольственным продуктом. Она обладает высокой пищевой ценностью благодаря свойственному ей соотношению незаменимых аминокислот в белке, более близкому к стандарту ФАО (Zhang, 2004).

Урожайность гречихи во всем мире невысока (Фесенко и др., 2006; Alekseyeva, 2002; Campbell, 2003; Suzuki, 2003) и зависит от благоприятности гидротермического режима, т. е. в значительной степени определяется степенью позднеспелости возделываемых сортов. При этом уровень её урожайности существенно ниже, чем у других зерновых культур. Причина низкой урожайности – биологические особенности культуры (склонность к израстанию на высокоплодородных агрофонах, растянутость цветения, недружное созревание посева).

Поиск путей повышения урожайности, качества плодов этой культуры с использованием регуляторов роста является актуальным и представляет научный интерес, что имеет большое народнохозяйственное значение. В настоящее время зарегистрировано более 40 препаратов. В данной работе рассматривается практическое использование новых наи­более эффективных регуляторов роста растений, таких как Люрастим, Моддус и БИОС (Коротков, Белопухов, Фесенко, Тюрин, Грицевич, Прусакова, 2010).

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось изучение направленности действия экзогенных регуляторов роста Люрастима, Моддуса и БИОСа на показатели продуктивности, фотосинтетический потенциал (ФП), чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ), качество полученного урожая, ростовые и формообразовательные процессы и урожайность растений гречихи генетически разных сортов, в зависимости от климатических условий Московской и Орловской областей.

Для реализации этой цели были поставлены следующие экспериментальные задачи:

1. Изучить влияние Люрастима и БИОСа на энергию прорастания и всхожесть семян гречихи посевной (Fagopyrum esculentum Moench) сортов Молва, Темп.

2. Установить особенности действия регуляторов на продуктивность, морфофизиологические показатели и урожайность исследуемых сортов гречихи.

3. Исследовать изменения технологических свойств и товарного качества плодов гречихи под влиянием Люрастима, Моддуса и БИОСа.

4. Определить содержание рутина в разных компонентах семян гречихи исследуемых сортов. Показать целесообразность применения Люрастима, Моддуса и БИОСа для увеличения выхода рутина при выделении его из семян гречихи сортов Молва, Темп.

5. Разработать способ применения Люрастима, Моддуса и БИОСа для агропромышленного комплекса.

Научная новизна исследований. Впервые на четырех разных морфогенетических сортах гречихи исследовано действие препарата БИОС, созданного методом нанотехнологии. Выявлена особенность действия Люрастима, Моддуса и БИОСа на показатели продуктивности, ФП, ЧПФ, ростовые и формообразовательные процессы и урожайность растений гречихи генетически разных сортов. Исследования проводились на трех типах почвы: дерново-подзолистой, черноземной и серой лесной. Установлена целесообразность применения Люрастима, Моддуса и БИОСа для увеличения выхода рутина при выделении его из семян гречихи исследуемых сортов. Полученные нами данные свидетельствуют о том, что плодовые оболочки семян гречихи можно также рассматривать в качестве сырья для получения рутина, повышение содержания которого под действием исследуемых фиторегуляторов, увеличивает его потенциальный выход. Показано, что Люрастим, Моддус и БИОС повышают темпы роста, как вегетативных, так и генеративных органов, ускоряя прохождение этапов онтогенеза, способствуя реализации потенциальной продуктивности растений гречихи сортов Молва, Темп, Диалог и Дикуль. Установлена сортоспецифичность действия Люрастима, Моддуса и БИОСа на растениях гречихи. Изучено влияние Люрастима, Моддуса и БИОСа на качество плодов гречихи.

Практическая значимость. Полученные экспериментальные данные вносят определенный вклад в исследования, посвященные изучению воздействия фиторегуляторов на растения гречихи разных сортов. Результаты исследований могут быть использованы для разработки приемов рационального применения биорегуляторов роста в практике растениеводства, для реализации потенциальной продуктивности у растений гречихи сортов Молва и Темп в условиях Нечерноземной зоны, у сортов Диалог и Дикуль – в условиях Черноземной зоны. Результаты исследований расширяют представление о влиянии регуляторов роста Люрастим, Моддус и БИОС на продуктивность и качество плодов гречихи. Представленные в работе способы выращивания растений могут служить основанием для разработки новых эффективных технологий модернизации агротехники гречихи.

Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены на Всероссийской конференции, посвященной 80-летию профессора Абдулмалика Гасамутдиновича Юсуфова в Махачкале (2010 г.), на XIV Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 55-летию кафедры «Селекция и семеноводство» ФГОУ ВПО «Пензенская ГСХА (2010 г.), в объединенном научном журнале АПК в интернете (2010 г.), на 11-ом международном симпозиуме по гречихе в г. Орел (2010 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 2 статьи в журналах рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 146 страницах машинописи, состоит из введения, 5 глав, выводов, предложений производству, включает 23 таблицы, 4 рисунка, 4 приложения. Список литературы включает 240 наименований, в том числе 67 иностранных авторов.

Глава II. ОБЪЕКТЫ, УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Объекты исследований

Объектами исследования служили растения гречихи посевной (Fagopyrum esculentum Moench) генетически разных сортов Молва, Темп, Диалог и Дикуль, а также регуляторы роста растений Люрастим, Моддус и БИОС.

2.2. Условия и методика проведения исследований

Изучение действия Люрастима, Моддуса и БИОСа на рост, развитие и физиологические процессы растений гречихи четырех сортов проводились в лабораторных, вегетационных и мелкоделяночных полевых опытах в гг. на базе кафедры естествознания и агротехнической биологической станции Московского государственного областного гуманитарного института, а также в производственных испытаниях на опытном поле Шатиловской Сельскохозяйственной опытной станции (СХОС, Новодеревеньковский район, Орловская область) и на полях фирмы Ока» (Орловский район, Орловская область).

Способ применения регуляторов роста: полусухая предпосевная обработка семян и опрыскивание растений в фазу бутонизации из расчета 200 литров рабочей жидкости на гектар.

Опыт №1. Влияние Люрастима и БИОСа на энергию прорастания и всхожесть семян гречихи в лабораторных условиях

Цель исследований заключалась в нахождении оптимальных концентраций исследуемых регуляторов роста. Для этого семена гречихи подвергались предпосевной полусухой обработке Люрастимом и БИОСом по методу Задонцева и Гринченко (Задонцев, Пикуш, Гринченко, 1973). Конролем служили семена, встряхиваемые на ротаторе с дистиллированной водой. Опыт двухфакторный: фактор А – сорта гречихи Молва и Темп, фактор В – регуляторы роста Люрастим и БИОС. Повторность трехкратная. Препарат Моддус не используется для предпосевной обработки.

Опыт №2. Изучение действия Люрастима и БИОСа на энергию прорастания, всхожесть, длину, массу корней и проростков гречихи

Цель исследований заключалась в нахождении оптимальных концентраций исследуемых регуляторов роста. Вегетационные опыты с растениями гречихи проводились в тепличном хозяйстве агротехнической биологической станции Московского государственного областного гуманитарного института в металлических сосудах емкостью 7 кг, содержащих смесь дерново-подзолистой почвы с черноземом и песком в соотношении 3:1:1 (Журбицкий, 1968). Опыт двухфакторный: фактор А – сорта гречихи, фактор В – регуляторы роста. Повторность трехкратная.

Опыт №3. Продукционный процесс и качество зерна гречихи при использовании регуляторов роста Люрастим, Моддус и БИОС

Цель исследований заключалась в изучении направленности действия экзогенных регуляторов роста на показатели продуктивности, ростовые и формообразовательные процессы, а также урожайность растений гречихи генетически разных сортов, в зависимости от климатических условий Московской области. Полевые мелкоделяночные опыты проводились на базе агротехнической биологической станции Московского государственного областного гуманитарного института (МГОГИ). Почва опытных участков - дерново-подзолистая, содержащая Р2О5 – 110 мг/кг; К2О – 160 мг/кг; гумуса – 1,9 % /100 г; рНKCl - 5,5.

Схема полевого опыта:

1. Контроль – семена сорта Молва, обработанные дистиллированной водой;

2. Семена сорта Молва, обработанные раствором Люрастима (н. р.1,15×10-6г/л);

3. Семена сорта Молва, обработанные раствором Люрастима (н. р.1,15×10-7г/л);

4. Семена сорта Молва, обработанные дистиллированной водой, для последующего опрыскивания растений Моддусом (4,4 × 10-3 моль/л) в начале формирования стеблевых листьев и закладки вегетативных побегов;

5. Семена сорта Молва, обработанные дистиллированной водой, с опрыскиванием растений Моддусом (4,4 × 10-3 моль/л) в фазу бутонизации;

6. Семена сорта Молва, обработанные препаратом БИОС с концентрацией бактериородопсина 4,5×10-6 М;

7. Контроль – семена сорта Темп, обработанные дистиллированной водой;

8. Семена сорта Темп, обработанные раствором Люрастима (н. р.1,15×10-6г/л);

9. Семена сорта Темп, обработанные раствором Люрастима (н. р.1,15×10-7г/л);

10. Семена сорта Темп, обработанные дистиллированной водой, для последующего опрыскивания растений Моддусом (4,4 × 10-3 моль/л) в начале формирования стеблевых листьев и закладки вегетативных побегов;

11. Семена сорта Темп, обработанные дистиллированной водой, с опрыскиванием растений Моддусом (4,4 × 10-3 моль/л) в фазу бутонизации;

12. Семена сорта Темп, обработанные препаратом БИОС с концентрацией бактериородопсина 4,5×10-6 М.

Опыт двухфакторный: фактор А – сорта гречихи Молва и Темп, фактор В – регуляторы роста Люрастим, Моддус, БИОС. Повторность четырехкратная. Площадь учетной делянки 480 м2, общая площадь посева 665 м2. Семена гречихи подвергались предпосевной полусухой обработке Люрастимом и БИОСом (Задонцев, Пикуш, Гринченко, 1973). Посев семян проводился широкорядным способом с междурядьями 30 см и на глубину посева 5-6 см при прогревании почвы до 15°С. Норма высева семян сорта Молва - 1,6 млн. шт/га (47,9 кг/га), а сорта Темп - 1,4 млн. шт/га (57,9 кг/га). После посева проводилось равномерное уплотнение почвы и полив делянок.

Все наблюдения, учеты и анализы выполнены по следующим методикам:

1. Определяли энергию прорастания и всхожесть по ГОСТ .

2. Наступление фаз проводили методом глазомерного определения.

3. Учёт густоты стояния растений на вариантах опыта проводили в фазу полных всходов и перед уборкой в четырёхкратной повторности.

4. Полнота всходов семян определялась по формуле: Пв = (Гх100) / Нв, где Пв – полнота всходов (%); Г – фактическая густота стояния растений (тыс. шт/га); Нв – норма высева (тыс. шт/га).

5. Учёт биометрических (морфоструктурных) показателей проводили по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (Москва, 1989) с фазы всходов и далее через 10 дней до конца вегетации.

6. Площадь ассимилирующей поверхности листьев проводили методом высечек (Корнилов, 1968).

7. Фотосинтетический потенциал (ФП) посевов определялся по формуле: ФП = [(Л1+Л2)хТ1+(Л2+Л3)хТ2+(Л3+Л4)хТ3] /2 (Ничипорович, 1976).

8. Чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ), определялась по формуле ЧПФ = (В2-В1)/1/2(Л1+Л2) х n, где В1 и В2 (Третьяков, 2003).

9. Интенсивность транспирации определялась методом взвешивания по всем фазам развития с 8 до 12 часов (Третьяков, 2003).

10. Технологические показатели качества зерна определяли по ГОСТ .

11. Количество рутина в разных компонентах семени определяли по методике Мурри (Мурри, 1959).

12. Термогравиметрический анализ выполняли по методике (Van de Velde, Klekens, 2002).

14. После периода вызревания оба сорта гречихи убирались. Метод учета урожая – сплошной. После уборки проводили анализ элементов структуры урожая (масса 1000 зерен, количество зерен с 1 растения и т. д.).

15. Расчет экономической эффективности возделывания гречихи производился по статистическим данным Министерства сельского хозяйства РФ.

16. Различия между вариантами были статистически обработаны с помощью двухфакторного дисперсионного анализа (Доспехов, 1985).

Опыт №4. Производственные испытания препаратов Люрастим и БИОС

Производственные испытания проводились на Шатиловской сельскохозяйственной опытной станции (Новодеревеньковский район, Орловская область). Почва опытного поля представлена черноземом оподзоленным, содержащим Р2О5 – 120 мг/кг; К2О – 108 мг/кг; гумуса - 5,8% /100 г; рНKCl - 6,1. Полевые эксперименты осуществлены в пятипольном севообороте «пар – озимая пшеница – соя – кукуруза – гречиха». Выбор севооборота сделан в соответствии с рекомендациями по ведению земледелия в Орловской области (Орлов, Гнетиева, Юдин, 1982).

Опыты проводили в 2008 и 2009 годах. Повторность опыта двукратная, учетная площадь делянки 1,2 га. Предпосевная обработка включала ранневесеннее боронование зубовыми боронами в два следа и две культивации (первая на 10-12 см, вторая – на глубину посева семян). Рядовой посев проводился 23 мая в 2008 и 25 мая в 2009 году, с нормой высева 3 млн. всхожих семян/га, сеялкой СН-16.

Опыты проводили по следующей схеме:

1. Контроль – семена гречихи сорта Диалог, обработанные дистиллированной водой;

2. Опыт – семена, обработанные препаратом Люрастим (н. р. 1,15*10ֿ 6г/л);

3. Опыт – семена, обработанные препаратом БИОС (с концентрацией бактериородопсина 4,5×10-6 М).

На полях фирмы Ока» Орловского района, Орловской области в 2008 году проводились производственные испытания регулятора роста БИОС, а в 2009 году – препарата Люрастим на растениях гречихи сорта Дикуль. Почва опытного поля темно-серая лесная, содержащая Р2Омг/кг; К2О – 115 мг/кг; гумуса - 2,5% /100 г; рНKCl - 5,4. Опыт проводился в пятипольном севообороте «сидеральный пар – озимая пшеница – ячмень – однолетние травы на сено – гречиха». Выбор севооборота сделан в соответствии с рекомендациями по ведению земледелия в Орловской области (Орлов, Гнетиева, Юдин, 1982).