Научный журнал

Успехи современного естествознания

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,002

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Широков Ю.А. 1 Захарова Е.А. 1 Мурко Е.В. 2

---

1 ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева»

2 АНО ВО «Университет мировых цивилизаций имени В.В. Жириновского»

Целью исследования является повышение урожайности овса и озимой ржи без увеличения доз минеральных удобрений за счет безопасных для человека и животных бионутриентов, основанных на силатранах. В задачи исследования входило выявление влияния силатранов на урожайность и определение вклада биометрических показателей продуктивности растений в урожай и изучение влияния биологически активного вещества на основные показатели качества зерна озимой ржи и овса. В результате исследований установлено, что обработка семян препаратом «Силатран» вызывает значительное и достоверное повышение полевой всхожести семян овса. Бионутриент способствует усилению роста корневой системы растений овса на начальных и последующих этапах вегетации. Получена достоверная прибавка (2,2 ц/га) урожая овса в варианте с обработкой посевов «Силатраном» в фазу кущения растений. К существенному повышению урожайности привело 3-кратное использование данного препарата (обработка семян и обработка посевов в кущение и выметывание). На посевах озимой ржи достоверные прибавки получены в вариантах с 2-кратной обработкой посевов «Силатраном». Установлено существенное повышение белковости зерна озимой ржи при 2-кратной обработке посевов препаратом «Силатран». В целом можно отметить, что на изучаемых культурах показана возможность заметного повышения урожайности без увеличения доз минеральных удобрений. Это может снизить химическую нагрузку в растениеводстве с соответствующими экологическими последствиями.

Статья в формате PDF

356 KB

урожайность

минеральные удобрения

дозы

снижение

силатраны

1. Петров Н.Ю., Юдаев И.В., Кувшинова Е.К., Родионова С.А. Биологическая активность и влияние Гумавита на прорастание семян // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2020. № 2 (58). С. 83–94. URL: https://www.volgau.com/Portals/0/izv_auk/izv_auk_058/izv_auk_058_st_08.pdf?ver=2020-07-28-135723-167 (дата обращения: 24.05.2025).

2. Shirokov Y., Tikhnenko V. Analysis of methodological bases of energy-economic assessment of agricultural technologies and projects // E3S Web of Conferences: 14th International Scientific and Practical Conference on State and Prospects for the Development of Agribusiness, INTERAGROMASH 2021, Rostov-on-Don. EDP Sciences. 2021. Vol. 273. Р. 8066. DOI: /10.1051/e3sconf/202127308066.

3. Shirokov Y., Tikhnenko V. Analysis of environmental problems of crop production and ways to solve them // E3S Web of Conferences: 14th International Scientific and Practical Conference on State and Prospects for the Development of Agribusiness, INTERAGROMASH. Rostov-on-Don. EDP Sciences. 2021. Vol. 273. Р. 1025. DOI: 10.1051/e3sconf/202127301025.

4. Борисова Е.Е. Анализ вредного воздействия пестицидов на биоту и здоровье человека, организационные основы решения проблемы // Евразийское пространство: экономика, право, общество. 2024. № 1. С. 7–10. URL: https://eurasian-expanse.ru/ %D0 %90 %D1 %80 %D1 %85 %D0 %B8 %D0 %B2- %D0 %BD %D0 %BE %D0 %BC %D0 %B5 %D1 %80 %D0 %BE %D0 %B2/ (дата обращения: 25.05.2025).

5. Yolanda Picó, Barceló Damià Pyrolysis gas chromatography-mass spectrometry in environmental analysis: Focus on organic matter and microplastics // Trends in Analytical Chemistry. 2020. № 130. P. 115964. DOI: 10.1016/J.TRAC.2020.115964.

6. Likhacheva N.A., Zakharova E.A. Detoxifying Capacity of Oxidized Humic Substances in Oil-Contaminated Soils // Chemistry and Technology of Fuels and Oils. 2021. Vol. 57, Is. 3. P. 487–491. DOI: 10.1007/s10553-021-01271-6.

7. Максимов И.В., Веселова С.В., Шеин М.Ю., Хайруллин Р.М. Эндофиты и защита растений от биотического стресса: перспективы создания биопрепаратов нового поколения // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2022. № 98. С. 98–104. DOI: 10.21515/1999-1703-98-98-104.

8. Зеленков В.Н., Петриченко В.Н., Лапин А.А., Барышок В.П. Биотехнологические аспекты использования в растениеводстве комплексного препарата 1-этоксисилатран с крезацином // Бутлеровские сообщения. 2019. Т. 60. № 11. С. 69–74.

9. Каренгина Л.Б., Байкин Ю.Л., Кандаков Н.В. Влияние гумата калия различной концентрации на эффективность минеральных удобрений при выращивании овса // Аграрный вестник Урала. 2019. № 3 (182). С. 12–16. DOI: 10.32417/article_5ce3f80b1904b4.41851727.

10. Павлов А.А., Сибирная Л.Н. Влияние внесения гуминового удобрения на урожайность и качество вико-овсяной смеси // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. 2023. Т. 16. № 4 (79). С. 42–49. DOI: 10.53914/issn2071-2243_2023_4_42.

11. Еремин Д.И., Моисеева М.Н., Еремина Д.В. Урожай и качество зерна овса при различном уровне минерального питания // Достижения науки и техники АПК. 2022. Т. 36. № 9. С. 48–54. DOI: 10.53859/02352451_2022_36_9_48.

12. Vasiliev A.S., Farinyuk Yu.T. Improving the efficiency of oat cultivation technologies in the Central non-Black Earth region of Russia // Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture. 2022. Vol. 14, Is. 4. P. 384–402. DOI: 10.12731/2658-6649-2022-14-4-384-402.

13. Садовая И.И., Захарова О.А. Инновационный прием в технологии возделывания зерновых культур в звеньях севооборотов // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. 2023. Т. 15. № 2. С. 66–75. DOI: 10.36508/RSATU.2023.76.15.010.

14. Murko E., Janočko Ju., Makridin E.V., Kapko M. On the need to consider the lithological composition of overburden rocks in the design of wastewater treatment plants at open pit mines // E3S Web of Conferences: VIth International Innovative Mining Symposium, Kemerovo. Vol. 315. Kemerovo: EDP Sciences. 2021. P. 02013. DOI: /10.1051/e3sconf/202131502013.

15. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с. URL: https://djvu.online/file/p6tARZovllmiZ?ysclid=mawafg5wdl320941372 (дата обращения: 24.03.2025).

Введение

Традиционная химизация растениеводства ведет к химизации и продуктов питания, нарушению экологического баланса и, как следствие, к серьезному ухудшению здоровья населения и трактористов-машинистов, работающих в поле [1–3]. Однако очевидно, что без применения минеральных удобрений невозможно не только повысить объем производимой сельским хозяйством продукции, но и обеспечить продовольственную безопасность страны [4–6]. Минимизировать применение агрохимии без ущерба для урожайности можно за счет препаратов, повышающих эффективность усвоения питательных веществ из минеральных удобрений и повышения устойчивости растений к болезням [7–9]. Такими препаратами могут стать природные и синтетические бионутриенты: органические соединения, которые в малых дозах (5–20 г/га) активно влияют на обмен веществ в растениях, повышая эффективность использования минеральных удобрений, а за счет повышения иммунитета и климатической устойчивости снижается потребность и в ядохимикатах [10–12]. Также такие бионутриенты могут быть использованы при применении шахтных и карьерных стоков, образующихся при ведении горных работ и используемых при биологическом этапе рекультивации нарушенных земель в целях орошения растений для их лучшей приживаемости [13, 14].

Цель исследования – изучить эффективность стимулятора роста растений «Силатран» на овсе и озимой ржи.

Задачи исследования:

- выявить влияние препарата на урожайность и определить вклад биометрических показателей продуктивности растений в урожай;

- оценить ретардантные свойства действующего вещества препарата;

- изучить влияние биологически активного вещества на основные показатели качества зерна озимой ржи и овса.

Кроме того, на посевах ржи, в отличие от овса, было намечено установить устойчивость растений к болезням при применении препарата «Силатран» без протравливания семян.

Материалы и методы исследования

Для реализации поставленных задач были проведены полевые опыты с использованием методики полевого опыта по Б.А. Доспехову, методики государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур, также использован метод организованных повторений [15].

Таблица 1

Схема опыта для изучения эффективности препарата «Силатран» на овсе и озимой ржи

Опыты проведены в 2019–2021 гг. в почвенно-климатических условиях Кировской области. Специфичность агроклиматических условий региона заключается в относительно низком уровне плодородия почв (содержание гумуса в среднем 2,3 %, подвижного фосфора – 119 мг/кг, обменного калия – 121 мг/кг); низкой биологической активности и повышенной кислотности почвенной среды (рН = 5). В опыте применяли дозы минеральных удобрений под овес N – 49,94, P2O5– 55,4, K2O–55,94; дозы минеральных удобрений под рожь N – 25,6 кг/га; P2O5 – 12,62 кг/га; K2O – 25,80 кг/га. В качестве минеральных удобрений использовали аммонизированный суперфосфат, карбамид и хлорид калия.

В качестве стимулятора роста применяли 1-хлорметилсилатран, далее «Силатран». Обработку семян производили водным раствором «Силатрана» из расчета 20 г / 10 л/т. Обработку растений производили водным раствором «Силатрана» из расчета 10 г / 300 л/га.

В процессе проведения опыта изучались:

1. Фенологические наблюдения.

2. Оценка устойчивости к полеганию и состояния растений перед уборкой.

3. Учет урожая.

4. Учет показателей качества зерна.

Объектами изучения были озимая рожь (Вятка 2) и овес (Кречет). Исследования проводились в течение 2019–2021 гг.

Схема полевых опытов представлена в табл. 1. Схема опыта составлена с учетом принципа единственного различия Учетная площадь делянок 10 м2 (овес) и 20 м2 (озимая рожь), повторность 3-кратная в течение трех лет. Размещение делянок в опытах по методу полной рандомизации. Всего в изучении было 36 делянок.

Результаты исследования и их обсуждение

Предпосевная обработка семян овса препаратом «Силатраном» в рекомендуемой дозе способствовала статистически достоверному повышению полевой всхожести – с 83,0 до 92,2 % (табл. 2).

Таблица 2

Влияние препарата «Силатран» на всхожесть семян овса Кречет (среднее из трех повторений за 3 года)

Таблица 3

Полнота всходов овса на учетных площадках (S = 0,56 м2)

Примечание. * – достоверно к контролю при Р > 0,95 %.

Таблица 4

Агробиологическая характеристика посевов овса Кречет

Примечание. * – диапазон дат между повторениями в опыте; ** – 5-балльная шкала (среднее из трех повторений).

Таблица 5

Изучение ростостимулирующих свойств препарата «Силатран» на посевах овса Кречет (среднее из трех повторений)

Примечание. * – достоверно к контролю при P > 0, 95 %.

Таблица 6

Динамика роста растений озимой ржи сорта Вятка 2 (среднее из трех повторений)

Примечание. * – достоверно к контролю при P > 0, 95 %.

Количество растений на учетных площадках (S = 0,56 м2) в вариантах с протравливанием семян «Силатраном» (делянки 3, 4, 7) существенно превышало контрольный и эталонные варианты (табл. 3). Установлено, что бионутриент не оказывал влияния на динамику роста надземной биомассы растений овса в процессе онтогенеза растений (табл. 4).

Наступление фаз вегетации растений было близко к среднемноголетним значениям (табл. 5, 6). На фоне применения препарата «Силатраном» отмечено более раннее (на 1–2 дня) выметывание метелки у овса. В результате даты наступления восковой и полной спелости зерна были примерно одинаковыми в опытных и контрольных вариантах.

Таким образом, полагаем, что биокремнийорганический бионутриент индуцирует повышение полевой всхожести семян и способствует более интенсивному росту корневой системы растений овса. Можно высказать также обоснованное предположение, что препарат не обладает ярко выраженными ретардантными свойствами и не способствует повышению устойчивости растений озимой ржи и овса к полеганию.

Несмотря на применение ростовых веществ, устойчивость растений к полеганию в обоих опытах была крайне низкой: от 2,0 до 3,7 баллов (озимая рожь) и от 2,7 до 3,8 баллов (овес) при 5-балльной шкале учета. Более высокая устойчивость (3,7 балла) наблюдалась у озимой ржи в варианте с 2-кратной обработкой посевов препаратом «Силатран», у овса – при обработке посевов в фазу кущения (3,8 балла) (табл. 7).

За весь период опытов наступление фаз вегетации растений было близко к среднемноголетним значениям. На фоне применения препарата «Силатран» отмечено более раннее (на 1–2 дня) выметывание метелки у овса. Однако последующие условия вегетации (обильные дожди, высокая влажность почвы и воздуха) нивелировали данный факт. В результате даты наступления восковой и полной спелости зерна были примерно одинаковыми в опытных и контрольных вариантах.

На основании представленных результатов полагаем, что биокремнийорганический препарат «Силатран» индуцирует повышение полевой всхожести семян и способствует более интенсивному росту корневой системы растений овса.

Можно высказать также обоснованное предположение, что препарат не обладает ярко выраженными ретардантными свойствами и не способствует повышению устойчивости растений озимой ржи и овса к полеганию.

Изучение фунгицидных свойств и биологической эффективности препарата «Силатран» показало следующие результаты. В период вегетации растений озимой ржи и овса проводили диагностику, учет распространения и развития всех болезней, проявившихся в слабой или сильной степени. В результате исследований выявлено, что обработка семян препаратом Мивал-Агро незначительно снижала развитие корневых инфекций у овса в течение всего патологического процесса (табл. 8).

Таблица 7

Агробиологическая характеристика посевов овса Кречет

Примечание. * – диапазон дат между повторениями в опыте; ** – 5-балльная шкала (среднее из трех повторений).

Таблица 8

Изучение фунгицидных свойств препарата «Силатран» на посевах овса Кречет (среднее из трех повторений)

Обработка посевов «Силатраном» в период вегетации растений также не оказывала существенного влияния на фитосанитарное состояние агроценозов овса и озимой ржи. Развитие красно-бурой пятнистости и корончатой ржавчины на посевах овса Кречет в вариантах с применением «Силатрана» было на уровне контроля. Незначительное снижение листовой инфекции в отдельных вариантах химизации статистически не доказано.

Таблица 9

Влияние препарата «Силатран» на развитие листовых болезней озимой ржи Вятка 2 (среднее из трех повторений)

Примечание. * – достоверно к контролю при P > 0, 95 %.

Таблица 10

Биологическая эффективность химических препаратов, %

Аналогичные результаты получены и у озимой ржи в опытных вариантах с «Силатраном» (табл. 9). Степень развития мучнисто-росяной и ржавчинной инфекции была в основном на уровне контроля, а изменение данного признака в ту или другую сторону носили несущественный характер.

В целом выявлена очень низкая (3,2–17,0 %) биологическая эффективность бионутриента «Силатран» (табл. 10). Химический контроль «Винцит» обладал высокой (74,1–78,5 %) биологической защитой от корневых инфекций до фазы выметывания метелки. Фунгицид «Тилт» является высокоэффективным (93,3 %) по отношению к корончатой ржавчине, но малоэффективным (45,4 %) по отношению к гельминтоспориозным пятнистостям листьев овса.

Влияние препарата «Силатран» на микрофлору зерна оценивали в лабораторных экспериментах (in vitro), оценивали общую (поверхностную и внутреннюю) инфицированность семян овса и озимой ржи перед посевом и таксономическую структуру микроорганизмов, контаминирующих зерно. Обнаружена достаточно высокая исходная инфицированность зерна (65 % – овес; 55 % – озимая рожь) (табл. 11). Протравливание семян фунгицидом «Винцит» в 2 и более раза снизило количество инфицированных зерновок в анализируемой пробе. Препарат «Силатран» несущественно влиял на снижение общей зараженности зерна обеих культур.

При микробиологическом анализе инфицированных зерновок после протравливания их препаратом «Винцитом» и «Силатраном» обнаружены значительные изменения в видовой структуре патогенных комплексов. В патогенном комплексе исходных партий семян овса и ржи превалировала фузариозная инфекция. Доля ее в общем контаминанте у овса составляла около 56 %, у озимой ржи – около 60 %. Среди фузариозных грибов на семенах овса доминировал вид F. oxysporium (25,3 %), а также виды секции Sporotrichiella (30,6 %). Семена ржи были контаминированы в основном наиболее патогенными видами: F. nivale и F. culmorum (37,3 %).

При протравливании семян фунгицидом «Винцит» в структуре микроорганизмов зерна обеих культур остались так называемые условно-патогенные грибы и некоторые виды бактерий. Возбудители корневых гнилей не обнаружены.

Таблица 11

Общая инфицированность и видовая (родовая) структура микроорганизмов зерна овса Кречет и озимой ржи Вятка 2 после протравливания «Винцитом» и «Силатраном» (среднее из пяти повторений)

Примечание. * – достоверно к контролю при P > 0, 95 %.

При обработке семян биокремнийорганическим препаратом «Силатран» также наблюдали изменения в структуре микроорганизмов. Доля фузариозной инфекции у ржи (F. nivale и F. culmorum) снизилась в 1,5 раза по сравнению с исходной зараженностью семян. Из семян обеих культур изолировали в основном сапрофитные грибы (около 70 %) и некоторые виды бактерий. Вероятно, действующее вещество препарата «Силатран» индуцирует химическую иммунизацию в отношении наиболее патогенных групп и видов микроорганизмов зерна.

Результаты оценки урожайности исследуемых культур следующие. Наибольшая урожайность овса Кречет получена в вариантах с обработкой посевов фунгицидом «Тилт» (53,5 ц/га) и «Силатраном» (53,3 ц/га) (табл. 12). Полученные прибавки (2,4 и 2,2 ц/га) статистически достоверны по отношению к контролю и могут быть обоснованы улучшением фитосанитарной ситуации в посевах ввиду снижения распространения и развития корончатой ржавчины и повышения устойчивости растений к полеганию.

Обработка семян и посевов «Силатраном» существенного влияния на повышение урожайности овса не оказала: прибавка 0,8 ц/га статистически не доказана. «Насыщение» растений действующим веществом препарата «Силатран» в результате 3-кратного его применения (протравливание семян, обработка посевов в фазы кущения и выметывания) вызвали значительное снижение урожайности (на 6,4 ц/га).

В опытах с озимой рожью Вятка 2 наибольшая урожайность получена при обработке посевов ретардантом «Це-Це-Це» (36,5 ц/га) и в варианте с 2-кратным применением препарата «Силатран» (36,2 ц/га) (табл. 13). В этих вариантах отмечена более высокая устойчивость растений к полеганию: 2,8 и 3,7 балла. Однократная обработка посевов озимой ржи «Силатраном» в фазы кущения или колошения растений оказалась неэффективной.

Таким образом, можно сделать предварительный вывод или обоснованное предположение, что обработка посевов овса Кречет «Силатраном» в фазу кущения растений более эффективна, чем вариант с протравливанием семян. При этом 2-кратное применение препарата на овсе оказалось неэффективным, а на озимой ржи Вятка 2, наоборот, 2-кратная обработка способствовала существенному повышению урожайности этого длинностебельного сорта.

Таблица 12

Влияние препарата «Силатран» на урожайность овса Кречет (среднее из трех повторений)

Примечание. * – достоверно к контролю при P > 0,95 %.

Таблица 13

Влияние препарата «Силатран» на урожайность озимой ржи Вятка 2 (среднее из трех повторений)

Примечание. * – достоверно к контролю при P > 0,95 %.

В наших исследованиях были обнаружены некоторые положительные взаимосвязи между признаками качества зерна ржи и овса и применением биологически активного препарата «Силатран». Так, обнаружено существенное повышение натурного веса зерна у овса Кречет в результате протравливания семян «Силатраном», что наглядно представлено в таблице 14. Однако крупность зерна в этом варианте практически не изменялась (масса 1000 зерен – 32,3 г), что свидетельствует о снижении его пленчатости. Низконатурное зерно (439 г/л) сформировалось при 3-кратном применении препарата «Силатран» (протравливание семян и обработка посевов в фазы кущения и выметывания). Изменчивость массы 1000 зерен у овса и ржи в большинстве опытных вариантов статистически не доказана.

Двукратная обработка посевов озимой ржи препаратом «Силатран» обусловила снижение показателя «число падения». Возможно, это связано с увеличением крупности зерна в данном варианте. Как известно, между этими признаками существует достаточно тесная отрицательная зависимость. Тем не менее данный факт необходимо еще раз проверить в последующих испытаниях. Однако в данном варианте получено зерно с высоким содержанием белка. Отмечено повышение показателя «число падения» при обработке посевов ретардантом «Це-Це-Це», обусловленное, вероятно, более высокой устойчивостью растений к полеганию и снижением прорастания зерна в колосе.

Таблица 14

Изменчивость некоторых признаков качества зерна овса и ржи при обработке семян и посевов «Силатраном»

Примечание. * – достоверно к контролю при Р > 0,95.

Несколько противоречивые данные о качестве зерна получены в опыте с овсом. Статистически достоверное повышение белковости зерна отмечено в вариантах с фунгицидами «Винцит» и «Тилт». Что касается препарата «Силатран», то незначительное увеличение содержания белка выявлено в варианте с протравливанием семян; обработка посевов в период вегетации растений обусловила снижение данного показателя. Содержание жира в зерне повышалось на всех вариантах химизации, за исключением протравливания семян «Силатраном» (достоверное снижение жирных кислот) и «Винцитом» (статистически не доказанное изменение). Объяснить изменения в биохимии зерна овса Кречет под влиянием изучаемых препаратов пока не представляется возможным. Исследования необходимо продолжить.

Заключение

Обработка семян препаратом «Силатран» вызывает значительное повышение (на 11 %) полевой всхожести семян овса. Бионутриент способствует усилению роста корневой системы овса в фазе трех листьев – кущение-выметывание и далее. Изменение длины зеленой массы статистически не доказано. Получена достоверная прибавка (2,2 ц/га) урожая овса Кречет в варианте с обработкой посевов «Силатраном» в фазу кущения растений. 3-кратное использование данного препарата (обработка семян и обработка посевов в кущение и выметывание) привело к существенному повышению урожайности. Наибольшая прибавка (2,4 ц/г) получена в варианте с обработкой посевов «Тилт». На посевах озимой ржи Вятка 2 достоверные прибавки получены в вариантах с 2-кратной обработкой посевов «Силатраном» (2,9 ц/га). В целом на изучаемых культурах показана возможность заметного повышения урожайности без увеличения доз минеральных удобрений.

Библиографическая ссылка