Размещено на http://www.allbest.ru/

17

Размещено на http://www.allbest.ru/

На правах рукописи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Агроэкологическая оценка влияния азотсодержащих биологически активных веществ на качество и урожайность овса в степной зоне Поволжья

Специальности: 03.00.16 - Экология

06.01.11 - Защита растений

Андриянова Юлия Михайловна

Саратов - 2009

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном

учреждении высшего профессионального образования «Саратовский

государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова»

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор

Гусакова Наталия Николаевна

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Титов Валерий Николаевич

кандидат сельскохозяйственных наук, доцент

Теняева Ольга Львовна

Ведущая организация - ГОУ ВПО «Астраханский государственный

университет»

Защита состоится 17 декабря 2009 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 220.061.06 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Саратовский государственный аграрный университет им. Н.И. Вавилова» по адресу: 410012, г. Саратов, Театральная пл., д. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н. И. Вавилова»

Автореферат разослан « » 2009 г. и размещен на сайте: www. sgau.ru

Ученый секретарь

диссертационного совета Н.Н. Гусакова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Овес - важнейшая зернофуражная культура. В России под посевами ярового овса занято _? 1 млн. га, в Саратовской области около 200 тыс. га. В связи с большой значимостью данной культуры актуальной является проблема повышения качества зерна и увеличение урожайности.

В современных условиях агроэкосистемы в значительной степени подвергаются негативному антропогенному воздействию (в последние годы в литературе для них предлагается термин «антропогенно-депрессионные»). В ряду отрицательных факторов особое место занимает загрязнение тяжелыми металлами, например ионами свинца (II) и цинка (II). Известны единичные работы, в которых на культуре пшеницы показана возможность нивелирования влияние ионов свинца с помощью биологически активных веществ (БАВ). На культуре овса такие исследования не проводились.

В связи со сказанным актуальным является изучение влияния БАВ на реализацию адаптивных способностей, повышение продуктивности и иммунитета овса на антропогенно-депрессионных территориях.

Цель и задачи исследования. Цель исследования - повышение продуктивности и иммунитета ярового овса, улучшение качества зерновой продукции на основе использования азотсодержащих биологически активных веществ при возделывании культуры на антропогенно-депрессионных территориях.

Для реализации поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

· выявить в лабораторных и полевых опытах влияние новых азотсодержащих БАВ, ионов свинца (II), цинка (II) на силу роста и морфометрические показатели культуры овса;

· исследовать эффективность предпосевной обработки семян БАВ, ионами свинца (II), цинка (II) и их сочетаний на фотосинтетическую деятельность, формирование элементов продуктивности и урожайность культуры овса;

· изучить влияние предпосевной обработки семян БАВ, ионами свинца (II), цинка (II) и их сочетаний на индуцирование естественной устойчивости овса к комплексу грибных заболеваний;

· оценить влияние предпосевной обработки БАВ на качество зерна овса, возделываемого на загрязненных территориях;

· дать эколого-экономическое обоснование применения БАВ для повышения качества зерновой продукции, увеличения урожайности и снижения пораженности грибными заболеваниями при выращивании овса на антропогенно-депрессионных территориях.

Научная новизна. Впервые установлен стимулирующий эффект предпосевной обработки семян овса 10 новыми азотсодержащими БАВ. Показано, что под их влиянием происходит увеличение морфометрических показателей, фотосинтетической деятельности, урожайности и улучшение качества зерновой продукции.

Построены ряды биологической активности новых азотсодержащих БАВ и определены направления их возможного практического использования. Выявлены 2 наиболее перспективных биологически активных вещества - 4-(4-метоксибензилиден)-4,5-дигидро-6-толил-пиридазин-3-он (ТМП) и 4-(4-гидрокси-3-метоксибензилиден)-4,5-дигидро-6-толил-пиридазин-3-он (ТВП), позволяющие в максимальной степени реализовать потенциал культуры, увеличить показатели продуктивности, урожайности и качества получаемой зерновой продукции овса, возделываемого на территориях, загрязненных тяжелыми металлами (на примере ионов свинца и цинка).

Впервые установлена перспективность использования азотсодержащих БАВ для повышения иммунитета овса к комплексу грибных инфекций. Показана возможность прогнозирования влияния БАВ на степень развития грибных заболеваний этой культуры на основе определения активности фермента пероксидазы в проростках овса.

Практическая значимость работы. Внедрение в сельскохозяйственную практику научно-обоснованных рекомендаций по применению азотсодержащих БАВ для предпосевной обработки обеспечит получение экологически чистой продукции при возделывании овса в степной зоне Поволжья.

Результаты исследований подтверждены широкой производственной проверкой в ряде хозяйств ООО «Перспективное» (100 га), ООО «СБК» (60 га) Татищевского района, СПК «Преображенское-2001» (300 га) Пугачевского района, ООО «Свобода» (100 га) Базарно-Карабулакского района, КФХ «Сидорин Е. Н.» (300 га) г. Хвалынск Саратовской области и ООО «Гелио-Пакс-Агро 5» (300 га) Новониколаевского района Волгоградской области. Внедрения показали, что предпосевная обработка семян БАВ технологически мало затратна и приводит к повышению урожайности на 20,0 - 33,0% и рентабельности на 30,0 - 50,0%.

Материалы диссертации внедрены в ученый процесс: используются для чтения лекционного курса и проведения практикума по дисциплине «Экологическая химия» для студентов специальностей «Агроэкология», «Защита растений» в ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ им. Н.И. Вавилова».

Апробация результатов исследования. Основные результаты диссертации доложены и обсуждены на следующих конференциях: Всероссийской научно-практической конференции «Вавиловские чтения» (Саратов, 2007, 2008); Международной научно-практической конференции «Экология и биология почв Юга России» (Ростов-на-Дону, 2007); Международной научно-практической конференции «Плодородие почв - уникальный природный ресурс - в нем будущее России» (Санкт-Петербург, 2008); 2-ой Международной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии» (Астрахань, 2008); 2-ой Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов, преподавателей и научных сотрудников, посвященной 10-летию кафедры экологии и БЖД Астраханского государственного университета «Экологические проблемы природных и урбанизированных территорий» (Астрахань, 2008); Всероссийской научно-практической конференции «Научно-техническое творчество молодежи - путь к обществу, основанному на знаниях» (Москва, 2008); Международной научно-практической конференции, посвященной памяти профессора А.Ф. Блинохватова «Образование, наука, практика: инновационный аспект» (Пенза, 2008); 12-ой Пущинской международной школе-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2008); Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 90-летию сельскохозяйственного образования на Урале «Инновационный потенциал аграрной науки - основа развития АПК» (Пермь, 2008г.); Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летияю со дня рождения К. В. Горбунова «Фундаментальные аспекты биологии в решении актуальных экологических проблем» (Астрахань, 2008); Международной научно-практической конференции, посвященной 15-летию кафедры экологии ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ» «Актуальные проблемы экологии, защиты растений и экологического земледелия» (Саратов, 2009); Scientific conference «Biologically active substances: fundamental and applied problems» (Novy Svet, AR Crimea, Ukraine, 2009); II International Environmental Congress ELPIT 2009 «Ecology and Life Protection of Industrial-Transport Complexes» (Togliatti, Russia, 2009).

Основные положения, выносимые на защиту:

· характер влияния новых азотсодержащих БАВ на посевные качества и фотосинтетическую деятельность ярового овса;

· количественная оценка нивелирующего влияния азотсодержащими БАВ негативного воздействия ионов свинца (II) и цинка (II) на продукционный процесс, урожайность и качество зерна овса;

· закономерности влияния азотсодержащих БАВ на пораженность овса комплексом грибных заболеваний и индуцирование естественной устойчивости;

· биоэнергетическая и экономическая оценка предпосевной обработки семян ярового овса азотсодержащими БАВ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 2 статьи в рецензируемых журналах, рекомендуемых ВАК РФ, 15 публикаций в сборниках трудов, материалах Международных и Всероссийских конференций общим объемом 3,86 п.л., авторский вклад 1,82 п. л.

Личный вклад соискателя. Автор принимал личное участие в анализе и критической оценке литературных источников, постановке и проведении лабораторных и полевых исследований с 2006 по 2009 гг., обработке и анализе полученных экспериментальных данных, апробации и внедрении полученных результатов. Доля личного участия автора в подготовке и написании публикаций составляет 70 - 80%.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству, списка литературы и приложений. Работа изложена на 153 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 18 табл. и 62 рис., включает список литературы из 208 наименований в т.ч. 40 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, научная новизна и практическая значимость, сформулированы цель и задачи исследования, положения выносимые на защиту.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В главе представлен детальный анализ монографической и периодической литературы глубиной в 50 лет по антропогенному воздействию на агроэкосистемы (Степанок В. В. 1998г., Фесюн А. П. 1988 г., Филабок М. Л. 2006 г., Hanson A .D. 1987 г.), особенностям влияния ионов свинца и цинка на растения (Глазовская М. А. 1988 г., Пендиас Х. 1989 г., Синявский В. А. 1997 г., Ильин В. Б. 2001 г., Бутовский Р. О. 2005 г., Зайцев Г. А. 2008 г., Alloway B .J. 1991 г.), применению синтетических биологически активных веществ для повышения урожайности и иммунитета овощных (Кефели В. И. 1999 г., Тосунов Я. К., 2004 г., Смыслов Д. В. 2008 г., Башмаков В. А. 2006 г., Akin D. 1985 г.) и зерновых культур (Суслова Т. А. 1983 г., Хорошева Т. Н. 1994 г., Пузаткина Г. А. 2007 г., Иванов И.И. 2009 г.). На основе критического анализа литературных сведений определены основные направления исследования и обоснована актуальность.

ГЛАВА 2. АГРОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Полевые исследования проведены в 2006 - 2009 гг. на территории Саратовской области Татищевского района (ООО «Перспективное»). По результатам наших скрининговых обследований установлено, что содержание гумуса в почвах изменяется от 2,4% до 5,7%, нитратного азота - колеблется от 9,6 до 28,0 мг/кг. Обеспеченность почв подвижным фосфором средняя (9,5 - 22,7 мг/кг), обменным калием - высокая (258 - 576 мг/кг). Содержание свинца в почвах ООО «Перспективное» - 10,4 - 11,1 мг/кг почвы (ПДК = 30 мг/кг) и цинка - 28,5 - 40,9 мг/кг почвы (ПДК = 60 мг/кг). Объектами исследования являлись овес сорта «Скакун» и пшеница сорта «Белянка». Опыты закладывали в 4-х кратной повторности на делянках с учетной площадью 50 м², размещение вариантов - рендомизированное. Нами проведен учет основных болезней овса: пыльная головня овса - Ustilago avenae Jens., твердая головня овса - Ustilago levis Magh., корончатая ржавчина овса - Puccinia coronata Corda. и мучнистая роса - Blumeria graminis Spea f. avenae Marchal. В экспериментальной части работы использовали группу азотсодержащих гетероциклических соединений для предпосевной обработки семян, в виде водных растворов с массовой долей растворенного вещества 10^-4 %: ФМСФ (9-(4-метоксифенил)-3,6,8-трифенил-2-окса-7-азаспиро[4.4]нон-3-ен-1-он), ТПСФ (9-(2-пиридинил)-3-толил-6,8-дифенил-2-окса-7-азаспиро[4.4]нон-3-ен-1-он), ФДАФ (3-{1-(4-нитрофенил)-2-[(4-нитрофенил)диазо]этилиден}-5-фенил-3Н-фуран-2-он), ФТП (1-(2-(1Н-индол-3-ил)-5-фенил-3Н-пиррол-2-он), ФААЦГ (циклогексенил-(2,3-b)-5-фенил-1,4-диазобицикло[3.3.0]-октан-8-он), ФКА (бензо-(2,3-b)-5-фенил-1-аза-4-окса-бицикло-[3.3.0]-октан-8-он), ФАА (бензо-(2,3-b)-5-фенил-1,4-диа-зобицикло-[3.3.0]-октан-8-он), ТМП (4-(4-метоксибензилиден)-4,5-дигидро-6-толил-пиридазин-3-он), ТФП (4-фенил-4,5-дигидро-6-толил-пиридазин-3-он), ТВП (4-(4-гидрокси-3-метоксибензилиден)-4,5-дигидро-6-толил-пиридазин-3-он), ИУК (3-индолил уксусная кислота). Контролем в опытах служила дистиллированная вода, стандартом - промышленный иммуномодулятор и стимулятор роста растений - иммуноцитофит.

При закладке опытов и проведении исследований руководствовались Методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур и общепринятыми методическими положениями, рекомендованными Б. А. Доспеховым (1985). Пробоподготовка и анализ почвенных образцов проводились по ГОСТ 26483-85. Подвижные формы фосфора и калия определяли по методу Мачигина в модификации ЦИНАО, ГОСТ 26205-91; содержание гумуса - по методу Тюрина в модификации ЦИНАО, ГОСТ 26213-91; нитрификационная способность почвы по «Методическим указаниям по определению нитрификационной способности почв» (М., 1984); содержание ионов свинца и цинка определяли методом абсорбционной спектрометрии на спектрометре «Квант-2А». Определение энергии прорастания - по ГОСТ 10968-88, определение лабораторной и полевой всхожести - по ГОСТ 12038-84. Определение силы роста семян - по ГОСТ 12040-66. Фенологические наблюдения проводили по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур в соответствии с ГОСТ 10842-64. В течение вегетационного периода проводили измерения роста растений в высоту по верхней точке метелки (Сказкин, 1973). Показатели фотосинтетической деятельности посевов определяли по общепринятой методике (Ничипорович и др., 1961). Густоту стояния определяли путем подсчета числа растений на трех учетных площадках делянки общей площадью 1 м². Структуру урожая определяли путем отбора с каждой делянки снопов из 50 растений, учет урожая проводился поделяночно с последующим взвешиванием и пересчетом на стандартную 14% влажность; массу 1000 семян определяли по (ГОСТ-12042-80). Содержание белка в зерне определяли по методу Кьельдаля (ГОСТ 10846-91), содержание крахмала по методу Эверса (ГОСТ 10845-98). Активность ферментов пероксидазы и амилазы определяли по А.И Ермакову (1987). Содержание тяжелых металлов в зерне - методом атомно-абсорбционной спектромерии (ГОСТ 26929 - 94). Учет распространенности и развития болезней проводили по общепринятым методическим положениям, рекомендованным А. Ф. Ченкиным (1994). Биоэнергетическая эффективность рассчитывалась по совокупным затратам энергоресурсов на возделывание культур и накоплению потенциальной энергии в урожае основной и побочной продукции (В.М. Володина и др., 1999). Энергетическую оценку проводили на основании рекомендаций А.В. Захаренко (1994) и В.П. Лухменева (1998). Экономическую эффективность рассчитывали на основе технологических карт по нормативам и расценкам в сопоставимых ценах (Методические указания по определению экономической эффективности…, 1970). Полученные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа с множественными сравнениями частных средних по тесту Дункана, а также корреляционному анализу программ статистического и биометрико-генетического анализа в растениеводстве и селекции «AGROS-2».

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ РОСТОСТИМУЛИРУЮЩЕГО ВЛИЯНИЯ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА НЕКОТОРЫЕ ЗЕРНОВЫЕ КУЛЬТУРЫ

В настоящей главе приведены результаты лабораторных и полевых испытаний на овсе сорта «Скакун» и пшенице сорта «Белянка». Установлено, что обработка семян растворами 12 БАВ способствовала повышению лабораторной всхожести пшеницы на 3,3 - 14,1%; овса на 3,0 - 16,7% по сравнению с контролем. Биометрические показатели увеличились на 3,0 - 20,0% у пшеницы и на 9,1 - 34,5% у овса (длина проростков), количество корешков возросло на 2,9 - 27,3% (пшеница) и 3,0 - 35,7% (овес). Длина корешков увеличилась на 3,0 - 13,6% (пшеница) и 4,0 - 25,4% (овес).

В полевых условиях нами исследовано влияние 12 БАВ на элементы продуктивности и урожайность. Анализ полученных результатов показал, что лучшими БАВ оказались препараты ТМП и ТВП: мы получили в среднем по 37,0 - 43,5 зерновки с колоса, при их общей массе 1,7 г. - 1,9 г. и с метелки - в среднем 98,0 шт. - 112,5 шт., при массе 3,3 и 3,5 г. соответственно. Важным критерием продуктивности пшеницы и овса является масса 1000 зерен - 28,0 г. - 38,0 г. (пшеница), 33,7 г. - 42,4 г. (овес). Урожайность под воздействием БАВ составила у пшеницы - 1,2 т/га - 2,2 т/га, у овса - 1,7 т/га - 3,3 т/га. В контроле урожайность - 1,2 т/га и 1,9 т/га, соответственно. Наилучшими препаратами, повышающими урожайность, являются ТМП и ТВП. Сравнение действия 12 БАВ на продукционные процессы пшеницы и овса позволило выделить овес, как наиболее отзывчивую культуру.

Анализ рядов биологической активности позволяет заключить, что ТВП и ТМП оказывают наиболее эффективное воздействие на все параметры продукционного процесса культуры овса (рис. 1).

Рис. 1. Ряды биологической активности

Поэтому именно эти два БАВ были выбраны нами для дальнейшего детального исследования на рост, развитие и биоэнергетический потенциал культуры овса на антропогенно-депрессионных территориях. Схема вариантов детального исследования представлена в табл. 1.

В лабораторных условиях нами изучено влияние БАВ, ионов свинца, цинка и их сочетаний на морфометрические показатели овса. В контроле энергия прорастания составила 90,4%, лабораторная всхожесть - 86,8%, при использовании ИМ 95,1% и 88,0%, соответственно. Использование БАВ привело к повышению энергии прорастания до 96,2 - 97,5% и лабораторной всхожести до 89,8 - 92,6%. Применение ионов свинца (II) и цинка (II) способствовало снижению данных показателей на 4,1 - 11,1% и на 5,1 - 9,7% соответственно.

Таблица 1 - Варианты предпосевной обработки семян

В варианте с низкой концентрацией ионов свинца (10^-6%) показатели оставались на уровне контроля. Ионы цинка в высоких концентрациях привели к снижению энергии прорастания и всхожести по сравнению с контролем на 3,1 (10^-4%) - 5,2% (10^-3%) и на 4,3 (10^-4%) - 8,8% (10^-3%) соответственно; в низких концентрациях оказали небольшой стимулирующий эффект - 3,7% (10^-5%) - 4,3% (10^-6%) соответственно. Применение БАВ+Pb⁺² и БАВ+Zn⁺² способствовало повышению показателей на 4,1 - 8,2% и 7,6 - 9,3% по сравнению с контролем соответственно. ИМ не проявил нивелирующего действия.

Размещено на http://www.allbest.ru/

17

Размещено на http://www.allbest.ru/

Следующим изученным показателем была сила роста семян (СРС). В контроле она достигла 92,1% (рис.2). При использовании ИМ - 96,4%. Исследуемые БАВ увеличили СРС до 97,1 - 99,1%. Ионы свинца (II) способствовали снижению СРС на 4,0 (10^-5%) - 7,5% (10^-3%), в низких концентрациях (10^-6%) показатели СРС оставались на уровне контроля. Ионы цинка способствовали снижению СРС на 3,1 (10^-4%) - 4,0% (10^-3%), в низких концентрациях оказали стимулирующий эффект и повысили СРС на 1,1 (10^-5%) - 2,7% (10^-6%). ИМ не проявил нивелирующего действия. Применение сочетаний БАВ+Pb⁺² и БАВ+Zn⁺² способствовало нивелированию негативного действия во всех концентрациях ионов свинца (II), цинка (II) и повысило изучаемый показатель, по сравнению с контролем на 1,5 - 7,6% и на 3,5 - 7,8% соответственно. Исследование биометрических показателей проростков овса: длина проростков и их корешков, количество корешков, показало, что результаты по всем 37 вариантам аналогичны показателю СРС.

В полевых опытах изучено влияние предпосевной обработки растворами БАВ, ионов свинца и цинка, а также их сочетаний на энергию прорастания семян овса и полевую всхожесть (табл. 2). Тенденции в изменении показателей одинаковы, поэтому более подробно приводим результаты по полевой всхожести.

Таблица 2 - Влияние БАВ, ионов свинца (II), цинка (II) и их сочетаний на полевую всхожесть овса

Анализ экспериментальных данных показал, что полевая всхожесть в контрольном варианте в среднем составила 279,8 шт. из 400 шт. (69,9 %). Обработка семян растворами БАВ повысила всхожесть на 27,5% - 33,1%, ИМ на 10,3 - 15,0%. Ионы свинца (II) снизили всхожесть на 3,6 (10^-5%) - 21,7% (10^-3%), при концентрации (10^-6%) всхожесть повысилась на 3,6%. Ионы цинка (II) снизили всхожесть на 4,5 (10^-4%) - 17,9%(10^-3%), в низких концентрациях повысили всхожесть на 2,4 (10^-5%) - 4,7% (10^-6%). Сочетания БАВ+Pb⁺² и БАВ+Zn⁺² в среднем повысили полевую всхожесть на 4,4 - 13,4% и 7,0 - 17,4% соответственно. ИМ не проявил нивелирующего действия.

ГЛАВА 4. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПРОДУКТИВНОСТИ И УРОЖАЙНОСТИ ОВСА ПОД ДЕЙСТВИЕМ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ

В настоящей главе приведены результаты исследования формирования элементов продуктивности и урожайности овса под влиянием предпосевной обработки семян растворами БАВ, ионов свинца (II), цинка (II), а также их сочетаний. Важным показателем жизнедеятельности растения является площадь листовой поверхности (ПЛ). По результатам опытов в контроле ПЛ овса за весь период вегетации в среднем достигла 542,88 тыс.м²/га. ИМ привел к увеличению ПЛ до 597,64 тыс. м²/га, что превысило контроль на 10,1%. БАВ увеличивали ПЛ в среднем на 18,9 - 70,6% по сравнению с контролем. Ионы свинца (II) и цинка (II) снижают ПЛ на 3,9 - 42,5% и 1,5 - 32,7% соответственно. Сочетания ТМП+Pb⁺² и ТМП+Zn⁺² нивелируют отрицательное влияние ионов тяжелых металлов и увеличивают ПЛ на 11,0 - 23,6% и 16,3 - 40,0% соответственно. Сравнение протекторного действия исследуемых БАВ на ПЛ позволяет выделить препарат ТВП как наиболее эффективный, ПЛ увеличивается на 19,2 - 27,3% и 24,5 - 40,0% соответственно. ИМ нивелировал только действие ионов цинка на 2,8 - 8,5%.

Фотосинтетический потенциал (ФП) за весь период вегетации в среднем за 4 года достигал 8054,32 тыс.м²•дней/га. ИМ увеличил ФП до 8945,13 тыс.м²•дней/га, что превышает контроль на 11,1%. Препараты ТМП и ТВП увеличивали ФП на 27,5 - 41,1%. Ионы свинца (II) и цинка (II) снизили ФП на 15,5 - 26,4% и 12,3 - 23,8%. Применение БАВ+Pb⁺² и БАВ+Zn⁺² нивелировало действие Pb⁺², Zn⁺² и увеличило ФП на 4,4 - 22,1% и 8,5 - 24,7% соответственно. ИМ нивелировал действие только ионов цинка и ФП повысился на 3,0 - 6,7% по сравнению с контролем.

Нами установлено, что чистая продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) в среднем составила: в контроле - 6,5 г/м.² в сутки, с ИМ - 6,8 г/м.² в сутки (превышение на 5,3%), БАВ увеличивают ЧПФ на 6,3 - 11,8%, ионы свинца (II) и цинка (II) в концентрациях (10^-5 - 10^-3%) снижают ЧПФ на 3,0 - 9,5% и 1,0 - 4,0% соответственно. Концентрация ионов свинца (II) 10^-6% не повлияла на значение ЧПФ. Ионы цинка (II) 10^-6% повышают ЧПФ на 4,7% по сравнению с контролем. ТМП+Pb⁺², ТМП+Zn⁺² и ИМ+Pb⁺², ИМ+Zn⁺² во всех вариантах не проявили нивелирующего действия. Препарат ТВП нивелировал действие Pb⁺², Zn⁺² (10^-3 - 10^-6%) и повысил ЧПФ на 2,1 - 8,1% и 3,0 - 14,4% соответственно.

В течение 4-х лет мы изучали накопление растениями сухой массы. В контроле сухая масса овса за весь период вегетации, в среднем составила 5,5 т/га. ИМ увеличил изучаемый показатель до 6,1 т/га, обработка БАВ на 24,2 - 34,5%. Ионы свинца (II) и цинка (II) снизили показатель на 24,2 - 27,6% и на 21,8 - 24,9%. Обработка ТМП+Pb⁺² и ТМП+Zn⁺² превысила контроль по данному показателю на 1,8 - 13,1% и на 7,2 - 22,1% соответственно. Сочетания препарата ТВП со всеми концентрациями ионов свинца (II) и цинка (II) повысили накопление сухой массы на 4,4 - 30,0%.

Детальный анализ данных по определению количества продуктивных стеблей овса показал, что в контроле показатель составил 320,3 шт./м.². ИМ повысил на 4,8%, ТМП И ТВП на 5,9 - 8,3%. Ионы свинца (II) и цинка (II) снизили количество продуктивных стеблей на 4,0 - 5,6% и 2,9 - 4,4%. Препараты ИМ и ТМП не проявили нивелирующего действия, ТВП повысил показатель на 1,0 - 5,5% (Pb⁺²) и 2,0 - 9,1% (Zn⁺²) соответственно.

Изучаемые вещества оказали влияние и на высоту растений (табл. 3).

яровой овес зерновой

Таблица 3 - Влияние БАВ, ионов свинца (II), цинка (II) и их сочетаний на элементы продуктивности и урожайность овса (среднее за 2006-2009 гг.)

В контрольном варианте в конце вегетации растения достигали 88,4 см. БАВ увеличили показатель на 4,6% (ИМ), 10,3% (ТМП), 16,8% (ТВП). Ионы свинца (II) снизили высоту растений на 4,9 (10^-6%) - 13,7% (10^-3%), цинка (II) на 3,6 (10^-4%) - 5,9% (10^-3%). Применение БАВ+Pb⁺² и БАВ+Zn⁺² способствовало нивелированию негативного действия ионов свинца и цинка.

Анализ полученных данных по двум показателям - число зерен в метелке и масса зерна с метелки в среднем за 4 года позволил сделать следующие выводы: в контрольном варианте мы получили 68,7 зерновок с метелки, при общей массе зерен - 2,5 г., ИМ дал с метелки 80,6 зерновок, при общей массе зерен с метелки 3,1 г. БАВ - 89,3 - 96,7 зерновок с метелки при их общей массе 3,1 - 3,4 г. Ионы свинца (II) и цинка (II) уменьшили число зерен с метелки на 9,1 (10^-5%) - 14,1% (10^-3%) и на 2,9 (10^-5%) - 6,9% (10^-3%), массу зерна с метелки на 11,0 - 23,0% и на 6,0 (10^-5%) - 18,0% (10^-3%) соответственно. Ионы свинца (II) и цинка (II) в концентрации 10^-6% не оказали влияния на изучаемые параметры. При применении ИМ+Pb⁺² и ИМ+Zn⁺² значения показателей находились на уровне контрольных. При использовании ТМП и ТВП со всеми концентрациями ионов свинца (II) и цинка (II) превышение контроля по числу зерен составило 9,5 - 19,5% и 14,5 - 24,5%, по массе зерна с метелки - 3,0 - 17,1% и 10,0 - 26,0% соответственно.

Число колосков в метелке в среднем за 4 года в контроле достигло 19,3 шт., при применении ИМ - 21,9 шт., ТМП и ТВП увеличили этот показатель на 22,9% и 32,5%. Ионы свинца (II) уменьшили показатель на 4,3 (10^-5%) - 11,0% (10^-3%), цинка (II) на 1,4 (10^-5%) - 7,4% (10^-3%), однако в концентрации 10^-6% они увеличили число колосков на 2,0 - 3,2%. Применение БАВ+Pb⁺² и БАВ+Zn⁺² увеличило число колосков в метелке на 2,2 - 21,3% и 3,0 - 23,8%.

Одним из важнейших показателей продуктивности сельскохозяйственных культур является масса 1000 зёрен. В контроле она в среднем за 4 года достигла 26,7 г., ИМ превысил показатель на 9,7%, ТМП и ТВП - на 14,4% и 29,0%. Ионы свинца (II) снизили массу 1000 зерен на 2,8 (10^-5%) - 11,5% (10^-3%) и цинка (II) на 8,2 (10^-5%) - 17,8% (10^-3%), однако в концентрации (10^-6%), показатель увеличился - на 3,0% и 4,1% соответственно. Сочетания БАВ+Pb⁺² и БАВ+Zn⁺² увеличили массу 1000 зерен на 1,0 (10^-3%) - 22,1% (10^-6%) (ТМП) и на 1,1 (10^-3%) - 25,4% (10^-6%) (ТВП) соответственно.

Урожайность - важнейшая категория для сельскохозяйственной отрасли. В контроле урожайность в среднем за 4 года составила 2,15 т/га. ИМ повысил урожайность на 9,3%, ТМП и ТВП дали прибавку к контролю в размере 0,43 т/га (19,9%) и 0,70 т/га (32,7%). Ионы свинца (II) и цинка (II) в концентрациях 10^-5% - 10^-3% снизили урожайность на 14,0 - 24,4% и 7,3 - 20,3%, однако в концентрации 10^-6% - урожайность превысила контроль на 3,0 и 7,1 % соответственно. ИМ не проявил нивелирующего действия. Сочетания ТМП+Pb⁺² и ТМП+Zn⁺² увеличили урожайность на 1,4 (10^-3%) - 17,0 % (10^-6%) и 7,9 (10^-3%) - 24,5% (10^-6%) соответственно, а ТВП+Pb⁺² и ТВП+Zn⁺² превышает контроль на 5,7 - 24,7% и 9,3 - 27,6%.

ГЛАВА 5. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В БОРЬБЕ С ОСНОВНЫМИ ГРИБНЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ КУЛЬТУРЫ ОВСА

В период 2006 - 2009 гг. нами проводился фитосанитарный контроль пыльной и твердой головни, корончатой ржавчины и мучнистой росы овса.

Учет распространенности пыльной головни овса позволил сделать следующие заключения: в контрольном варианте распространенность равна 1,9%, применение БАВ снизило распространенность болезни на 52,6% (ИМ), 81,6% (ТМП), 97,4% (ТВП) по сравнению с контролем. Ионы свинца (II) увеличили распространение болезни на 5,3 (10^-6%) - 52,6% (10^-3%) и цинка (II) на 10,5 (10^-4%) - 34,2% (10^-3%), однако ионы цинка (II) в концентрациях 10^-5% и 10^-6% снизили распространенность на 5,3 - 10,5% по сравнению с контролем. ИМ и препарат ТМП не проявили нивелирующего действия, Обработка семян ТВП+Pb⁺² снизила распространенность пыльной головни овса до 1,2 - 2,0% (на 5,3 - 36,8%) и ТВП+Zn⁺² до 0,55 - 1,2% (на 31,6 - 71,1%) по сравнению с контролем.

Распространенность твердой головни в контрольном варианте равна 1,65 %. Применение БАВ снизило распространенность твердой головни на 54,5% (ИМ) 81,8% (ТМП), 95,8% (ТВП). Ионы свинца (II) и цинка (II) увеличили распространение болезни на 57,6 - 42,4% и на 9,1 - 54,5% соответственно. ИМ не проявил протекторного действия. Препарат ТМП не проявил нивелирующего действия по отношению к ионам свинца (II) (10^-3% -10^-5%), при концентрации 10^-6% (Pb⁺²) распространенность твердой головни снизилась до 1,6% (на 3,0% по сравнению с контролем). Препарат ТМП проявил более широкое нивелирующее действие по отношению к ионам цинка, распространенность твердой головни в интервале Zn⁺² (10^-4 - 10^-6%) снизилась на 6,1 - 36,4%, только при С=10^-3% распространенность увеличилась на 21,2%. Обработка семян растворами ТВП+Pb⁺² снизила распространенность твердой головни на 3,0 - 39,4% и ТВП+Zn⁺² на 6,1 - 48,5% по сравнению с контролем.

Нами исследовано развитие корончатой ржавчины и мучнистой росы на посевах овса: в контрольном варианте развитие корончатой ржавчины равно 46,9%, мучнистой росы 10,2%. ИМ снизил развитие корончатой ржавчины на 46,5%, мучнистой росы на 16,7% по отношению к контролю. Применение БАВ снизило развитие корончатой ржавчины на 66,7 (ТМП) - 77,6% (ТВП), мучнистой росы на 29,4 (ТМП) - 51,0% (ТВП). Ионы свинца (II) и цинка (II) увеличили развитие корончатой ржавчины на 45,6 (10^-3%) - 13,9% (10^-5%) и на 27,1 (10^-3%) - 17,9% (10^-4%), мучнистой росы на 82,4 (10^-3%) - 25,5% (10^-5%) и на 57,8 (10^-3%) - 31,4% (10^-4%) по сравнению с контролем соответственно. Вместе с тем ионы свинца (II) в концентрации 10^-6% снижают развитие корончатой ржавчины на 11,5%, мучнистой росы на 1,0%, а ионы цинка (II) в концентрации 10^-5% и 10^-6% - снижают развитие корончатой ржавчины на 1,0 - 17,5% , а мучнистой росы на 2,0 - 14,7%. ИМ не проявил нивелирующего действия. Препарат ТМП не нивелировал действия ионов тяжелых металлов (10^-3% и 10^-4%), однако при концентрациях 10^-5% и 10^-6% развитие корончатой ржавчины снизилось на 12,2 - 38,2%, мучнистой росы на 29,4 - 55,9% по отношению к контролю соответственно. Обработка ТВП+Pb⁺² снизила развитие корончатой ржавчины на 6,2 (10^-4%) - 46,5% (10^-6%) и мучнистой росы на 15,7 (10^-4%) - 51,0% (10^-6%), обработка ТВП+Zn⁺² снизила развитие корончатой ржавчины на 16,0 (10^-3%) - 67,0% (10^-6%) и мучнистой росы на 16,0 (10^-3%) - 69,6% (10^-6%).

В фитоиммунитете растений ферменту пероксидаза отводится важная роль, так как с повышением его активности связывают повышение естественной устойчивости растений. Проведенные нами четырехлетние исследования показывают, что в контроле активность фермента составила 1380 уд.ед./100 г. биомассы. При применении ИМ этот показатель достиг 1790 уд.ед./100 г. биомассы. Обработка БАВ привела к увеличению показателя от 2470 (ТМП) до 2900 (ТВП) уд. ед./100 г. биомассы. Ионы свинца (II) и цинка (II) во всех концентрациях снизили активность фермента на 30,4 - 40,6% и 20,3 - 30,4% соответственно. Препараты ИМ и ТМП не проявили нив...